2023春新教材高中物理第4章波粒二象性達(dá)標(biāo)檢測卷粵教版選擇性

第四章達(dá)標(biāo)檢測卷(考試時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，第8～10題有多項符合題目要求．)1．關(guān)于電子的運(yùn)動規(guī)律，以下說法正確的是()A．電子如果表現(xiàn)粒子性，則無法用軌跡來描述它們的運(yùn)動，其運(yùn)動遵循牛頓運(yùn)動定律B．電子如果表現(xiàn)粒子性，則可以用軌跡來描述它們的運(yùn)動，其運(yùn)動遵循牛頓運(yùn)動定律C．電子如果表現(xiàn)波動性，則無法用軌跡來描述它們的運(yùn)動，空間分布的概率遵循波動規(guī)律D．電子如果表現(xiàn)波動性，則可以用軌跡來描述它們的運(yùn)動，其運(yùn)動遵循牛頓運(yùn)動定律【答案】C【解析】由于運(yùn)動對應(yīng)的物質(zhì)波是概率波，少量電子表現(xiàn)出粒子性，無法用軌跡描述其運(yùn)動，也不遵循牛頓運(yùn)動定律，A、B錯誤；大量電子表現(xiàn)出波動性，無法用軌跡描述其運(yùn)動，可確定電子在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率，且概率遵循波動規(guī)律，C正確，D錯誤．2．能引起人的眼睛視覺效應(yīng)的最小能量為1018J，已知可見光的平均波長為0.6μm，普朗克常量h＝6.63×1034J·s，恰能引起人眼的感覺時，進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為()A．1個 B．3個C．30個 D．300個【答案】B【解析】每個光子的能量為E0＝heq\f(c,λ)，能引起人的眼睛視覺效應(yīng)的最小能量E為1018J，由E＝nE0得能引起人眼的感覺時，進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為n＝eq\f(E,E0)＝eq\f(Eλ,hc)＝eq\f(1018×6×107,6.63×1034×3×108)個≈3個．故選B．3．X射線是一種高頻電磁波，若X射線在真空中的波長為λ，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以E和p分別表示X射線每個光子的能量和動量，則()A．E＝eq\f(hλ,c)，p＝0 B．E＝eq\f(hλ,c)，p＝eq\f(hλ,c2)C．E＝eq\f(hc,λ)，p＝0 D．E＝eq\f(hc,λ)，p＝eq\f(h,λ)【答案】D【解析】根據(jù)E＝hν，且λ＝eq\f(h,p)，c＝λν可得X射線每個光子的能量為E＝eq\f(hc,λ)，每個光子的動量為p＝eq\f(h,λ)，故選D．4．根據(jù)不確定性關(guān)系，下列說法錯誤的是()A．如果動量的不確定范圍越小，則與它對應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍就越大B．如果位置坐標(biāo)的不確定范圍越小，則動量的不確定范圍就越大C．動量和位置坐標(biāo)的不確定范圍之間的關(guān)系不是反比例函數(shù)D．動量和位置坐標(biāo)的不確定范圍之間有唯一確定的關(guān)系【答案】D【解析】根據(jù)公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，故如果動量的不確定范圍越小，則與之對應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍就越大，故A正確；根據(jù)公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)，故如果位置坐標(biāo)的不確定范圍越小，動量的不確定范圍就越大，故B正確；由于公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)中不是等號，故動量的不確定范圍和與之對應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍不成反比關(guān)系，故C正確；由于公式ΔxΔp≥eq\f(h,4π)中不是等號，故動量的不確定范圍和與之對應(yīng)的位置坐標(biāo)的不確定范圍，沒有唯一確定的關(guān)系，故D錯誤．5．被譽(yù)為“中國天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱FAST)在貴州省平塘縣落成啟用，開始接收來自宇宙深處的電磁波．中國天眼的建成，使得深空通信能力延伸至太陽系外緣行星，對探索宇宙的起源和地外文明具有重要意義．如果為天眼配備一部發(fā)射功率為百萬瓦級(106W)的發(fā)射機(jī)，其發(fā)射的無線電波波長為126厘米．那么該發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量的數(shù)量級約為(取光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.6×1034J·s)()A．1023 B．1027C．1031 D．