第四章 波粒二象性（单元自测·基础卷）物理粤教版选择性必修第三册

2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第四章·基础通关 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C B A C D A CD BD ABD 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．（8分）【答案】 （1）正 （2分） 用紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有光电子射出，锌板失去电子带正电 （2分） （2）验电器指针偏角将减小 （2分） （3）见解析（2分） 【详解】（1）[1][2]用紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有光电子射出，锌板失去电子带正电。 （2）[3]用带负电的金属小球与锌板接触，因中和导致锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小。 （3）[4]改用强度更大的弧光灯照射锌板，入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线频率低于极限频率时不发生光电效应，所以指针不一定偏转。 12．（10分）【答案】 阴极 下 < 不变（每空2分） 【详解】（1）[1]光照射光电管内的K极发生光电效应，K极逸出光电子，因此K极是阴极。 （2）[2]根据电路图可知，A、K之间加的是减速电压，灵敏电流表的电流减小，电源输出的减速电压增大，可知可能是滑动变阻器的滑片P向下滑动时造成的。 （3）[3]根据 可知，光的频率越大，遏止电压越高，由于可知< （4）[4]根据上述可知，用频率为的光照射时，光电子的最大初动能为。 （5）[5]根据 可知，不改变入射光的频率，只减小入射光的强度，那么光电子的最大初动能将不变。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（12分）【答案】(1)阳极　(2)5.20×1014 Hz　3.45×10-19 J　(3)1.19×10-19 J 【详解】(1)由光电管的结构知，A为阳极。（3分） (2)Uc-ν图像中横轴截距表示截止频率，则ν0=5.20×1014 Hz，（3分） 逸出功W0=hν0≈3.45×10-19 J（3分） (3)由光电效应方程得Ek=hν-W0=h(ν-ν0)≈1.19×10-19 J。（3分） 14．（12分）【答案】(1)6.63×10−37 m (2)3.315×10−28 m/s 【详解】（1）当其以200m/s的速度运动时，炮弹的动量为（3分） 则它的德布罗意波长为（3分） （2）若要使它的德布罗意波长与波长为400nm的紫光波长相等，则它动量为（3分） 根据p′=mv′，可得运动的速度为（3分） 15．（14分）【答案】(1)4.0×1012个 (2)9.6×10-20J (3)4.6×1014Hz 【详解】（1）每秒发射的光电子个数（公式2分，答案2分） （2）光电子飞出阴极K时的最大动能（公式2分，答案2分） （3）由光电效应方程可得（3分） 代入数据可得该阴极材料的极限频率（3分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第四章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．某金属材料的截止频率为，现用频率为的单色光照射该金属，发现有光电子逸出。已知普朗克常量为h。则逸出光电子的最大初动能为（　　） A． B． C． D． 2．一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样，则（　　） A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹 C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大 3．在光电效应实验中，用相同的单色光分别照射编号为的金属，所得遏止电压如图所示，关于金属的逸出功的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 4．假设可见光的平均频率为5×1014Hz，一盏功率为10W的LED灯，每秒钟发出的光子数约为（已知）（　　） A．3.0×1019个 B．3.0×1020个 C．1.5×1020个 D．4.5×1021个 5．如图所示为研究光电效应的实验装置，光电管的阴极K用某种金属制成。闭合开关S，用某种单色光照射阴极K时，微安表有示数。若只减弱该单色光的强度，则下列说法正确的是（　　） A．微安表的示数变大 B．该金属的逸出功变小 C．逸出的光电子的最大初动能不变 D．从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加 6．如图为光控开关，其核心元件是光敏电阻，当特定频率的光照射光敏电阻时，电阻材料中的电子吸收光子后逸出，引起电阻阻值的变化。已知用的黄光照射时，恰好发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A．若用频率为的红光照射该材料，能产生光电效应 B．若照射光频率不变，增加光照强度，逸出的光电子最大初动能会增大 C．若改用频率更高的紫外线照射，单位时间内逸出的光电子数一定增多 D．若照射光频率超过极限频率，即使光照强度极弱，也会瞬时产生光电子 7．某科技馆展示了一种光控音箱，其简化结构如图所示，电源a端为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的是（　　） A．将电源正极负极对调，喇叭声音会变小或无法发声 B．若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声 C．该实验的原理是电磁感应 D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大 8．疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（－273 ℃）时都会向外发出红外线，红外线照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，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，则（　　） A．波长10μm的红外线的频率为3×1016 Hz B．将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号 C．光电子的最大初动能为0.02eV D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大 9．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　） A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．速率相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长大于电子的德布罗意波波长 D．用蓝光和紫光照射光电管均有电子逸出，蓝光和紫光照射逸出的光电子的动能可能相等 10．下列四幅图是与光电效应实验有关的图，则关于这四幅图的说法正确的是（　　） A.图甲中，先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角先变小后变大 B.图乙中，同一频率的黄光越强，饱和光电流越大 C.图丙中，图像的斜率为普朗克常量 D.由图丁可知，E等于该金属的逸出功 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。 （1）锌板带的是 电荷，请解释锌板带电的原因； （2）将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会发生什么变化？ （3）使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯或强度更大的红外线灯照射锌板，观察到的实验现象是怎样的？ 12．如图所示为光电实验装置示意图，用光强相同、频率分别为和、且的两束光照射光电管内的K极时，测得相应的遏止电压分别为和；元电荷为e。 （1）图中K极为光电管的 （填“阴极”或“阳极”）。 （2）灵敏电流表的电流减小，可能是滑动变阻器的滑片P向 （填“上”或“下”）滑动时造成的。 （3）和的大小关系为 （填“<”“=”或“>”）。 （4）用频率为的光照射时，光电子的最大初动能为 。 （5）不改变入射光的频率，只减小入射光的强度，那么光电子的最大初动能将 （填“增加”“减小”或“不变”）。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．小明用阴极为金属铷的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s(计算结果保留3位有效数字)。 (1)图甲中电极A为光电管的什么极？ (2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν0和逸出功W0分别是多少？ (3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek是多少？ 14．有一颗质量为5.0kg的炮弹。 (1)当其以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？ (2)若要使它的德布罗意波长与波长为400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？ 15．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h=6.63×10-34J·s。结合图像，求（以下所求结果均保留2位有效数字）： (1)每秒钟阴极发射的光电子数； (2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳； (3)该阴极材料的极限频率。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第四章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．某金属材料的截止频率为，现用频率为的单色光照射该金属，发现有光电子逸出。已知普朗克常量为h。则逸出光电子的最大初动能为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】该金属材料的逸出功为 由光电效应方程，得光电子的最大初动能为 联立解得。 故选C。 2．一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样，则（　　） A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹 C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大 【答案】C 【详解】A．该实验表明电子具有波动性，A错误；     BC．根据“概率波”特点可知，图中亮纹处电子出现的概率大，亮纹处并非电子运动的轨迹，B错误，C正确； D．根据物质波的表达式有 可知，电子的速度越大，其物质波波长变短，衍射现象越不明显，则中心亮斑半径越小，D错误。 故选C。 3．在光电效应实验中，用相同的单色光分别照射编号为的金属，所得遏止电压如图所示，关于金属的逸出功的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由光电效应方程 由图可知，动能，相同单色光相同，故 故选B。 4．假设可见光的平均频率为5×1014Hz，一盏功率为10W的LED灯，每秒钟发出的光子数约为（已知）（　　） A．3.0×1019个 B．3.0×1020个 C．1.5×1020个 D．4.5×1021个 【答案】A 【详解】根据光子能量公式，其中普朗克常量 ，可见光平均频率 ，则每个光子的能量为 LED灯功率为 10W，即每秒发出的总能量为 10J。每秒发出的光子数为总能量与每个光子能量的比值个 故选A。 5．如图所示为研究光电效应的实验装置，光电管的阴极K用某种金属制成。闭合开关S，用某种单色光照射阴极K时，微安表有示数。