2019年高中物理 第5章 波与粒子综合检测 鲁科版选修3-5.doc

2019年高中物理 第5章 波与粒子综合检测 鲁科版选修3-5一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(xx龙岩检测)对光电效应做出合理解释的科学家是()A普朗克B爱因斯坦C康普顿 D麦克斯韦【解析】爱因斯坦提出了光子说成功地解释了光电效应，所以B正确【答案】B2现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是()A一定频率的光照射到锌板上，光的强度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C质量为103kg、速度为102 m/s的小球，其德布罗意波长约为1028 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同【解析】说明光具有波动性的是干涉和衍射，而光电效应说明光具有粒子性故本题应选B、D.【答案】BD3下列说法正确的是()A光是一种电磁波B光是一种概率波C光子相当于高速运动的质点D光的直线传播只是宏观近似规律【解析】光是一种电磁波，是电磁波谱中频率(或波长)很窄的一部分，A正确；光又是概率波，单个光子的运动纯属偶然，而大量光子的运动受波动规律支配，B正确；光子是能量粒子，不能看成高速运动的质点，C错误；因光波长很短，比一般物体的尺寸小得多，所以光的衍射非常不明显，可看成直线传播，它只是一种近似，D正确【答案】ABD4下表给出了一些金属材料的逸出功：材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料有几种(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2种 B3种C4种 D5种【解析】光子的能量Eh6.631034 J5.01019 J由表格可知，入射光子的能量大于铯和钙的逸出功，而小于镁、铍、钛的逸出功，故发生光电效应的金属只有铯和钙【答案】A5利用光电管研究光电效应实验如图1所示，用频率为1的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则 ()图1A用紫外光照射，电流表不一定有电流通过B用红外光照射，电流表中一定无电流通过C用频率为1的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端，电流表中一定无电流通过D用频率为1的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表示数可能不变【解析】由紫外线的频率大于可见光的频率，而红外线的频率比可见光的频率小，所以用可见光照射能发生光电效应，那么用紫外线照射时一定能发生光电效应，用红外线则不一定，A、B选项都不正确；由于光电管A与K间加的是正向电压，即使滑动触头移到A端，电流表中也有可能有电流，C选项错误；如果光电管已达到饱和电流，即使正向电压增大，电流也不会变化，D选项正确【答案】D6由爱因斯坦光电效应方程可以画出逸出电子的最大初动能和入射光的频率的关系图象如图2所示下列说法正确的是()图2A0表示极限频率BP的绝对值等于逸出功C直线的斜率表示普朗克常量h的大小D说明了电子的最大初动能与入射光的频率成正比【解析】把方程Ekmv2hW与图象对比可判断A、B、C正确【答案】ABC7(xx南平高二检测)能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为1018 J，已知可见光的平均波长为0.6 m，普朗克常数h6.631034 Js，恰能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为()A1个 B3个C30个 D300个【解析】光子个数n3个，故B项正确【答案】B二、非选择题(本大题共5小题，共58分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)8(8分)如图3所示，是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成图3(1)示意图中，a端应是电源_极(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，_【解析】要使电路中有电流，必须使光电子加速运动，故电源a端为正极光电流与光强有关，光越强，光电流越大；最大初动能与光强无关，与照射光的频率有关，当改用频率更大的光照射时，一定能发生光电效应现象，故有电流【答案】(1)正(2)有光电流产生，通过放大器放大后，电磁继电器工作，把衔铁N吸附过来9(10分)设子弹的质量为0.01 kg，枪口直径为0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量为_【解析】枪口直径可以当做子弹射出枪口位置的不确定量x，由于pxmvx，由不确定关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量vx m/s1.061030 m/s.【答案】1.061030 m/s10(12分)(xx农垦检测)已知钠发生光电效应的极限波长为05107 m，现用波长为4107 m的光照射用钠作阴极的光电管求：(1)钠的逸出功W；(2)为使光电管中的光电流为零，在光电管上所加反向电压至少多大？【解析】(1)逸出功Wh0h3.9781019 J.(2)光电子最大初动能EkhWhW0.991019 JEkeUe，Ue0.62 V.【答案】(1)3.9781019 J(2)0.62 V11(14分)爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在一个定量关系：Emc2，其中c为光在真空中的速度则(1)计算频率为51014Hz的光子具有的动量是多少？(2)若一电子的动量与该光子相同，该电子的运动速度和波长分别是多少？【解析】(1)根据光子说，光子的能量Ehmc2，故得到动量pmc kgms11.11027 kgms1.(2)设电子质量为me，速度为ve，动量为pe，则pemeve，依题意pep，则电子的速度大小为ve m/s1.2103 m/s该电子物质波的波长为e m6.0107 m.【答案】(1)1.11027 kgms1(2)1.2103 m/s6.0107 m12(14分)(xx成都高二检测)如图4所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A为对阴极(阳极)，当A、K间加直流电压U30 kV时，电子被加速打到对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：图4(1)电子到达对阴极的速度是多大？(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？(3)若AK间的电流为10 mA，那么每秒钟对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？(电子电量e1.61019 C，质量m0.911030 kg，普朗克常量h6.631034 Js)【解析】(1)由动能定理得mv2eU，所以v代入数据得：v1.0108 m/s.(2)因为mv2eUhh所以4.11011 m.(3)每个电子与对阴极碰撞后均能产生一个光子，则n个6.251016个【答案】(1)1.0108 m/s(2)4.11011 m(3)6.251016个