1035【答案】C【解析】設(shè)單位時間t0，發(fā)射機(jī)每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)量為n，則光子的總能量為nt0heq\f(c,λ)，每秒鐘的發(fā)射能量為Pt0，所以nt0heq\f(c,λ)＝Pt0，代入數(shù)據(jù)，最終可得n的數(shù)量級約為1031，故C正確．6．如圖所示，某種頻率的光照射金屬鋇使一些電子從鋇表面發(fā)射出來．為了測量這些電子的最大初動能，在鋇表面上方放置一帶電金屬板，調(diào)節(jié)金屬板電勢，使所有電子均不能到達(dá)金屬板(金屬板電勢低于鋇表面的電勢)．若鋇表面相對于金屬板的最小電勢差為3.02V，已知金屬鋇的逸出功為2.50eV，普朗克常量為6.63×1034J·s，可見光的波長范圍為400nm～700nm，則()A．電子的最大初動能為2.50eVB．照射光的頻率約為1.33×1015HzC．所有電子返回鋇表面時的動能都為3.02eVD．可見光照射金屬鋇一定不會發(fā)生光電效應(yīng)【答案】B【解析】對逸出的電子，由動能定理可得eUc＝Ek，故電子的最大初動能為Ek＝3.02eV，故A錯誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可得照射光的頻率為ν＝eq\f(Ek＋W0,h)≈1.33×1015Hz，故B正確；由于電子逸出時動能有大有小，故返回鋇表面的速度不一定相同，動能也不一定相同，最大動能為3.02eV，故C錯誤；鋇的截止頻率為ν0＝eq\f(W0,h)＝6.03×1014Hz，由題中數(shù)據(jù)，可見光頻率的最大值為νm＝eq\f(c,λ)≈7.5×1014Hz>ν0，故有部分可見光可以使鋇發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤．7．光通過單縫，發(fā)生衍射現(xiàn)象，用位置和動量的不確定關(guān)系的觀點(diǎn)加以解釋，下列說法錯誤的是()A．單縫越寬，中央亮紋越窄，位置的不確定量大，動量的不確定量小B．當(dāng)光能發(fā)生衍射現(xiàn)象時，動量不確定量就不能忽略C．單縫越窄，中央亮紋越寬，是因為位置不確定量越小，動量不確定量越大D．光能發(fā)生衍射時，位置的不確定量可忽略，動量的不確定量也可忽略【答案】D【解析】由不確定關(guān)系可知，A、B、C正確，D錯誤．8．用綠光照射一個光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)．欲使光電子從陰極逸出時最大初動能增大，可以()A．改用紅光照射 B．改用紫光照射C．改用藍(lán)光照射 D．增加綠光照射時間【答案】BC【解析】光電子的最大初動能與照射時間或照射強(qiáng)度無關(guān)，而與入射光子的能量有關(guān)，入射光子的能量越大，光電子從陰極逸出時最大初動能越大，所以本題中可以改用比綠光光子能量更大的紫光、藍(lán)光照射，以增大光電子從陰極逸出時的最大初動能．9．如圖甲所示，在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)用相同頻率的單色光，分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)．圖乙為其中一個光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關(guān)系圖像．對于這兩個光電管，下列判斷正確的是()A．因為材料不同，逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同B．光電子的最大初動能不同C．因為光強(qiáng)不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流也可能相同D．兩個光電管的Uc－ν圖線的斜率可能不同【答案】ABC【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和eUc＝Ek得出，相同頻率，不同逸出功，則遏止電壓也不同，A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0得，相同的頻率，不同的逸出功，則光電子的最大初動能也不同，B正確；雖然光的頻率相同，但光強(qiáng)不確定，所以單位時間逸出的光電子數(shù)可能相同，飽和光電流可能相同，C正確；因為Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)知圖線的斜率為eq\f(h,e)，即只與h和e有關(guān)，為常數(shù)，一定相同，D錯誤．10．用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針也發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a光與b光波長分別為λ和2λ，它們產(chǎn)生的速度最快的光電子速度之比為2∶1，普朗克常量和真空中光速分別用h和c表示，下列說法正確的有()A．該種金屬的逸出功為eq\f(hc,3λ)B．該種金屬的逸出功為eq\f(hc,λ)C．波長超過2λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．