(四)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（粤教版）

高二同步周测卷/物理选择性必修第三册 (图)波粒二象性 (考试时利40分钟.满分100分) 一、单项选择题（木题共6小题，每小题育分，共36分。在每小圈给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的】 1,关于经具物理学的发展史，下别说法情误的是 A.密立根最早测定了元电荷：的数值 B.奥斯特爱现了电流的蓝效应，首次揭示了电与磁的联系 C转兹预言了电蓝被的存在，并通过实验证实了电磁被的存在 D,著阴克最早是出能量子假说，认为微观粒子的能量是量子化的 2.“质点"服念的提出采用了建立理想化模型的科学思罐方法，下列研究中采用的方法 与其相同的是 A.图1中振究两个互成角度的力的合成规律 B.图2中黑体铜射的研究 图3中卡文由许扭秤实验 )图4中探究向心力大小的表达式 3.警朗克在研究黑休铜射规排时，于1900年首次是出“能量子“，表达式为：一，普舸 克常量的单位用国际单位善基本单位麦示正确的是 A,·四 钱g·m Cg·m Dg·m 4,如图所示为光电效应实验的草理图，当镜率为￥的可见光阻射到别极K上时，灵敏电 葡计中有电瓷通过，则下列说法正确的是 A.当顾率大于的可见光照财到阴极K上时，一定不会发生光电效应无 玉.当颗率小于的可见光阻射到阴板K上时，也可能发生光电效定 若将滑动触头P逐渐由A瑞移向B端，灵敏电蓬计中的电流一定 逐新增大 D.词换电源两极，将滑动触头P逐海由A漫移向B端，灵傲电流计中 的电霞一定逐渐增大 物理（息数版）选择性必修第三册第【页《共4页》 衡水金卷·先享盖 5金国A在一·束深光的照射下恰能发生凳电效应，现用某种光堑射金国A时能逸出光 电子，该种光可能为 A,红光 且紫光 C,黄光 D.红外线 .某一种体温枪的工作原理是：任何物体福度高干绝对零度（一2？3℃）到露会向外发 出红外线，红外线虱射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信 号，从前是示出物体的温度。已知人体在不料福度时留射出的红外线的被长均为 0m。如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电蓬产生·光 电流随电压变化的图像如图乙所示，已知其空中的光速c=3×10ms,则下列说法 正确的是 口 已0的 A.由图乙可知，该光电子的最大初动能为2V B波长为10m的红外线在直空中的期率为3×1o“H C.将图甲中电源的正，负极反接，将一定不会产生电信号 D.若人体望度升高，辐射江外线的强度增大，电子逸出的最大初动能不变 二、多项遗择题（本题共2小盟，每小题8分，共]分。在得小题给出的四个选壤中，有 多项符合题目要求，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7,光电效应实验装置示意图如图所示。用率为，的著通光源照射阴极K,段有发生 光电效应，换川问样颜率也为，的强藏光照时闭极K,用发生了光电效成：此时，若加闻 上反向电压U,即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K,A之间就形成了 使光电子减速的电场。已知W为道出功，h为著侧克常量，为电子的电背量，逐渐 增大U,光电流会逐新减小。当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U的表达式可 患为下列的 A.U hw B.U-Zhy w C.U=2h:一W D.U-3h w 8,如湖所示，某种材料制成的太阳能电准的主体部分由P型半导体和N厘半导体合 面成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子爱生内光电效应，目由电子向N 高二同步周测卷回 物理（脚数极）选择性必修第三面第？页《共（页》 吸一侧移动，从而在两肯形成电势差。已知该制料至少雷要吸收能量为E的光子 能发生内光电效应，鲁期克盒量为，真空中的光道为(，则下列说法正确的见 A,通过负载的电瓷方向为从上至下 B该材料发生光电效应的极限波长为管 C.太阳光的强度越强，划通过负载的电瓷越大 D改用紫外线豇射该材料，则不能发生内光电效应 班组 性名 分数 超号 答案 三，非选择题（本图共3小题，其8分，请按要求完成下列各图） 9.《14分》从1907年起，常立根就开命测量金属的遇止电压U,与人射光的领率￥间的 关系，由此计算普阴克常量，并与普厨克数据显体相射科出的相比较，以检验爱 因所且光电效应方程的正确性。