(四)普朗克黑体辐射理论、光电效应-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修3同步周测卷（J）

物课·」选挥性必修第三面第1页（共4面》 衡水金海·先章驱·高二网步周测移四 物理·」难辑性必修第三研 第2页「其4而) 能发生内光电效应，普阴克霜量为4，真空中的光逸为，则下列说法正维的是 A.通过负载的电麓方向为从上至下 且该材料爱生光电效应的：限被长为元 C,太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大 D改用常外线肌射该材料，则不能发生内完电效应 氏级 维名 分数 6 容案 二，非选择题（本题共3小题，其36分，请按要求完成下列各题） .《11分)从1907年起，密立根气开始测量金属的湖止电展U与人射光的频率￥间的 关系，由此计算背研克常量方，并与普闭克限需凰体辐时得出的：相比较，以检验爱 因斯且光电效应方程的正确性。按照密立恩的方法，利用如图甲所示的装置透行实 验，得到某金属的U-阁像如图乙所示，电子的电荷量，图中和U均已知，求： 《1)该金属的递出功W: 《2)背周克常量h: 《3)当人射光的瞬率为3，时，逸出光电子的最大初动能。 10.(11分)某种金国版M受到一束暂外线连续国财时会不停地发时电子，这束紫外线 的战截面为国形，其半径r为1mm,从M射出的电子沿各个方向运动，速度大小也 不相同.在M旁放置一个金属网N,,N的间距d为1m,如果用导线将M,N 连起来，从M射出的电子落到V上便会沿导浅运问M,从周形藏电流。已知电子 的质量w=9.1×10年kg,所带电荷量r=1,6×【0“C。 (1)在用导线连接M.N时，测阁通注导线的电流大小为8.2A,求N每秒接牧到 电子的数： (2)现在不把M,N直接相连，而按如图所示在M,N之间加电压U.爱现当U> 20V时电礼表中检好没有电流，则被这求紫外找射出的电子，其最大速度是多少？ (结果保阳两位有效数字) 物课·」落性必修第三研第3暖其4页引 衡水金善·先享题门 《3)观把加在M.N之间的电压反向，且射出的电子的最大速度与(2》中的相等，求 所加电压U=0V时，N上能接收到电子的区线的最大面积？〔结果保留三位有效 数字) 注：从M山出的电子，其初速度与所加电压无关。 11.《14分)光电效应和康普模效应深人地据示了光的粒子生的一面，前者表明光子具 有能量，后者表明光子隆了具有能量之外还具有动量， 《1)由赛义相对论可知。一定的质量测与一定的饱量E相对位：E一，其中c为真 空中的光遮。已知某单色光的赖率为，被长为，该单色光充子的能量E=:,其中 春为普明克常量。试用质子，电子等粒子动量的定文：动量一质量×速度，推导该单 色光光子的动量表达式： 《2)某种未知的微观范子以一定的德度与静止的氯原子核发生正碰，测由碰撞后氧 原子核的速度，让该未知敕子以相问的建度与静止的氢原子核发生正碰，测出碰撞 后氢原子核的速度与氢原子核的速度之比为2：15，已知氢原子核的质量为m·氨 原子核的质量为14m,上述碰撞都是弹性碰撞，求该未知粒子的质量： (3)康售顿在研究石里对X射线的散射时，提出光子不仅具有能量，而且具有动量 假设射线中的单个光子与静止的无的桌的自由电子发生弹性碰幢，碰撞后光子的月 向与入射方向的夹角为，电子的速：方向与人射方向的夹角为，其蓓化原理图如 图所示。光子和电子组成的系统碰撞前、后动量守恒，动量守恒定律遵丽矢量运算 的法则。已知人射光波长为，普明克常量为本，求碰撞后光子的破长'。 A ● 能淮首 商二月步周测荐四 物厦·」透择性多榨第三卧第4面（到↓页}高二周测卷 ·物理·」选择性必修第三册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第三册（四） 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③ ① 档次 系数 单项选择题 8 物理学史 易 0.85 2 单项选择题 物理实验方法 中 0.75 3 单项选择题 基本单位 中 0.70 4 单项选择题 8 光电效应现象 中 0.65 5 单项选择题 8 光电效应的极限類率 中 0.60 6 单项选择题 8 光电效应方程 难 0.55 7 单项选择题 8 遏止电压的本质及其决定因素 中 0.65 8 单项选择题 8 光电效应现象及其解释 难 0.50 9 非选择题 11 光电效应、最大初动能 易 0.80 10 非选择题 遏止电压的本质及其决定因素 的 0.60 11 非选择题 14 光子的碰撞 难 0.55 香考答案及解折 一、单项选择题 所以h的单位为」·s,而1J=1N·m= 1,C【解析】密立根最早测定了元电荷：的数值，A项 正确：奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与 1kg:m,m,则普朗克常量的单位用国际单位制基 磁的联系，B项正确：麦克斯韦预言了电磁波的存在， 本单位表示为g:m,s=g:m.C项正确。 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，C项错误：普朗 s2 s 克最早提出能量子假说，认为微观粒子的能量是量子 4,B【解析】由图可知，甲、乙两光的遏止电压相同，逸 化的，D项正确。 出功相同，根据eU=E、h=W。十E可知，甲光的 2.B【解析】合力与分力是等效替代的关系，所以探究 频率等于乙光的频率，甲光和乙光的颜色相同，A项 两个互成角度的力的合成规律是利用了等效替代的 错误：由图可知，乙光对应的遏止电压小于丙光对应 实验方法，A项错误：任何物体都会反射电磁波，只吸 收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一种 的遇止电压，可知乙光频率小于丙光频率，又入=， 可知乙光的波长大于丙光的波长，B项正确，C项错 理想化的模型，B项正确：卡文迪什在测量引力常量 误：由图可知，甲光对应的遏止电压小于丙光对应的 时，所用的物理思想方法是放大法，C项错误：探究向 遏止电压，可知甲光对应的光电子的最大初动能小于 心力大小的表达式时，所用的物理思想方法是控制变 丙光对应的光电子的最大初动能，D项错误。 量法，D项错误。 3.C【解析】能量e的单位为J,频率￥的单位为s, 5.B【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大 71 于或等于金属的极限频率。金属A在一束绿光的照 解得m=上=3.2X104 t16X10元=2X10 (1分)》 射下恰能发生光电效应，说明绿光的频率等于金属A 的极限频率。现用某种光照射金属A时能逸出光电 (2)如题图，在M、N之间加电压U,当U=20V时 子，说明这种光的颜率大于等于绿光的频率，B项 电流表中恰好没有电流，即电子克服电场力做功，恰 正确。 6.D【解析】根据光电效应方程可知E=eU.= 好运动不到N,则由动能定理U=之m听(1分】 解得m≈2,7X10“m/s (1分) 0.02eV,A项错误：根据，=无可得，=3X10"H,B (3)若射出的电子速度沿板方向，则电子在M,N之 项错误：由图乙可知，反向遏制电压为0.02V,所以 何做类平抛运动，根据平抛规律，沿板方向的位移为 将图甲中电源的正，负极反接，在电压小于0.02V时 I=Unt (1分) 也会有光电流，产生电信号，C项错误：根据光电效应 垂直板方向有d=子ai (1分) 方程Em=hv一W。可知，电子逸出的最大初动能只 与光照频率有关，与光照强度无关，D项正确。 根据牛顿第二定律，有a= (1分) 7,B【解析】当光电流恰好减小到零时，根据动能定理 id 联立解得x≈2cm (1分) 可得eU=之md,由光电效应方程可得之m话=y V上能接收到电子的区域的最大半径为T。=r十 w(m=2,3,4),解得U=hy_”(m=2.3,4), 2 cm=2.I cm (1分) 最大面积为S.=πm=13.8cm (1分) B项正确。 1l.【解析】(1)由题意可得E= (2分) 8.C【解析】自由电子向N型一侧移动，N型一侧电 又E=h月 (1分) 势更低，故电流从P型一侧流出，回到N型一侧，故 电流应该从下至上通过负载，A项错误：发生光电效 光子动量为D=E (2分) 应的极限波长满足A云=E,解得X=仁，B项错误： (1分) 太阳光强度越大，内光电效应释放的电子越多，向N 解得p=兰 型一侧移动的自由电子越多，两端电势差越大，电路 (2)依题意，微观粒子以一定的速度与静止的氢原子 中的电流越大，故增大太阳光的强度，通过负载的电 核发生正碰。根据动量守恒定律可得=加对十 流会变大，C项正确：太阳光中紫外线的频率最高，太 H (1分) 阳光能让该材料发生内光电效应，则该材料的极限频 1 率应小于等于紫外线的频率，故改用紫外线照射该材 根据机枝能守恒定律可得受md=子md十子m心 料，能发生内光电效应，D项错误。 (1分) 二、非选择题 同理，让该未知粒子以相同的速度与静止的氮氨原子 核发生正碰，可得=m'十14mu (1分) 9.【解析】(1)根据光电效应方程可知eU=E=hv一 W (2分) m=m+14m 1 (1分) U.=h_W e (2分) 其中= 结合图乙信息可知当=0时，金属的逸出功W。= 解得m=n (1分) et (1分) (3)依题意，设碰撞后电子的动量为P,在水平方向 (2)由图乙可得图像的斜率么=☑ (2分) 上，根据动量守相定律有安-之cos6十0s月 解得h=U (1分) (1分) (3)根据Ek=hv一W。 (2分) 在竖直方向上，有是sina=psin月 (1分) 当=3y1时Ek=3h-W。=2eU (1分) 解得X'=A(cosa十sin acot》 (1分) 10.【解析】1)根据1=？= (2分)