2017-2018学年（沪科版）高中物理选修3-5：第二章末综合测评

章末综合测评(二)

(时间：60分钟满分：100分)

一、选择题(本题共有8小题，每小题6分，共48分.1～5是单选题；6～8是多选题，选对1个得3分，全选对得6分，错选或不选得0分．)

1．一个光子和一个电子具有相同的波长，则( ) A．光子具有较大的动量 B．光子具有较小的能量 C．电子与光子的动量相等 D．电子和光子的动量不确定

hp2

【解析】根据λ＝p可知，相同的波长具有相同的动量．由Ek＝2m知二者能量不同．只有C正确．

【答案】C

2．光电效应实验中，下列表述正确的是( ) A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率无关

D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子

【解析】在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，故A、B错误，D正确．由－eU＝0－Ek，Ek＝hν－W，可知U＝(hν－W)/e，即遏止电压与入射光频率ν有关，C错误．

【答案】D

3．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )

A．减小入射光的强度，光电效应现象消失 B．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 C．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 D．光电效应的发生与照射光的强度有关

1

【解析】光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项A、D错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项B错误；1

根据hν－W逸＝2mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项C正确．

【答案】C

4．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( )

【导学号：06092069】

A．波长 C．能量

B．频率 D．动量

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【解析】根据爱因斯坦光电效应方程2mvm＝hν－W.由题知W钙>W钾，所以h

钙逸出的光电子的最大初动能较小．根据p＝2mEk及p＝λ和c＝λν知，钙逸出的光电子的特点是：动量较小、波长较长、频率较小．选项A正确，选项B、C、D错误．

【答案】A

3

5．分别用波长为λ和4λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为

( )

【导学号：06092070】

hcA.2λ 3hcC.4λ

2hcB.3λ 4hcD.5λ cc

【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0和ν＝λ得Ek＝hλ－W0，Ek′c2hc＝h3－W0，且Ek∶Ek′＝1∶2，解得W0＝3λ. 4λ

2

【答案】B

6．下列叙述的情况中正确的是 ( )

A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样 B．光是波，与橡皮绳上的波类似

C．光是波，但与宏观概念的波有本质的区别

D．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的

【解析】光的粒子性说明光是一种粒子，但到达空间某位置的概率遵守波动规律，与宏观概念的粒子和波有着本质的不同，所以选项A、B错误，C正确．根据光电效应可知，光是一种粒子，光子与电子的作用是一对一的关系，所以选项D正确．

【答案】CD

7．利用金属晶格(大小约10－10 m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m，电荷量为e，初速度为0，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是

( )

【导学号：06092022】

A．实验中电子束的德布罗意波波长为λ＝

h

2meU

B．加速电压U越大，电子的衍射现象越明显

C．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显 D．若用相同动能的中子代替电子，衍射现象将不如电子明显

h

【解析】由德布罗意波波长公式λ＝p，而动量p＝2mEk＝2meU，两式联立得λ＝

hh

，A正确；从公式λ＝可知，加速电压越大，电子的波长2meU2meU

越小，衍射现象就越不明显，B错误；用相同动能的质子或中子替代电子，质子的波长变小，衍射现象相比电子不明显，故C错误，D正确．

【答案】AD

8．电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是( )

A．氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置

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B．电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道 C．电子绕核运动时，不遵从牛顿运动定律 D．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的

【解析】微观粒子的波动性是一种概率波，对于微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，综上所述，C、D正确．

【答案】CD

二、非选择题(本题共5小题，共52分．按题目要求作答．)

9．(6分)某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV，用波长为2.5×10－7 m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108 m/s，元电荷为1.6×10－19 C，普朗克常量为6.63×10－34 J·s.钾的极限频率为________，该光电管发射的光电子的最大初动能是________．

W0【解析】由W0＝hνc得，极限频率νc＝h≈5.3×1014 Hz；由光电效应方程c

Ek＝hν－W0得，光电子的最大初动能Ek＝hλ－W0≈4.4×10－19 J.

【答案】5.3×1014 Hz4.4×10－19 J

10．(10分)太阳能直接转换成电能的基本原理是利用光电效应．如图1所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．

图1

(1)标出电源和电流表的正负极； (2)入射光应照在________极上．

(3)电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________个．

【解析】(1)加正向电压，应该是在电子管中电子由B向A运动，即电流是由左向右．因此电源左端是正极，右端是负极，电流表上端是正极，下端是负极．

(2)光应照在B极上．

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