按照密立根的方法，利用如图甲所示的装置进行实 验，得到菜金属的U,￥图像如图乙所示，电子的电荷量：，图中好和U,均已知，求： 《1)该金属的逸出功W: (2)普厨克常量： 《3)当人射光的频常为3时，递出光电子的最大初动隐 10,(16分)某种金属板受到一束纸外线连续照射时会不停地发财电子，这束紫外线 的横截面为国形，其半径？为1mm,从M射出的电于沿各个方向运动，速度大小也 不相同，在旁放置+个金属网N,M.N的间距d为1m。如果用导线将M.W 连起来，从M射出的电子落到N上梗会补导线返料M,从面形成电流。已知电子 的质量m=0.1×1Dkg,所带电黄量￥=16×10C (1)在用导线连接M.W时，测得通过绿线的电道大小为3.2世A,求N每秒接败到 电子的数日： (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,发现当U> 20V时电流表中静好没有电流，期援这束紫外线职射出的电子，其最大速度是多少？ (结果保相两位有效数字) 物建（南教极》选择性必修第三锈第3贞〔共4页 衡水金炸，先享影· (3)现把如在M.N之间的电压反向，且斜出的电子的最大速度与(2)中的相等，求 所加电压U一0V时，N上能接收到电子的区域的最大属积？（结果保相三量有效 数字) 注：从M转出的电子，其初迷度与所加电压无关 1L,(18分)光电效应和康背领效应深人地揭示了光的粒子性的一面，前者表明光子具 有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量 (1)由失义相对论可知，一定的质量与一定的能量君相对便：E=,其中：为真 空中的光速。已知某单色光的顿率为：，波长为，该单色光光子的能量E=,其中 h为警朗克常量。试用质子，电子等粒子动量的定义：动量一质量×速度，推守该单 色光光子的动量表达式： 〔2)某种未知的微现粒子以一定的速度与静是的氯原子核爱生正碰，测出最撞后氢 原子核的速皮，让该未知粒子以相同的速度与静止的氨原子核发生正残，测出醚撞 后氨原子核的速度与氢原子核的速度之比为215。已知氢原子核的质量为：，氯 原子核的质量为14，上述城撞都是弹性藏模，求该表知粒子的质量m: (3)康告缓在研究石墨对X射线的散射时，提出光子不仅具有能量，而几具有动量 假设射线中的单个光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞，碰撞后光子的方 间与人射方向的夹角为a,电子的速度方向与入！方向的夹角为，其简化原甲图知 图所示。光子和电子组成的系统硬撞前，后动量守恒，站量守恒定律遵循矢量运算 的法期。已知人射光波长为入，普期克常量为方。求避演后光子的波长'， 球神烟 二简步周测卷四 物理（粤教极》选择性必修第三缺第（质（共4页1高二周测卷 ·物理（粤教版）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（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N.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科学思雏③科学探究 ④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)》 D ⅢN V ① ② ③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 物理学史 易 0.85 单项选择题 物理实验方法 中 0.75 单项选择题 基本单位 中 0.70 4 单项选择题 光电效应现象 中 0.65 5 单项选择题 光电效应的极限频率 L 中 0.60 6 单项选择题 光电效应方程 难 0.55 7 多项选择题 8 過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 中 0.60 非选择题 18 光子的碰撞 难 0.55 香考管亲及解析 一、单项选择题 所以h的单位为J·s,而1J=1N·m= 1,C【解析】密立根最早测定了元电荷e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 s 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kg:m.s-kg: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 82 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】当频率为的可见光照射到阴极K上时， 化的，D项正确。 