(六)波粒二象性-【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（教科版）

物耀（整科便）透择性多修第三图第士页（具1万} ① 衡水金海·先章驱·高二网步周测存六 物理（胶利版} 选择性必修第三暖第2面【共1面] 量+侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料至少需要吸收能量为E的光子才 能发生内光电效应，普期克常量为，真空中的光遮为c,用下列说法正确的是 A,通过负载的电瓷方向为从上至下 且该材料爱生光电效成的投限波长为管 C,太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大 D改用紫外线肌射该材料，则不能发生内亮电效应 肝组 控名 分 题 答案 三，非迹择愿（木题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.《14分》从1907年起，密立根气开始测量金属的透止电压了与人射光的频事￥间的 关系，由此计算普阴克常量，并与普圆克根岩盟体铜射得出的为相比较，以检验爱 因所用光电效成方程的正确性。按照密立眼的方法.和用如图甲所示的装置进行实 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)该金属的道出功W。: 2)普厨克常量A: (3)当人别光的额率为3，时，逸出光电子的最大初结能， 10,(口6分)某肿金属板M受到一束繁外线连领原射时会不停地发射电子，这束紫外望 的横截面为圆形，其半径Γ为1mm,从M射出的电子沿各个方向运动，建度大小也 不相同。在M旁放置一个金属侧N,M.N的间距d为Im。如果用学线将M,N 连起来，从M射出的电子落到V上便会沿导线运可M,从而形成电藏。已知电子 的质量m=.1×10kg,所带电背量￥=1,6×10"C。 (1)在用学线连接M,N时，糊得通过学线的电流大小为3.2：A,求N每秒接收到 电子的数目！ (2)现在不把M,N直接相连，而按如图所示在M,N之阿加电医U,发现当 20V时电流表中检好没有电流，则被这束常外线孤射出的电子，其是大速度是多少？ (结果保阳两位有效数字) 物喱（较科版！送择性必修第三研第8页{共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 乐加电压U一20V时，N上能接收到电子的区线的最大面积？（结果体留三位有效 数字) 注：从M射出的电子，其初速度与所加电压无关， 11,《18分》光电效应和康替镜效成深入地揭示了光的粒子生的一面，前者表明光子其 有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量 《1)由秋义相对论可如，。一定的质量两与一定的能量相对度：正一川，其中？为真 空中的光速。已知某单色充的规率为，波长为，该单色光充子的能量E=,其中 青为警侧克常量。武用质子，电子等粒子动量的定文：动量一质量×速度，报导该单 色光光子的动量表达式： (2)某种末知的微税粒千以一定的速度与静止的氢娘子核发生正碰，测出碰撞后氢 原子核的速度，让该未知粒子以相同的速度与静止的氨原子槟发生正碰，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m4,氨 填子核的质量为14m4,上述硅撞都是性硅撞，求该未知粒子的质量：： (3)康普氧在研究石里对X射线的散射时，鬓出允子不仅具有能量，而且具有可量 假设射线中的单个光予与静止的无约束的自白电子发生弹性磁撞，碰檬后光子的行 向与人射方向的兴角为，电子的速度方向与人射方向的火角为品，其简化源理图如 图所示。光子和电子组成的系统碰撞前，后动量守恒，动量守恒定律遵泽矢量运再 的法测。已知人射光波长为，普创克常量为，求税撞后光子的被长入 ● 副强牌 ● 商二月步周测荐大 物里[校科唇】选预程必修第三研第4页《其4页]高二周测卷 ·物理（教科版）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（六） 品题要素一览表 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 6 物理学史 易 0.85 2 单项选择题 6 物理实验方法 中 0.75 3 单项选择题 6 物质波 中 0.70 4 单项选择题 光电效应现象 中 0.65 5 单项选择题 6 光电效应的极限類率 中 0.60 6 单项选择题 6 光电效应方程 难 0.55 7 多项选择题 8 遏止电压的本质及其决定因素 中 0.65 8 多项选择题 8 光电效应现象及其解释 难 0.50 9 非选择题 14 光电效应、最大初动能 易 0.80 10 非选择题 16 遏止电压的本质及其决定因素 0.60 11 非选择题 18 光子的碰撞 难 0.55 香考答案及解折 一、单项选择题 的统计解释，物质波在某一地方的强度跟在该处找到 1,C【解析】密立根最早测定了元电荷：的数值，A项 它所代表的粒子的概率成正比，按照玻恩的解释，物 正确：奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与 质波是一种概率波，A项正确：物质波既不是机械波， 磁的联系，B项正确：麦克斯韦预言了电磁波的存在， 也不是电磁波，B项错误：电子束能发生衍射现象，电 赫兹通过实验证实了电磁波的存在，C项错误：普朗 子具有波粒二象性，C项错误：根据p=w,E一 克最早提出能最子假说，认为微观粒子的能量是量子 化的，D项正确。 