2023-2024学年粤教版选择性必修3第四章《波粒二象性》单元测试A卷（后附解析）

保密★启用前
2023-2024学年 粤教版 选择性必修3 第四章《波粒二象性》单元测试A卷
试卷后附解析
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．用红光照射某一光电管发生光电效应时，测得光电子的最大初动能为E1；若改用紫光照射该光电管时，测得光电子的最大初动能为E2，则（　　）
A．E2＝E1 B．E2>E1 C．E22．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知（　　）
A．当它们在真空中传播时，a光的波长最短
B．当它们在玻璃中传播时，a光的速度最小
C．若它们都从玻璃射向空气，a光发生全反射的临界角最小
D．若它们都能使某种金属产生光电效应，a光照射出光电子的最大初动能最小
3．关于波粒二象性，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应
B．图乙中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大
C．图丙说明光子既有粒子性也有波动性
D．戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性
4．某光电管阴极金属的逸出功为，电子电量为，今用四束光①、②、③、④分别照射光电管，其光电流与电压的关系如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．①光的光子能量为
B．②光和③光的交点表示该电压下光电流大小相同
C．②光的光强比④光的光强大
D．④光照射时产生的光电子最大初动能最大
5．1916年密立根测量金属的遏止电压（即图甲所示电路中电流表G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光频率v的对应关系，实验中推导计算出普朗克常量h。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　）
A．电极K的金属材料的截止频率为
B．普朗克常量
C．电极K的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小
D．光电子最大初动能与入射光频率成正比
6．大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛，我国使用微光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若某型号激光焊机的功率为30kW，发射的激光波长为，已知普朗克常量，光速为，则（　　）
A．该激光的频率为
B．每个激光光子的能量为
C．每个激光光子的动量为
D．该型号焊机每秒发射激光光子数约为个
7．在某次光电效应实验中，测得遏止电压与入射光频率之间的关系图线如图所示，已知光电子的电荷量为，则下列说法正确的是（　　）
A．普朗克常量
B．普朗克常量
C．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
评卷人得分
二、多选题
8．关于光的粒子性、波动性和波粒二象性，下列说法正确的是（　　）
A．光子说的确立完全否定了波动说
B．光电效应说明光具有波动性
C．光的波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象
D．光的波粒二象性才是对光的本性的正确认识
9．体温枪是新冠病毒防控的重要测温工具，其工作原理：体温枪内的温度传感器接收到人体辐射的红外线，发生光电效应，而显示出人体的温度。如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生。如图乙所示分别为照射a、b两束光电流随电压变化的图像。已知人的体温正常时能辐射波长约为的红外线，光速。则（　　）
A．人体温正常时能辐射红外线的频率约为
B．将图甲中的电源正负极反接，电流表示数一定为零
C．由图乙可知，给a测体温时，体温枪接收到的红外线光子数量更多些
D．由图乙可知，b的体温高于a的体温
10．在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知（ ）
A．缝越窄，粒子位置的不确定性越大
B．缝越宽，粒子位置的不确定性越大
C．缝越窄，粒子动量的不确定性越大
D．缝越宽，粒子动量的不确定性越大
11．如图所示，两束互相平行的单色光a、b从空气中斜射到平行玻璃砖上，单色光a从下表面A点射出，b从下表面B点射出，由图可知（）
A．在玻璃中，单色光a的传播速度较大
B．若增加入射光的入射角，则a光在玻璃砖的下表面先发生全反射
C．分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距小
D．若、光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则光的遏止电压高
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．光电效应实验装置示意图如图所示．
（1）若要使发生光电效应的电子不能到达A极，则电源的a极应为 极（选填正、负）
（2）用频率为v的普通光源照射K极，没有发生光电效应，用频率大于ν的光照射K极，则立即发生了光电效应；此实验说明发生光电效应的条件是 .
（3）若KA加上反向电压U，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的 （其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）
A．
B．
C．U=2hν﹣W
D．
13．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置如图甲所示。已知普朗克常量。（计算结果均保留3位有效数字）
（1）实验中测得铷的遏止电压与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率 Hz，逸出功 J；
（2）如果实验中入射光的频率，则产生的光电子最大初动能 J。
评卷人得分
四、解答题
14．在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能是什么原因？
15．已知金属铯的极限波长为λ0，现用波长为λ的光照射铯金属表面，普朗克常量为h，真空中的光速为c，求：
（1）铯金属的逸出功；
（2）发射光电子的最大初动能．
16．氢原子处于基态的能级值为﹣E1，原子其它各定态能量为，普朗克常量为h．原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．
（1）求该金属的截止频率ν0
（2）有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属，求：产生光电子的最大初动能．
