PAGEPAGE2第十二章綜合過關標準限時檢測總分值100分，考試時間60分鐘。一、選擇題(此題共12小題，每題5分，共計60分。1～5題為單項選擇，6～12題為多項選擇，全都選對的得5分，選對但不全的得2分，錯選或不選的得0分)1．在雙縫干預實驗中，發現100個光子中有96個通過雙縫后打到了觀察屏上的某處，那么該處eq\x(導學號51343259)(C)A．出現亮條紋B．出現暗條紋C．可能出現亮條紋，也可能出現暗條紋D．出現明暗相間的條紋[解析]100個光子也屬于少量的光子，只能表達粒子性，出現的位置不一定是概率大的地方，所以就算有96個打在觀察屏上的某處，也不能確定此處是明條紋還是暗條紋。所以C正確。2．關于光電效應，以下說法中正確的選項是eq\x(導學號51343260)(D)A．發生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大B．不同金屬產生光電效應的入射光的最低頻率是相同的C．金屬內的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能發生光電效應D．如果入射光子的能量小于金屬外表的電子克服原子核的引力而逸出時所需做的最小功，便不能發生光電效應[解析]光子的能量與入射光強度無關，只與入射光的頻率有關，故A錯誤；每種金屬都有自己的極限頻率，故B錯誤；金屬內的每個電子一次只能吸收一個光子，而且是不能積累的，故C錯誤；根據光電效應產生的條件可知，當入射光子的能量小于金屬的逸出功時，不能發生光電效應，故D正確。3．(2022·河北衡水中學四調)鈣和鉀的截止頻率分別為7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某種單色光的照射下兩種金屬均發生光電效應，比擬它們外表逸出的具有最大初動能的光電子，鈣逸出的光電子具有較大的eq\x(導學號51343261)(A)A．波長 B．頻率C．能量 D．動量[解析]根據愛因斯坦質能方程Ek＝hν－W0可得Ek＝hν－hνc，因為鈣的截止頻率較大，所以鈣逸出的光電子的最大初動能較小，因為Ek＝eq\f(1,2)mv2，p＝mv，聯立可得p＝eq\r(2mEk)，故鈣逸出的光電子的動量較小，根據公式λ＝eq\f(h,p)可得波長較長，那么頻率較小，故A正確。4．現有a、b、c三束單色光，其波長關系為λa∶λb∶λc＝1∶2∶3。當用a光束照射某種金屬板時能發生光電效應，飛出的光電子最大動能為Ek，假設改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動能為eq\f(1,3)Ek，當改用c光束照射該金屬板時eq\x(導學號51343262)(B)A．能發生光電效應，飛出的光電子最大動能為eq\f(1,6)EkB．能發生光電效應，飛出的光電子最大動能為eq\f(1,9)EkC．能發生光電效應，飛出的光電子最大動能為eq\f(1,12)EkD．由于c光束光子能量較小，該金屬板不會發生光電效應[解析]對a、b、c三束光由光電效應方程有：eq\f(hc,λa)－W0＝Ek，eq\f(hc,2λa)－W0＝eq\f(1,3)Ek，由以上兩式可得eq\f(hc,λa)＝eq\f(4,3)Ek，W0＝eq\f(1,3)Ek。當改用c光束照射該金屬板時eq\f(hc,3λa)－W0＝eq\f(4,9)Ek－eq\f(1,3)Ek＝eq\f(1,9)Ek，故B正確。5．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的外表而產生光電效應，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek－ν圖象，鎢的逸出功是3.28eV，鋅的逸出功是3.34eV，假設將兩者的圖象分別用實線與虛線畫在同一個Ek－ν圖上，那么以下圖中正確的選項是eq\x(導學號51343263)(A)[解析]根據愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0＝hν－hν0，可得圖象的橫截距表示極限頻率，鋅的逸出功大于鎢的逸出功，故由νc＝eq\f(W0,h)可知鋅的極限頻率大于鎢的極限頻率，即鋅的橫截距大于鎢的橫截距，斜率表示普朗克常量h，所以兩圖線是平行的，故A正確。6．以下說法中正確的有eq\x(導學號51343264)(CD)A．用同種頻率的光照射同一種金屬，發生光電效應，那么金屬中逸出的所有光電子都會具有同樣的初動能EkB．發生光電效應時，光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比C．只有橫波能發生偏振，縱波不能發生偏振D．用單色光做雙縫干預實驗，只減小雙縫間的距離，相鄰明條紋間的距離將增大[解析]選項A中，逸出的所有光電子都會具有同樣的最大初動能Ekm，A錯誤；由光電效應方程Ekm＝hν－W0可知B錯誤；只有橫波能發生偏振，縱波不能發生偏振，C正確；用單色光做雙縫干預實驗，由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，只減小雙縫間的距離d，相鄰明條紋間的距離Δx將增大，D正確。7．關于黑體輻射的實驗規律表達正確的有eq\x(導學號51343265)(AB)A．隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加B．隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動C．黑體輻射的強度與波長無關D．黑體輻射無任何實驗規律[解析]黑體輻射的強度與溫度有關，溫度越高，黑體輻射的強度越大，故A正確；隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故B正確；黑體輻射的強度與波長有關，故C錯誤；黑體輻射有實驗規律，故D錯誤。8．(2022·寧夏大學附中月考)以下有關黑體輻射和光電效應的說法中正確的選項是eq\x(導學號51343266)(ACD)A．普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說B．在黑體輻射中，隨著溫度的升高，各種頻率的輻射都增加，輻射強度極大值的光向頻率較低的方向移動C．用一束綠光照射某金屬，能產生光電效應，現把這束綠光遮住一半，仍然能產生光電效應D．在光電效應現象中，極限頻率越大的金屬材料逸出功越大E．在光電效應現象中，入射光的強度越大，光電子的最大初動能越大[解析]普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說，故A正確；黑體輻射的強度與溫度有關，溫度越高，黑體輻射的強度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故B錯誤；光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強度無關，故C正確；逸出功W0＝hνc，知極限頻率越大，逸出功越大，故D正確；在光電效應中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，而入射光越強，光電流的飽和值越大，故E錯誤。9．用光照射某種金屬時，從該金屬逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線如下圖，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，由圖可知eq\x(導學號51343267)(ACE)A．該金屬的極限頻率為4.2×1014HzB．該金屬的極限頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eVE．光電子的最大初動能隨入射光頻率增大而增大[解析]根據愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，Ek－ν圖象的橫軸的截距大小等于極限頻率，由圖知該金屬的極限頻率為4.2×1014Hz，故A正確，B錯誤。由Ek＝hν－W0得知，該圖線的斜率表示普朗克常量h，故C正確。當Ek＝hν－W0＝0時，逸出功為W0＝hνC＝6.63×10－34J·s×4.2×1014Hz＝2.7846×10－19J＝1.74eV，故D錯誤。根據愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0，光電子的最大初動能隨入射光頻率增大而增大，故E正確。10．用頻率為ν的光照射在某金屬外表時產生了光電子，當光電子垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動時，其最大半徑為R，假設以W表示逸出功，m、e表示光電子的質量和電荷量，h表示普朗克常數，那么光電子的最大初動能是eq\x(導學號51343268)(CD)A．hν＋W B．eq\f(BeR,m)C．hν－W D．eq\f(B2e2R2,2m)[解析]根據光電效應方程得Ek＝hν－W，應選項C正確；光電子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，根據牛頓第二定律得evB＝eq\f(mv2,R)，那么v＝eq\f(eBR,m)，具有最大初動能的光電子垂直進入勻強磁場，半徑最大，所以最大初動能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(B2e2R2,2m)，應選項D正確。11．在光電效應實驗中，某同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光)，如下圖，那么可判斷出eq\x(導學號51343269)(ABD)A．甲光的頻率等于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．乙光對應的截止頻率大于丙光對應的截止頻率D．甲光對應的飽和光電流大于丙光對應的飽和光電流E．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光對應的光電子最大初動能[解析]根據eUc＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W0，入射光的頻率越高，對應的遏止電壓Uc越大。