2024-2025学年高中物理学业质量标准检测17含解析新人教版选修3-5

PAGE8-第十七章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．近年来军事行动中，士兵都佩戴“红外夜视仪”，在夜间也能清晰地看清目标，主要是因为(B)A．“红外夜视仪”放射出强大的红外线，照耀被视物体B．一切物体均在不停地辐射红外线C．一切高温物体均在不停地辐射红外线D．“红外夜视仪”放射出X射线，被照耀物体受到激发而发出红外线解析：一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出来的红外线不同，采纳“红外夜视仪”可以清晰地辨别出物体的形态、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标从而实行有效的行动。故只有B项正确。2．(2024·四川省攀枝花市高二下学期期末)金属P、Q的逸出功大小关系为WP>WQ，用不同频率的光照耀两金属P、Q，可得光电子最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系图线分别为直线p、q，下列四图中可能正确的是(C)解析：依据光电效应方程EKm＝hν－W0＝hν－hν0知，图线的斜率表示普朗克常量。横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，逸出功W0＝hν0，WP>WQ，因此两条直线的斜率相同，直线p在横轴上的截距应当大于直线q在横轴上的截距；A、B、D三个图与结论不相符，C图与结论相符，选项C正确。3．(2024·新疆、昌吉市一中教化共同体高二下学期期末)在验证光的波粒二象性的试验中，下列说法正确的是(A)A．使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过狭缝的运动路途像水波一样D．光的粒子性是大量光子运动的规律解析：在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性，假如时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A正确；D错误；单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上不会出现完整的衍射图样，BC错误。4．关于康普顿效应，下列说法正确的是(C)A．康普顿效应证明光具有波动性B．康普顿在探讨石墨对X射线的散射时发觉，在散射的X射线中，有些波长变短了C．康普顿在探讨石墨对X射线的散射时发觉，在散射的X射线中，有些波长变长了D．康普顿效应可用经典电磁理论进行说明解析：康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，依据λ＝eq\f(h,p)，知波长变长，故B错误，C正确；光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行说明，D错误；故选C。5．一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由静止起先经加速电场加速后(加速电压为U)，该粒子的德布罗意波长为(C)A．eq\r(\f(h,2mqU)) B．eq\f(h,2mqU)C．eq\f(h,2mqU)eq\r(2mqU) D．eq\f(h,\r(mqU))解析：设加速后的速度为v，由动能定理得：qU＝eq\f(1,2)mv2所以v＝eq\r(\f(2qU,m))由德布罗意波长公式：λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,m\r(\f(2qU,m)))＝eq\f(h,2mqU)eq\r(2mqU)6．探讨光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照耀密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板放射出的光电子被阳极A汲取，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是(C)解析：虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C。7．从光的波粒二象性动身，下列说法正确的是(BD)A．光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性B．光的频率越高，光子的能量越大C．在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方D．在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方解析：光具有波粒二象性，光的频率越高，光子的能量越大，A错，B正确。在干涉条纹中亮纹是光子到达概率大的地方，暗纹是光子到达概率小的地方，C错，D正确。8．(2024·武汉市新洲一中6月线上联考)关于波粒二象性的有关学问，下列说法正确的是(ABD)A．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显B．用E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量，则E＝eq\f(hc,λ)，p＝eq\f(h,λ)C．由爱因斯坦的光电效应方程可知Ek＝hν－W0，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．康普顿效应表明光子除了具有能量之外还有动量解析：依据德布罗意波波长公式λ＝eq\f(h,p)，速度相同的质子和电子相比，电子的动量小，波长长，波动性明显，故A正确；依据E＝hν且λ＝eq\f(h,p)，c＝λν可得X射线每个光子的能量为E＝eq\f(hc,λ)每个光子的动量为p＝eq\f(h,λ)，故B正确；由爱因斯坦的光电效应方程可知Ek＝hν－W0，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν是线性关系，但不成正比，故C错误；康普顿效应表明光子除了具有能量之外还有动量，揭示了光的粒子性，故D正确。9．在某次光电效应试验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和－b，电子电荷量的肯定值为e，则(BC)A．普朗克常量可表示为eq\f(k,e)B．若更换材料再试验，得到的图线的k不变更，b变更C．所用材料的逸出功可表示为ebD．b由入射光确定，与所用材料无关解析：依据光电效应方程Ekm＝hν－W0，以及Ekm＝eUc得：Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，图线的斜率k＝eq\f(h,e)，解得普朗克常量h＝ke，故A错误；纵轴截距的肯定值b＝eq\f(W0,e)，解得逸出功W0＝eb，故C正确；b等于逸出功与电荷电量的比值，而逸出功与材料有关，则b与材料有关，故D错误；更换材料再试验，由于逸出功变更，可知图线的斜率不变，纵轴截距变更，故B正确。10．(2024·山东省太原市三校高二下学期联考)用如图的装置探讨光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照耀到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0。