灵敏电流计中有电流通过，说明光电管发生了光电效 2.B【解析】合力与分力是等效替代的关系，所以探究 应，大于阴极K材料的极限频率，所以当频率大于 两个互成角度的力的合成规律是利用了等效替代的 的可见光照射到阴极K上时，一定会发生光电效应： 实验方法，A项错误：任何物体都会反射电磁波，只吸 当频率小于的可见光的频率如果大于极限频率，照 收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一种 射到阴极K上时，也会发生光电效应，A项错误，B项 理想化的模型，B项正确：卡文迪什在测量引力常量 正确：若将滑动触头P逐渐由A端移向B端，灵敏电 时，所用的物理思想方法是放大法，C项错误：探究向 流计中的电流最初逐渐增大，当达到饱和电流时不再 心力大小的表达式时，所用的物理思想方法是控制变 增大，C项错误：调换电源两极，将滑动触头P逐渐由 量法，D项错误。 A端移向B端，灵敏电流计中的电流最初逐渐减小， 3.C【解析】能量ε的单位为J,频率的单位为s1, 当所加的反向电压达到遏止电压时电流为零，D项 ·71· ·物理（粤教版）选择性必修第三册· 参考答案及解析 错误 (2分) 5,B【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大 10.【解析】(1)根据1=Q=世 于或等于金属的极限频率。金属A在一束绿光的照 解得n=业=3.2X10s (2分) 射下恰能发生光电效应，说明绿光的频率等于金属A t1.6X10m=2×10 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，说明这种光的频率大于等于绿光的颊率，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 好运动不到N,则由动能定理U=号 m (2分) 6.D【解析】根据光电效应方程可知Em=U。= 解得n≈2.7×10m/s (1分) 0,02eV,A项错误：根据=￡可得y=3×10Hz,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，反向過制电压为0.02V,所以 问做类平抛运动，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 t=Umt (2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=之at (2分) 方程Em=hy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) md 二、多项选择题 联立解得x≈2cm (1分) 7,BD【解析】当光电流恰好减小到零时，根据动能定 N上能接收到电子的区城的最大半径为rm=r十 理可得U=豆m听，由光电效应方程可得了n 2 cm=2.I cm (1分) h-W(n=2,3,4…),解得U=-罗(m=2,3,4 最大面积为Sm=πr=13.8cm (2分) e 11.【解析】(1)由题意可得E=m (2分) …),B、D项正确。 8.BC【解析】自由电子向N型一侧移动，N型一侧电 又E=A片 (1分) 势更低，故电流从P型一侧流出，回到N型一侧，故 光子动量为力=E (2分) 电流应该从下至上通过负载，A项错误：发生光电效 应的极限波长满足A子=E,解得入-答，B项正确： 解得少一片 (1分) (2)依题意，微观粒子以一定的速度与静止的氢原子 太阳光强度越大，内光电效应释放的电子越多，向N 型一侧移动的自由电子越多，两端电势差越大，电路 核发生正碰。根据动量守恒定律可得m%=m十 (2分) 中的电流越大，故增大太阳光的强度，通过负载的电 mHV 流会变大，C项正确：太阳光中紫外线的频率最高，太 根据机械能守恒定律可得子m=之m听十之m心 阳光能让该材料发生内光电效应，则该材料的极限频 (2分) 率应小于等于紫外线的频率，故改用紫外线照射该材 同理，让该未知粒子以相同的速度与静止的氨原子 料，能发生内光电效应，D项错误 核发生正碰，可得m%=m'十141 (2分) 三、非选择题 1 1 9.【解析】(1)根据光电效应方程可知U。=E=hv一 m=zmn+ ·14m4 (2分) W (2分) 其中=” 2 U.-hy_Wo (2分) 解得m=mu (1分) 结合图乙信息可知当=0时，金属的逸出功W。= (3)依题意，设碰撞后电子的动量为p,在水平方向 eU (2分) (2)由图乙可得图像的斜率上=凹 (2分) 上，根据动量守恒定律有宁一名cosa十ms (1分) 解得h=凹 (2分) 在竖直方向上，有会sina=sin日 (1分) (3)根据E.=hu一W。 (2分) 解得A'=A(cosa十sin acot) (1分) 当v=3时Ek=3hy-W。=2U (2分) ·72