鲁科版（2019）高中物理 选择性必修第三册 第6章 章末检测（六）word含解析

章末检测(六)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分。其中1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题)
1.能够证明光具有波粒二象性的现象是(　　)
A.光的反射和小孔成像现象
B.光的衍射和光的色散
C.光的折射和透镜成像
D.光的干涉、光的衍射、光电效应
解析　在中学阶段可以认为光的干涉、光的衍射现象证明了光的波动性，光电效应证明光的粒子性。
答案　D
2.某光子动量为p，能量为E，则光子的速度为(　　)
A. B.pE
C. D.
解析　由波速和频率的关系式v＝λν，德布罗意波波长公式λ＝，以及光子的能量公式E＝hν可得：v＝λ＝·＝。
答案　C
3.已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的(　　)
A.波长 B.频率
C.能量 D.动量
解析　金属的逸出功W＝hν0，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋mv2可知，从金属钾表面飞出的光电子的最大初动能较金属钙的大，金属钙表面飞出的光电子最大初动能小，因λ＝，所以从钙表面逸出的光电子具有较大的波长，选项A正确。
答案　A
4.用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明(　　)
A.光的本质是波
B.光的本质是粒子
C.光的能量在胶片上分布不均匀
D.光到达胶片上不同位置的概率相同
解析　用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，根据在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误。
答案　C
5.2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验。如图所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明(　　)
A.光具有波动性
B.光具有波粒二象性
C.微观粒子也具有波动性
D.微观粒子的波是一种电磁波
解析　干涉现象是波的特征，电子是微观粒子，它能产生干涉现象，表明电子等微观粒子具有波动性。但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波。
答案　C
6.关于光电效应，下列说法正确的是(　　)
A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B.光电子的动能越大，光电子形成的电流就越大
C.光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率
D.如果用红光照射金属能发生光电效应，则改用绿光照射该金属一定不发生光电效应
解析　根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋mv2，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，但不是正比关系，A错误；光电流的大小与入射光的强度有关，入射光越强，单位时间内逸出的光电子数目越多，光电流就越大，B错误；由E＝hν可知，光子的能量取决于光子本身的频率，C正确；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，如果用红光照射金属能发生光电效应，由于绿光的频率大于红光的频率，则用绿光照射该金属一定能发生光电效应，D错误。
答案　C
7.经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则(　　)
A.所有电子的运动轨迹均相同
B.所有电子到达屏上的位置坐标均相同
C.电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定
D.电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置
解析　电子在运动中表现出波动性，没有一定的运动轨迹，牛顿运动定律不适用于电子的运动。故正确选项为D。
答案　D
8.从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是(　　)
A.光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性
B.光的频率越高，光子的能量越大
C.在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方
D.在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方
解析　一个光子谈不上波动性，A错误；暗条纹是光子到达概率最小的地方，C错误。
答案　BD
9.根据物质波理论，以下说法中正确的是(　　)
A.微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性
B.宏观物体和微观粒子都具有波动性
C.宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长
D.速度相同的质子与电子相比，电子的波动性更为明显
解析　一切运动的物体都有一种物质波与它对应，所以宏观物体和微观粒子都具有波动性，A选项错误，B选项正确；宏观物体的物质波波长很短，不易观察到它的波动性，所以C选项错误；速度相同的质子与电子相比，电子质量小，物质波波长更长，所以电子波动性更明显，D选项正确。
答案　BD
10.在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是(　　)
A.若νa>νb，则一定有UaB.若νa>νb，则一定有Eka>Ekb
C.若UaD.若νa>νb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb
解析　设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项正确；又Ek＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU＝hν－W，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－Ek＝W，W相同，则D项错误。
答案　BC
11.如图所示为光电管工作原理图，当有波长(均指真空中的波长，下同)为λ的光照射阴极板K时，电路中有光电流，则(　　)
A.换用波长为λ1(λ1>λ)的光照射阴极K时，电路中可能有光电流
B.换用波长为λ2(λ2<λ)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流
C.增加电路中电源的路端电压，电路中的光电流一定增大
D.将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流
解析　由题意可知，光电管的极限频率ν0<，虽然λ1>λ，即ν1<，但ν1可能大于ν0，故波长为λ1时也有可能发生光电效应，故A正确；而λ2<λ，即<，故一定能发生光电效应，故B正确；增加电路中电源的路端电压，当达到饱和电流时，电流不再增大，故C错误；将电路中电源的极性反接，光电子做减速运动，还有可能到达阳极，还可能有电流，故D错误。
答案　AB
12.如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是(　　)
A.a光的频率一定大于b光的频率
B.用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应
C.电源正极可能与c接线柱连接
D.若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f
解析　由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c接负极，d接正极：单色光a频率大于金属的极限频率，b光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b光的频率。(2)c接正极，d接负极：a、b两光都能发生光电效应，a光产生的光电子能到达负极而b光产生的光电子不能到达负极，a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率。故A、C正确，B错误；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f。故D正确。
答案　ACD
二、非选择题(共4个题，共40分)
13.(8分)如图甲所示为研究光电效应的电路图。
(1)对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转。将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能________(选填“减小”或“增大”)。如果改用频率略低的紫光照射，电流表________(选填“一定”“可能”或“一定没”)有示数。
(2)当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图像如图乙所示。则光电子的最大初动能为________ J，金属的逸出功为________ J。
解析　(1)AK间所加的电压为正向电压，光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小，紫光照射也可能发生光电效应，所以电流表可能有示数。
(2)由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，且电压表示数为2 V时，电流表示数为0，得光电子的最大初动能为2 eV，即3.2×10－19 J，根据光电效应方程hν＝W＋mv2得，W＝3 eV＝4.8×10－19 J。
答案　(1)减小　可能　(2)3.2×10－19　4.8×10－19
14.(10分)A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子的最大初动能分别为EkA、EkB。求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
解析　光子能量E＝hν，动量p＝，且ν＝
得p＝，则pA∶pB＝2∶1
A照射该金属时，光电子的最大初动能EkA＝EA－W
同理，EkB＝EB－W
解得W＝EkA－2EkB。
答案　2∶1　EkA－2EkB
15.(10分)已知金属钠的逸出功为2.29 eV，现用波长为400 nm的光照射金属钠表面，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，1 nm＝10－9m，求遏止电压和金属钠的截止频率。(结果保留2位有效数字)
解析　ν＝＝7.5×1014 Hz
Ek＝hν－W，解得Ek≈0.82 eV
Ek＝eUc，解得Uc＝0.82 V
截止频率νc＝≈5.5×1014 Hz。
答案　0.82 V　5.5×1014 Hz
16.(12分)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过表的电流I与AK之间电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结合图像，求：(结果均保留2位有效数字)
(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能；
(2)该阴极材料的极限波长。
解析　(1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A，阴极每秒钟发射的光电子的个数
n＝＝个＝4.0×1012(个)
光电子的最大初动能为
Ekm＝eUc＝1.6×10－19×0.6 J＝9.6×10－20 J。
(2)设该阴极材料的极限波长为λc，根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝h－h
代入数据得λc≈6.6×10－7 m。
答案　(1)4.0×1012个　9.6×10－20 J　(2)6.6×10－7 m