（3）现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中频率最大的光子能量为频率最小的光子能量的多少倍（可保留分数）？
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．B
解析：根据光电效应方程
知入射光频率增大，则金属表面逸出的光电子最大初动能增大，即
故B正确，ACD错误。
答案：B。
2．D
解析：A．由光路图可知，a光的偏转程度最小，则a光的折射率最小，频率最小，根据可知，a光的波长最大，故A错误；
B．光的折射率最小，根据 ，a光在玻璃中传播的速度最大，故B错误；
C．根据知，a光的折射率最小，则a光发生全反射的临界角最大，故C错误；
D．a光频率最小，由光电效应方程可知，a光照射出光电子的最大初动能最小，故D正确。
答案：D。
3．D
解析：A项：由光电效应可知，当入射光的频率大于金属极限频率时，能发生光电效应，由于紫光照射到锌板上可以发生光电效应，但其它的光的频率不一定比金属极限频率大，所以其他可见光照射到锌板上不一定可以发生光电效应，故A错误；
B项：由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与光照强度无关，故B错误；
C项：图丙说明光子具有粒子性，故C错误；
D项：戴维孙和G P 汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了上图的衍射图样，从而证实电子具有波动性，故D正确．
4．D
解析：A．①光照射下的截止电压为，根据光电方程可得
故A正确；
B．②光和③光交点处的横坐标表示电压，纵坐标表示电流，图像相交表示该电压下光电流大小相同，故B正确；
C．②光和④光的截止电压相同，说明它们是同一频率的光，但是②光的饱和光电流比④光的饱和光电流大，说明②光的光强比④光的光强大，故C正确；
D．④光的截止电压低于①光和③光，由光电方程
可知④光照射时产生的光电子最大初动能并不是最大的，故D错误。
本题要求选择错误的，答案：D。
5．B
解析：A．根据
可知
因此当时取得截止频率为b，故A错误；
B．图像斜率表示
因此普朗克常量
故B正确；
C．逸出功只与金属材本身类有关，故C错误；
D．根据
可知，光电子最大初动能与入射光频率成一次函数关系，故D错误。
答案：B。
6．B
解析：A．根据光的波长与频率的关系，可得激光的频率为
故A错误；
B．每个激光光子的能量为
故B正确；
C．每个激光光子的动量为
故C错误；
D．激光焊机的功率为30kW，则有
可得每秒发射激光光子数约为
故D错误。
答案：B。
7．D
解析：AB．根据爱因斯坦光电效应方程
又
联立两式可得
即图像斜率
可得普朗克常量
故AB错误；
CD．由题图知，当入射光的频率为时，，则此时产生的光电子的最大初动能为
可得金属逸出功为
当入射光的频率为时，根据爱因斯坦光电效应方程有
可得此时产生的光电子的最大初动能为
故C错误，D正确。
答案：D。
8．CD
解析：AD．光子说的确立，没有完全否定波动说，使人们对光的本性认识更完善，光既有波动性，又有粒子性，光具有波粒二象性，故A错误，D正确；
B．光电效应说明光具有粒子性，故B错误；
C．波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象，故C正确。
答案：CD。
9．ACD
解析：A波长 的红外线在真空中的频率为
故A正确；
B．将甲图中的电源接反，只要电压不低于遏制电压，电流表依然会有示数，故B错误；
C．由图乙可知，给a、b测体温时，a的光电流比b的大，所以a辐射的红外线强度更强，逸出的光电子的个数更多，所以a体温枪接收到的红外线光子数量更多些，故C正确；
D．温度越高的物体，向外辐射的最大波长越短，频率越高，由乙图可知，b的遏制电压更大，频率更大，所以b的体温高于a的体温，故D正确。
答案：ACD。
10．BC
解析：由不确定性关系
知缝宽时，位置不确定性越大，则动量的不确定性越小，反之亦然，因此选项B、C正确，AD错误。
答案：BC。
11．CD
解析：A、由图看出，两光束通过玻璃砖后a光束侧移较大，则玻璃砖对光线a的折射率较大，玻璃砖对光线a的折射率较大，由公式得知，在玻璃中单色光a的传播速度较小．故A错误；
B、由于玻璃砖的上下表面平行，由几何知识得知光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角，根据光线的可逆性原理可知光线不可能在下表面发生全反射，故B错误．
C、光线a的折射率较大，在空气中a光的波长短，由可知，a光的相邻亮条纹间距小，故C正确；
D、光线a的折射率较大，则a光的频率大，由，可知，a光的遏止电压高，故D正确．
12． 正极 只有照射光的频率大于金属的极限频率时才会发生光电效应 A
解析：（1）[1]若要使发生光电效应的电子不能到达A极，电子受到的电场力必须向左，因此电场方向必须向右，则电源a端为正极，
（2）[2]由发生光电效应的条件是：入射光的频率大于或等于金属的极限频率，即可发生光电效应现象；
（3）[3]根据题意知
eU=hv-W
解得
答案：A.
13．
解析：（1）[1]由光电效应方程及动能定理分别可得
联立可得
因此当遏制电压为零时，即图线与横轴交点表示铷的截止频率，为
[2]该金属的逸出功为
（2）[3]产生的光电子最大初动能为
14．入射光的频率小于金属的极限频率（或者说波长大于极限频率对应的波长）或反向电压太大
解析：当入射光的频率大于金属的极限频率（或者说波长小于极限频率对应的波长）时才能发生光电效应，没有电流可能是入射光的频率小于极限频率，也可能是反向电压太大则光电子不能到达另一极板。
15．（1）（2）
解析：(1)由逸出功为
而光的波速
联立可得：
(2)根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能为
联立解得：
点拨：考查爱因斯坦光电效应方程，掌握发生光电效应现象的条件：入射光的频率大于或等于极限频率．根据光电效应方程可求出最大初动能，
16．（1）（2）Ek= 3E1/16（3）
解析：（1）原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应，可知两能级间的能级差等于金属的逸出功，根据E2﹣（-E1）＝hv0得金属的截止频率为
（2）释放出的能量最大的光子是由n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子
hν=E4-（-E1）=15E1/16
由光电效应方程可得最大初动能： Ek=hν-W0=15E1/16-3E1/4=3E1/16
（3）当大量氢原子处于n＝3能级时，可释放出的光子频率种类为N＝C42＝6
氢原子从n=4能级自发跃迁，释放出的能量最小的光子是由n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子：
释放出的能量最大的光子是由n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子：
故
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页