则(AC)A．光电管阴极的逸出功为1.8eVB．电键K断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7eVD．改用能量为1.5eV的光子照耀，电流表G也有电流，但电流较小解析：该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表示数为0，知道遏止电压VC＝0.7V光电子的最大初动能为Ek＝eVc＝0.7eV，依据光电效应方程Ekm＝hν－W0，W0＝1.8eV，故A、C正确；电键K断开后，用光子能量为2.5eV的光照耀到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；改用能量为1.5eV的光子照耀，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共2小题，共14分。把答案干脆填在横线上)11．(6分)(2024·福建省上杭县高二下学期检测)如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一紫光灯照耀锌板，关灯后，指针保持肯定偏角。(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计指针偏角将__减小__。(填“增大”“减小”或“不变”)(2)使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照耀锌板，静电计指针无偏转，那么，若改用强度更大的红外线照耀锌板，可视察到静电计指针__无__(填“有”或“无”)偏转。解析：(1)锌板在紫外线照耀下，发生光电效应现象，有光电子飞出，锌板带正电；将一带负电的金属球与锌板接触，将锌板上的正电荷中和一部分，锌板正电荷削减，则静电计指针偏角将减小。(2)要发生光电效应现象，照耀光的频率必需大于被照耀金属的极限频率，而与照耀光的强度无关。用黄光照耀，静电计指针无偏转，即不能发生光电效应现象。当改用强度更大的红外线照耀时，因为红外线的频率比黄光低，所以用红外线照耀更不能发生光电效应现象，静电计指针无偏转。12．(8分)深厚的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道，如图所示是一个航标灯自动限制电路的示意图。电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属。下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400～770nm(1nm＝10－9m)。各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频率(Hz)4.545×10146.000×10148.065×10141.153×10151.529×1015极限波长(μm)0.66000.50000.37200.26000.1962依据上图和所给出的数据，你认为：(1)光电管阴极K上应涂有金属__铯__；(2)限制电路中的开关S应和__b__(填“a”和“b”)接触；(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在里面，造成工伤事故。假如将上述限制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和__a__接触，这样，当工人不慎将手伸入危急区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁马上动作，使机床停止工作，避开事故发生。解析：(1)依题意知，可见光的波长范围为400×10－9～770×10－9m。而金属铯的波长为λ＝0.6600×10－6m＝660×10－9m，因此，光电管阴极K上应涂金属铯。(2)深厚的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以限制电路中的开关S应和b接触。(3)若将上述限制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触。三、论述·计算题(共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)13．(10分)光子的动量p与能量E的关系为p＝eq\f(E,c)。静止的原子核放出一个波长为λ的光子。已知普朗克常量为h,光在真空中传播的速度为c，求：(1)质量为M的反冲核的速度为多少？(2)反冲核运动时物质波的波长是多少？答案：(1)eq\f(h,λM)(2)λ解析：(1)光子的动量为p，由动量守恒定律知反冲核的动量大小也为p。∴p＝eq\f(h,λ)＝Mv∴v＝eq\f(h,λM)(2)反冲核的物质波波长λ′＝eq\f(h,Mv)＝λ。14．(11分)如图所示表示黑体辐射强度随波长的变更图线。依据热辐射理论，辐射强度的极大值所对应的波长λm与热力学温度之间存在如下关系：λmT＝2.90×10－3m·K。求：(1)T＝15000K所对应的波长；(2)用T＝15000K所对应波长的光照耀逸出功为W0＝4.54eV的金属钨，能否发生光电效应？若能，逸出光电子的最大初动能是多少？答案：(1)1.93×10－7m(2)能1.90eV解析：(1)由公式λmT＝2.90×10－3m·K得λm＝eq\f(2.90×10－3,T)＝eq\f(2.90×10－3,15000)m≈1.93×10－7m(2)波长λm＝1.93×10－7m的光子能量E＝hν＝eq\f(hc,λm)＝eq\f(6.626×10－34×3×108,1.93×10－7×1.6×10－19)eV≈6.44eV因E>W0，故能发生光电效应。由光电效应方程Ek＝hν－W0，得Ek＝(6.44－4.54)eV＝1.90eV。15．(12分)(2024·湖北省宜昌市葛洲坝中学高二下学期期中)如图甲所示是探讨光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50μm的绿光照耀阴极K，试验测得流过G表的电流I与AK之间的电势差UAK满意如图乙所示规律，取h＝6.63×10﹣34J·s。结合图像，求：(以下所求结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极放射的光电子数；(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解析：(1)每秒放射光电子个数：n＝eq\f(Imt,e)＝eq\f(0.64×10－61,1.6×10－19)＝4.0×1012。(2)光电子飞出阴极K时的最大动能：Ekm＝eU0＝0.6eV＝9.6×10－20J。(3)由光电方程可得：Ekm＝heq\f(c,λ)－hν0，代入数据可得极限频率：ν0＝4.6×1014Hz。16．(13分)如图所示，擦得很亮的绝缘锌板A水平固定放置，其下方水平放有接地的铜板B，两板间距离为d，两板面积均为S，正对面积为S′，且S>S′。当用弧光灯照耀锌板上表面后，A、B板间一带电液滴恰好处于静止状态。试分析：(1)液滴带何种电荷？(2)用弧光灯再照耀A板上表面，滴液做何种运动？(3)要使液滴向下运动，应实行哪些措施？答案：(1)负电(2)向上运动(3)将B板向右平移解析：(1)锌板受弧光灯照耀发生光