甲光、乙光的遏止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等，故A正確；丙光對應的遏止電壓大于乙光的遏止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，那么乙光的波長大于丙光的波長，故B正確。同一金屬遏止頻率是相同的，故C錯誤。由圖知，甲光對應的飽和光電流大于丙光對應的飽和光電流，D正確。丙光的遏止電壓大于甲光的遏止電壓，所以甲光對應的光電子最大初動能小于丙光對應的光電子最大初動能，故E錯誤。12．在光電效應實驗中，兩個實驗小組分別在各自的實驗室，約定用相同頻率的單色光分別照射鋅和銀的外表，結果都能發生光電效應，如圖甲，并記錄相關數據。對于這兩組實驗，以下判斷正確的選項是eq\x(導學號51343270)(BCD)A．飽和光電流一定不同B．因為材料不同，逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同C．光電子的最大初動能不同D．因為光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同E．分別用不同頻率的光照射之后繪制Uc－ν圖象(ν為照射光頻率，圖乙為其中一小組繪制的圖象)，圖象的斜率可能不同[解析]雖然光的頻率相同，但光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同，飽和光電流可能相同，故A錯誤，D正確；根據光電效應方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm得出，頻率相同，逸出功不同，那么遏止電壓不同，光電子的最大初動能也不同，故B、C正確；由Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)知圖象的斜率等于eq\f(h,e)，從圖象上可以得出斜率的大小，電子的電荷量，可以求出斜率與普朗克常量有關，故E錯誤。二、非選擇題(共4小題，共40分。計算題解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。)13．(8分)(2022·廣東茂名高州二中月考)某同學采用如下圖的實驗裝置來研究光電效應現象。當用某單色光照射光電管的陰極K時，會發生光電效應現象。閉合開關S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調節滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表的電壓值U稱為反向遏止電壓，根據反向遏止電壓可以計算光電子的最大初動能Ekm。現分別用頻率為ν1、ν2的單色光照射陰極，測量的反向遏止電壓分別為U1與U2，設電子質量為m，電荷量為e，那么用頻率為ν1的單色光照射陰極時光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU1,m))，用上述符號表示普朗克常量為eq\f(eU1－U2,ν1－ν2)。eq\x(導學號51343271)[解析]根據愛因斯坦光電效應方程求金屬的逸出功和普朗克常量h，根據動能定理求光電子的最大初速度。根據愛因斯坦光電效應方程得：hν1＝eU1＋W①hν2＝eU2＋W②聯立①②得h＝eq\f(eU1－U2,ν1－ν2)；光電子在電場中做減速運動，根據動能定理得－eU1＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，那么得光電子的最大初速度為vm＝eq\r(\f(2eU1,m))。14．(8分)在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為λ0，該金屬的逸出功為eq\f(hc,λ0)。假設用波長為λ(λ<λ0)的單色光做實驗，那么其遏止電壓為eq\f(hc,e)·eq\f(λ0－λ,λ0λ)。電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h。eq\x(導學號51343272)[解析]由題可知，該金屬的截止頻率νc＝eq\f(c,λ0)，因此該金屬的逸出功W0＝hνc＝eq\f(hc,λ0)。假設用波長為λ的單色光照射，那么逸出電子的最大初動能Ekm＝hν－W0＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)。根據動能定理，可知Uce＝Ekm，因此遏止電壓Uc＝eq\f(hc,e)·eq\f(λ0－λ,λ0λ)。15．(8分)(2022·課標Ⅰ)在某次光電效應實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關系如下圖。假設該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，那么普朗克常量可表示為__ek__，所用材料的逸出功可表示為__－eb__。eq\x(導學號51343273)[解析]光電效應中，入射光子能量hν，克服逸出功W0后多余的能量轉換為電子動能，反向遏制電壓eUc＝hν－W0；整理得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，斜率即eq\f(h,e)＝k，所以普朗克常量h＝ek，截距為b，即eb＝－W0，所以逸出功W0＝－eb。16．(16分)