若只减弱该单色光的强度，则下列说法正确的是（　　） A．微安表的示数变大 B．该金属的逸出功变小 C．逸出的光电子的最大初动能不变 D．从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加 【答案】C 【详解】A．减弱该单色光的强度，单位时间内入射光的光子数目减少，从金属表面逸出的光电子数目将减少，微安表的示数变小，故A错误； B．金属的逸出功由金属本身决定，所以保持不变，故B错误； C．根据光电效应方程 因为入射光的频率不变，可知光电子的最大初动能不变，故C正确； D．发生光电效应时，光电子的逸出几乎是瞬时的，与光照强度无关，故 D错误。 故选C。 6．如图为光控开关，其核心元件是光敏电阻，当特定频率的光照射光敏电阻时，电阻材料中的电子吸收光子后逸出，引起电阻阻值的变化。已知用的黄光照射时，恰好发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A．若用频率为的红光照射该材料，能产生光电效应 B．若照射光频率不变，增加光照强度，逸出的光电子最大初动能会增大 C．若改用频率更高的紫外线照射，单位时间内逸出的光电子数一定增多 D．若照射光频率超过极限频率，即使光照强度极弱，也会瞬时产生光电子 【答案】D 【详解】A．由题知，该光敏材料的极限频率为，要发生光电效应，必须使入射光的频率高于极限频率，A错误； B．根据光电效应方程，光电子的最大初动能与光照强度无关，只与光的频率有关，B错误； C．光电子数由光照强度和吸收效率共同决定，且吸收效率随光频率变化并不单调，单一改变紫外线频率，并不能使光电子数一定增多，C错误； D．光电效应是单个光子与单个电子之间的瞬时效应，极短时间内即使只有一个光子被一个电子吸收也能发生，跟光子数量（光照强度）无关，D正确。 故选D。 7．某科技馆展示了一种光控音箱，其简化结构如图所示，电源a端为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的是（　　） A．将电源正极负极对调，喇叭声音会变小或无法发声 B．若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声 C．该实验的原理是电磁感应 D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大 【答案】A 【详解】A．电源a端为正极，则光电管上加正向电压，若将电源正极负极对调，则光电管中加反向电压，则光电流减小或者消失，则喇叭声音会变小或无法发声，故A正确； B．紫光频率大于绿光，则若仅将绿光换成紫光，仍能发生光电效应，则喇叭依然能够发声，故B错误； C．该实验的原理是光电效应，故C错误； D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，则光电管加的正向电压变大，光电流会变大，若达到饱和光电流，则光电流不变，则喇叭声音可能变大，也可能不变，故D错误。 故选A。 8．疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（－273 ℃）时都会向外发出红外线，红外线照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，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，则（　　） A．波长10μm的红外线的频率为3×1016 Hz B．将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号 C．光电子的最大初动能为0.02eV D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大 【答案】CD 【详解】A．波长10μm的红外线的频率为＝ Hz＝3×1013 Hz，A错误； B．将题图甲中的电源正负极反接，当反向电压小于遏止电压时，电路中仍有光电流产生，仍会产生电信号，B错误； C．由题图乙可知，遏止电压为Uc＝2×10－2 V，根据动能定理可得光电子的最大初动能为Ekm＝eUc＝0.02 eV，C正确； D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，单位时间从阴极逸出的光电子数增加，则光电管转换成的光电流增大，D正确。 故选CD。 9．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　） A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．速率相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长大于电子的德布罗意波波长 D．用蓝光和紫光照射光电管均有电子逸出，蓝光和紫光照射逸出的光电子的动能可能相等 【答案】BD 【详解】A．由黑体辐射的实验规律，普朗克提出能量子概论，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，是用光的粒子性解释，故A错误； B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的实物粒子具有波动性，B正确； C．由德布罗意波波长，粒子动量，质子质量大，速率相等的质子比电子动量大，波长小，C错误； D．由光电效应方程，紫光的频率高，逸出电子最大动能大，但电子从金属中不同位置逸出时动能不同，逸出电子在零到最大值之间都存在，即蓝光和紫光照射逸出光电子的动能可能相等，D正确。 故选BD。 10．下列四幅图是与光电效应实验有关的图，则关于这四幅图的说法正确的是（　　） A.图甲中，先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角先变小后变大 B.图乙中，同一频率的黄光越强，饱和光电流越大 C.图丙中，图像的斜率为普朗克常量 D.