高中物理 第5章 波与粒子章末综合测评 鲁科版选修3-5

第5章 波与粒子(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分在每小题给出的五个选项中，有三项是符合题目要求的，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)1关于热辐射，下列说法中正确的是()A一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B黑体只吸收可见光，不辐射可见光，所以黑体一定是黑的C一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长减小的方向移动E一般物体的热辐射强度与物体的温度、材料、表面状况均有关【解析】一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状况有关，A错误，E正确；黑体可以辐射可见光，不一定是黑的，B错误；由黑体辐射的实验规律知，C、D均正确【答案】CDE2关于光电效应，下列几种表述正确的是()A金属的极限频率与入射光的频率成正比B光电流的强度与入射光的强度无关C用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能要大D对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应E光电子的最大初动能与入射光的频率存在线性关系【解析】金属的极限频率由该金属决定，与入射光的频率无关，光电流的大小随入射光强度增大而增大，选项A、B错误；不可见光包括能量比可见光大的紫外线、X射线、射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项C正确；任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应，选项D正确；由光电效应方程EkhW可知，光电子的最大初动能与入射光的频率存在一次函数关系，E正确【答案】CDE3如图1所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.51014 Hz，则以下判断正确的是()图1A发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C用0.5 m的光照射光电管时，电路中有光电流产生D增大电源的电压，电路中的光电流可能不变E光照射时间越长，电路中的光电流越大【解析】在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关据此可判断A、E错误；波长0.5 m的光子的频率 Hz61014 Hz4.51014 Hz，可发生光电效应，所以选项B、C正确；若电路中的电流已达到饱和光电流，此时增大电源的电压，电路中的光电流也不再增大，D正确【答案】BCD4下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是()A因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线B由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性E对于微观粒子来讲，其位置和动量都有一定的不确定性【解析】实物粒子的波动性指实物粒子是概率波，与经典的波不同，选项A错误；微观粒子落点位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不同，选项B正确；单缝衍射中，微观粒子通过狭缝，其位置的不确定量等于缝宽，其动量也有一定的不确定量，选项C错误，E正确；波动性和粒子性是微观粒子的固有特性，无论何时二者都同时存在，选项D正确【答案】BDE5用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生光电效应，那么() 【导学号：18850071】A两束光的光子能量相同B两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D强度大的紫外线照射金属的表面时单位时间内逸出的光电子个数多E两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同【解析】由h和EkhW0知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子最大初动能相同，故A、C对，E错；由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，强度大的紫外线照射金属表面时单位时间内逸出的光电子个数多，B错误，D正确【答案】ACD6(2016安庆一中检测)关于光电效应现象，下列说法中正确的是()A在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系C对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能发生光电效应D对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应E在光电效应现象中，入射光的强度越大，饱和光电流越大【解析】由EkhW可知光电子的最大初动能与入射光的频率、材料的逸出功有关，与入射光的强度无关，Ek只是随线性增大，A错误，B正确要发生光电效应，光电子的最大初动能Ek0，则由EkhW，hhEkWW有或，与入射光的强度无关，但饱和光电流强度与入射光的强度呈正比关系，C、E正确，D错误【答案】BCE二、非选择题(本题共5小题，共64分按题目要求作答)7(8分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：He_Be.(2)Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.61016s.一定质量的Be，经7.81016s后所剩Be占开始时的_【解析】(1)根据电荷数的守恒和质量数守恒有：HeHeBe.(2)根据半衰期的意义有mt7.81016 s，T2.61016 s得.【答案】(1)He(或)(2)(或12.5%)8(8分)已知钠发生光电效应的极限波长为05107 m，现用波长为4107m的光照射用钠作阴极的光电管则金属钠的逸出功W_J为使光电管中的光电流为零，在光电管两端需加上电压Uc_V的反向电压【解析】逸出功Wh0h3.9781019 J.光电子最大初动能EkhWhW0.991019 JEkeUc，Uc0.62 V.【答案】3.9781019 J0.62 V9(12分)已知：功率为100 W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c3.0108 m/s，普朗克常量h6.631034 Js，假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数【解析】波长为的光子能量为：E，设灯泡每秒内发出的光子数为n，灯泡电功率为P，则n，式中，k5%是灯泡的发光效率得：光子数n，代入题给数据得：n1.41019(个)【答案】1.41019个10(18分)如图2所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量为e.求：图2(1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子，到达A板时的动能；(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间【解析】(1)根据爱因斯坦光电效应方程EkhW，光子的频率为.所以，光电子的最大初动能为EkW.能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子，设到达A板的动能为Ek1，由动能定理，得eUEk1Ek，所以Ek1eUW.(2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子则dat2，得td.【答案】(1)eUW(2)d11(18分)如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B0.05 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界，在磁场中A处放一个放射源，内装Ra(镭)，Ra放出某种放射线后衰变成Rn(氡)试写出Ra衰变的方程若A距磁场的左边界MN的距离OA1.0 m时，放在MN左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线1.0 m，则此时可以推断出一静止镭核Ra衰变时放出的能量是多少？(保留两位有效数字，取1 u1.61027 kg，电子电量e1.61019 C)图一【解析】RaRnHe.镭衰变放出粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，粒子垂直于MN边界射出被接收器接收，粒子在磁场中的轨迹为1/4圆周，得圆半径为R1.0 m粒子的动量mvqBR1.61020 kgm/s粒子的动能为E1mv22.01014 J衰变过程中动量守恒，有mvMRnv1氡核反冲的动能为E2MRnv衰变过程释放出的能量为E1E2E12.041014 J【答案】RaRnHe2.041014 J