波長超過3λ的光都不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】AD【解析】由hν＝W0＋Ek知heq\f(c,λ)＝W0＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)，heq\f(c,2λ)＝W0＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，又v1＝2v2，得W0＝eq\f(hc,3λ)，A正確，B錯誤．光的波長小于或等于3λ時都能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤，D正確．二、非選擇題(本題共4小題，共40分)11．(6分)如圖所示，一靜電計與鋅板相連，在A處用一弧光燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角．(1)現(xiàn)用一帶正電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將__________(填“增大”“減小”或“不變”)．(2)使靜電計指針回到零，用黃光照射鋅板，靜電計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么，若改用強(qiáng)度更大的黃光照射鋅板，可觀察到靜電計指針偏轉(zhuǎn)角將__________(填“增大”“減小”或“不變”)．【答案】(1)增大(2)增大【解析】(1)鋅板在紫外線照射下，發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子飛出，鋅板帶正電，將一帶正電的金屬小球與鋅板接觸，鋅板所帶正電量增大，則靜電計指針偏角將增大．(2)改用強(qiáng)度更大黃光照射鋅板，從鋅板上發(fā)出的光電子數(shù)增多，鋅板所帶正電量增大，則靜電計指針偏角將增大．12．(8分)用圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為5eV的光照射到光電管上時，測得電流計上的示數(shù)隨電壓變化的圖像如圖乙所示．(1)當(dāng)變阻器的滑片P向__________(填“左”或“右”)滑動時，通過電流表的電流將會減小．(2)光電子的最大初動能為__________J，金屬的逸出功為____________J．(3)如果不改變?nèi)肷涔獾念l率，而減小入射光的強(qiáng)度，則光電子的最大初動能__________(填“增加”“減小”或“不變”)．【答案】(1)右(2)3.2×10194.8×1019(3)不變【解析】(1)由題圖可知光電管兩端所加的電壓為反向電壓，當(dāng)變阻器的滑動端P向右移動時，反向電壓增大，則通過電流表的電流減小．(2)由圖乙可知，當(dāng)該裝置所加的電壓為反向電壓，當(dāng)電壓是－2V時，電流表示數(shù)為0，遏止電壓為－2V，則光電子的最大初動能為Ekm＝eUc＝2eV＝3.2×1019J，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，又ε＝hν，則W0＝3eV＝4.8×1019J．(3)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知入射光的頻率不變，則光電子的最大初動能不變．13．(12分)納米技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會生產(chǎn)、生活的各個方面．將激光束的寬度聚光到納米級范圍內(nèi)，可以精確地修復(fù)人體損壞的器官．糖尿病引起視網(wǎng)膜病變是導(dǎo)致成年人失明的一個重要原因，利用聚光到納米級的激光束進(jìn)行治療，90%的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果．一臺功率為10W氬激光器，假定所發(fā)出的可見光的波長都是560nm，用它“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜，每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時間是2×104s．試求：(1)求每次“點(diǎn)焊”需要的能量；(2)激光器消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×1034J·s，計算激光器每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)．解：(1)根據(jù)E＝Pt，所以E＝Pt＝10×2×104J＝2×103J．(2)一個波長為λ的光子能量為E0＝eq\f(hc,λ)，設(shè)激光器每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為n，則n＝eq\f(kPt0,E0)，式中k＝5%，t0＝1s，聯(lián)立上式解得n＝eq\f(kPλt0,hc)＝1.4×1018個．14．(14分)如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管．用波長λ＝0.50μm的綠光照射陰極K，實驗測得流過表的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取h＝6.63×1034J·s．結(jié)合圖像，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的