由图丁可知，E等于该金属的逸出功 【答案】ABD 【详解】题图甲中，先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应激发电子，锌板电荷量减少，所以验电器的张角会变小，等锌板为电中性时，验电器箔片闭合，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A正确；由题图乙可知，电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，说明饱和光电流与光的强度有关，故B正确；根据光电效应方程Ek=hν-W0，结合-eUc=0-Ek，联立解得：Uc=hνe-W0e，可知Uc-ν图像的斜率为he，故C错误；根据光电效应方程Ek=hν-W0，由题图丁可知-W0=-E，E等于该金属的逸出功，故D正确。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。 （1）锌板带的是 电荷，请解释锌板带电的原因； （2）将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会发生什么变化？ （3）使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯或强度更大的红外线灯照射锌板，观察到的实验现象是怎样的？ 【答案】 （1）正 ；用紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有光电子射出，锌板失去电子带正电 （2）验电器指针偏角将减小 （3）见解析 【详解】（1）[1][2]用紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有光电子射出，锌板失去电子带正电。 （2）[3]用带负电的金属小球与锌板接触，因中和导致锌板所带的正电变小，所以验电器指针偏角将减小。 （3）[4]改用强度更大的弧光灯照射锌板，入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，所以锌板所带的正电变多，验电器的指针偏角将增大；发生光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，红外线频率低于极限频率时不发生光电效应，所以指针不一定偏转。 12．如图所示为光电实验装置示意图，用光强相同、频率分别为和、且的两束光照射光电管内的K极时，测得相应的遏止电压分别为和；元电荷为e。 （1）图中K极为光电管的 （填“阴极”或“阳极”）。 （2）灵敏电流表的电流减小，可能是滑动变阻器的滑片P向 （填“上”或“下”）滑动时造成的。 （3）和的大小关系为 （填“<”“=”或“>”）。 （4）用频率为的光照射时，光电子的最大初动能为 。 （5）不改变入射光的频率，只减小入射光的强度，那么光电子的最大初动能将 （填“增加”“减小”或“不变”）。 【答案】 阴极 下 < 不变 【详解】（1）[1]光照射光电管内的K极发生光电效应，K极逸出光电子，因此K极是阴极。 （2）[2]根据电路图可知，A、K之间加的是减速电压，灵敏电流表的电流减小，电源输出的减速电压增大，可知可能是滑动变阻器的滑片P向下滑动时造成的。 （3）[3]根据 可知，光的频率越大，遏止电压越高，由于可知< （4）[4]根据上述可知，用频率为的光照射时，光电子的最大初动能为。 （5）[5]根据 可知，不改变入射光的频率，只减小入射光的强度，那么光电子的最大初动能将不变。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．小明用阴极为金属铷的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s(计算结果保留3位有效数字)。 (1)图甲中电极A为光电管的什么极？ (2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν0和逸出功W0分别是多少？ (3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek是多少？ 【答案】(1)阳极　(2)5.20×1014 Hz　3.45×10-19 J　(3)1.19×10-19 J 【详解】(1)由光电管的结构知，A为阳极。 (2)Uc-ν图像中横轴截距表示截止频率，则ν0=5.20×1014 Hz， 逸出功W0=hν0≈3.45×10-19 J (3)由光电效应方程得Ek=hν-W0=h(ν-ν0)≈1.19×10-19 J。 14．有一颗质量为5.0kg的炮弹。 (1)当其以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？ (2)若要使它的德布罗意波长与波长为400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？ 【答案】(1)6.63×10−37 m (2)3.315×10−28 m/s 【详解】（1）当其以200m/s的速度运动时，炮弹的动量为 则它的德布罗意波长为 （2）若要使它的德布罗意波长与波长为400nm的紫光波长相等，则它动量为 根据p′=mv′，可得运动的速度为 15．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h=6.63×10-34J·s。结合图像，求（以下所求结果均保留2位有效数字）： (1)每秒钟阴极发射的光电子数； (2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳； (3)该阴极材料的极限频率。 【答案】(1)4.0×1012个 (2)9.6×10-20J (3)4.6×1014Hz 【详解】（1）每秒发射的光电子个数 （2）光电子飞出阴极K时的最大动能 （3）由光电效应方程可得 代入数据可得该阴极材料的极限频率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第四章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．某金属材料的截止频率为，现用频率为的单色光照射该金属，发现有光电子逸出。已知普朗克常量为h。则逸出光电子的最大初动能为（　　） A． B． C． D． 2．一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样，则（　　） A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹 C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大 3．