之心，解得p=√2mE,物质波波长的表达式有入 1 2.B【解析】合力与分力是等效替代的关系，所以探究 ，解得高由于质子的质大于电子的 =h h 两个互成角度的力的合成规律是利用了等效替代的 实验方法，A项结误：任何物体都会反射电磁波，只吸 质量，当质子和电子的动能相同时，电子的物质波的 收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一种 波长更长，D项错误。 理想化的模型，B项正确：卡文迪什在测量引力常量 4.B【解析】由图可知，甲、乙两光的遏止电压相同，逸 时，所用的物理思想方法是放大法，C项错误：探究向 出功相同，根据eU,=Ekm,hv=W。十Ea可知，甲光的 心力大小的表达式时，所用的物理思想方法是控制变 频率等于乙光的频率，甲光和乙光的颜色相同，A项 量法，D项错误 错误：由图可知，乙光对应的遏止电压小于丙光对应 3,A【解析】德国物理学家玻恩提出了符合实验事实 的遏止电压，可知乙光频案小于丙光额案，又入=二 ·77✉ 可知乙光的波长大于丙光的波长，B项正确，C项带 当v=34时E=3h4-W。=2eU (2分) 误：由图可知，甲光对应的遏止电压小于丙光对应的 (2分) 遏止电压，可知甲光对应的光电子的最大初动能小于 10.【解析】(1)根据1=Q=四 丙光对应的光电子的最大初动能，D项错误。 解得n=上=3.2×10 1.6X10D=2×10 (2分) 5,B【解析】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。金属A在一束绿光的照 (2)如题图，在M,N之间加电压U,当U=20V时 射下恰能发生光电效应，说明绿光的颜率等于金屈A 电流表中恰好没有电流，即电子克服电场力做功，恰 的极限频率。现用某种光照射金属A时能逸出光电 好运动不到N,则由动能定理eU=令md (2分》 子，说明这种光的频率大于等于绿光的频率，B项 正确。 解得m≈2,7X10“m/s (1分) 6.D【解析】根据光电效应方程可知Ea=U。= (3)若射出的电子速度沿板方向，则电子在M,N之 间做类平抛运动，根据平抛规律，沿板方向的位移为 0.02eV,A项结误：根据v=无可得v=3X10H,B x=vmt (2分) 项错误：由图乙可知，反向過制电压为0.02V,所以 将图甲中电源的正、负极反接，在电压小于0.02V时 垂直板方向有d=立at (2分) 也会有光电流，产生电信号，C项错误：根据光电效应 根据牛顿第二定律，有a= (1分) 方程Em=hv一W。可知，电子逸出的最大初动能只 md 与光照频率有关，与光照强度无关，D项正确。 联立解得x≈2cm (1分) 二、多项选择题 N上能接收到电子的区域的最大半径为。=十 7,BD【解析】当光电流恰好减小到零时，根据动能定 2 cm=2.1 cm (1分) (2分) 理可得U=子m,由光电效应方程可得子m话 最大面积为Sm=πa=13.8cm 11.【解析】(1)由题意可得E=mc (2分) hy一w(n=2,3,4…),解得U=hy_罗(n=2,3,4 又E=h号 (1分) …),BD项正确。 光子动量为p=E (2分) 8.BC【解析】自由电子向N型一侧移动，N型一侧电 势更低，故电流从P型一侧流出，回到N型一侧，故 解得P=关 (1分) 电流应该从下至上通过负载，A项错误：发生光电效 (2)依题意，微观粒子以一定的速度与静止的氢原子 应的极限波长满足A无=E,解得入=管，B项正确： 核发生正碰。根据动量守恒定律可得=m十 太阳光强度越大，内光电效应释放的电子越多，向N MHU (2分) 型一侧移动的白由电子越多，两端电势差越大，电路 根据机械能守恒定律可得了m话= 1 2mu 中的电流越大，故增大太阳光的强度，通过负载的电 流会变大，C项正确：太阳光中紫外线的频率最高，太 (2分) 阳光能让该材料发生内光电效应，则该材料的极限频 同理，让该未知粒子以相同的速度与静止的氮原子 (2分) 率应小于等于紫外线的频率，故改用紫外线照射该材 核发生正碰，可得=mU′十14m 2m=1 料，能发生内光电效应，D项错误。 ·14mm9 (2分) 三、非选择题 9,【解析】(1)根据光电效应方程可知eU,=E=hv 其中= W (2分) 解得m=日 (1分) U=hy-W。 (2分) (3)依题意，设碰撞后电子的动量为p,在水平方向 结合图乙信息可知当￥=0时，金属的逸出功W。= 上，根据动量守恒定律有安-之cos6十0sP eU (2分) (1分) (2)由图乙可得图像的斜率上- (2分) e 在经直方向上，有之sina=psin (1分) 解得h=凹 (2分) 解得λ'=λ(cosa十sin acot) (1分) (3)根据Ek=hw一W (2分)