在光电效应实验中，用相同的单色光分别照射编号为的金属，所得遏止电压如图所示，关于金属的逸出功的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 4．假设可见光的平均频率为5×1014Hz，一盏功率为10W的LED灯，每秒钟发出的光子数约为（已知）（　　） A．3.0×1019个 B．3.0×1020个 C．1.5×1020个 D．4.5×1021个 5．如图所示为研究光电效应的实验装置，光电管的阴极K用某种金属制成。闭合开关S，用某种单色光照射阴极K时，微安表有示数。若只减弱该单色光的强度，则下列说法正确的是（　　） A．微安表的示数变大 B．该金属的逸出功变小 C．逸出的光电子的最大初动能不变 D．从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加 6．如图为光控开关，其核心元件是光敏电阻，当特定频率的光照射光敏电阻时，电阻材料中的电子吸收光子后逸出，引起电阻阻值的变化。已知用的黄光照射时，恰好发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A．若用频率为的红光照射该材料，能产生光电效应 B．若照射光频率不变，增加光照强度，逸出的光电子最大初动能会增大 C．若改用频率更高的紫外线照射，单位时间内逸出的光电子数一定增多 D．若照射光频率超过极限频率，即使光照强度极弱，也会瞬时产生光电子 7．某科技馆展示了一种光控音箱，其简化结构如图所示，电源a端为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的是（　　） A．将电源正极负极对调，喇叭声音会变小或无法发声 B．若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声 C．该实验的原理是电磁感应 D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大 8．疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（－273 ℃）时都会向外发出红外线，红外线照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，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，则（　　） A．波长10μm的红外线的频率为3×1016 Hz B．将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号 C．光电子的最大初动能为0.02eV D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大 9．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　） A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C．速率相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长大于电子的德布罗意波波长 D．用蓝光和紫光照射光电管均有电子逸出，蓝光和紫光照射逸出的光电子的动能可能相等 10．下列四幅图是与光电效应实验有关的图，则关于这四幅图的说法正确的是（　　） A.图甲中，先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角先变小后变大 B.图乙中，同一频率的黄光越强，饱和光电流越大 C.图丙中，图像的斜率为普朗克常量 D.由图丁可知，E等于该金属的逸出功 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。 （1）锌板带的是 电荷，请解释锌板带电的原因； （2）将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角会发生什么变化？ （3）使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯或强度更大的红外线灯照射锌板，观察到的实验现象是怎样的？ 12．如图所示为光电实验装置示意图，用光强相同、频率分别为和、且的两束光照射光电管内的K极时，测得相应的遏止电压分别为和；元电荷为e。 （1）图中K极为光电管的 （填“阴极”或“阳极”）。 （2）灵敏电流表的电流减小，可能是滑动变阻器的滑片P向 （填“上”或“下”）滑动时造成的。 （3）和的大小关系为 （填“<”“=”或“>”）。 （4）用频率为的光照射时，光电子的最大初动能为 。 （5）不改变入射光的频率，只减小入射光的强度，那么光电子的最大初动能将 （填“增加”“减小”或“不变”）。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．小明用阴极为金属铷的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s(计算结果保留3位有效数字)。 (1)图甲中电极A为光电管的什么极？ (2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν0和逸出功W0分别是多少？ (3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek是多少？ 14．有一颗质量为5.0kg的炮弹。 (1)当其以200m/s的速度运动时，它的德布罗意波长是多大？ (2)若要使它的德布罗意波长与波长为400nm的紫光波长相等，则它必须以多大的速度运动？ 15．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h=6.63×10-34J·s。结合图像，求（以下所求结果均保留2位有效数字）： (1)每秒钟阴极发射的光电子数； (2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳； (3)该阴极材料的极限频率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $