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章末过关检测(二)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．关于光子和光电子，以下说法正确的是()A．光子就是光电子B．光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的C．真空中光子和光电子速度都是cD．光子和光电子都带负电解析：选B.光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的，所以光电子带负电，而光子不带电，所以选项A、D错误，B正确．光电子属于电子，所以其速度不等于光速，故选项C错误．2．一个电子被加速后，以极高的速度在空间运动，关于它的运动，下列说法中正确的是()A．电子在空间做匀速直线运动B．电子上下左右颤动着前进C．电子运动轨迹是正弦曲线D．无法预言它的路径解析：选D.根据概率波的知识可知，某个电子在空间中运动的路径我们无法确定，只能根据统计规律确定大量电子的运动区域．故选项D正确．3．用黄光照射某金属时有光电子从该金属表面逸出，现将入射光的强度减弱，则下列说法正确的是()A．金属表面发出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小B．金属表面发出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．金属表面发出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变D．光的强度减弱到一定程度，金属表面将没有光电子逸出解析：选C.光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变，减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，综上所述，选项C正确．4．分别用波长为λ和3λ4的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A．hc2λB．2hc3λC．3hc4λD．4hc5λ解析：选B.设此金属板的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为λ的光照射时：Ek1＝hcλ－W0①，当用波长为34λ的光照射时：Ek2＝4hc3λ－W0②，又Ek1Ek2＝12③，解由①②③组成的方程组得W0＝2hc3λ.故正确答案为B.5．已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能Ek跟入射光的频率ν的关系图象如图中的直线1所示．某种单色光照射到金属锌的表面时，产生的光电子的最大初动能为E1.若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E2，E2E1，关于这种金属的最大初动能Ek跟入射光的频率ν的关系图象应是图中的()A．aB．bC．cD．上述三条图线都不正确解析：选A.根据光电效应方程知，Ek－ν为一次函数，普朗克常量h是斜率，h是确定的值，虽然金属的逸出功不同，但两个Ek－ν图象的斜率相同，两个直线平行，同时再利用Ek＝hν－W0，结合图象E2E1，hν相同，所以W1W2，即直线在纵轴上的截距W2大，故选A.6．利用光电管探究光电效应的实验电路如图所示，用频率为ν0的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则()A．只用紫外光照射K，电流表中不一定有电流通过B．只用红外光照射K，电流表中一定有电流通过C．用频率为ν0的可见光照射K，变阻器的滑片移到A端，电流表中一定无电流通过D．用频率为ν0的可见光照射K，变阻器的滑片向B端滑动时，电流表示数可能不变解析：选D.用频率为ν0的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，说明产生光电效应，即使滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中也可能有电流通过．当用紫外光照射时，由于紫外光的频率大于ν0，因此电流表必定有电流通过，A、C错误；虽然用频率为ν0的可见光照射时有光电流产生，但不能确定光电管的极限频率为多大，因此当用红外光照射时，不一定有光电流产生，B选项错误；若原来电流已饱和，则滑片向B端移动电流表示数将不变，D正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)7．下列实验现象中，哪些实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难()A．光的干涉B．光的衍射C．康普顿效应D．光电效应答案：CD8．对爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，下面的理解正确的是()A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属表面逸出的光电子会具有同样的最大初动能B．式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C．逸出功W0和极限频率ν0之间应满足关系式W0＝hν0D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比解析：选AC.爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0中的W0表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值，故A正确，B错误．若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W0＝hν0，C正确．由Ek＝hν－W0可知Ek和ν之间是一次函数关系，但不是成正比关系，D错误．9．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大解析：选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A项正确．光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与照射强度无关，故选项B错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W逸＝12mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确．10．光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，正确的是()A．单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量Δx大，动量不确定量Δp小，可以忽略B．当能发生衍射现象时，动量不确定量Δp不可以忽略C．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故D．以上解释都是不对的解析：选ABC.光在传播过程中的位置和动量的不确定关系为ΔxΔp≥h4π.发生衍射时Δx＞0，所以Δp不能忽略，故B正确；缝越宽，Δp越小，缝越窄，Δp越大，所以A、C正确．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，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)11．(12分)一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围为其动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子位置的不确定范围有多大？(电子的质量为9.1×10－31kg)解析：电子的动量为p＝mv＝9.1×10－31×200kg·m/s＝1.82×10－28kg·m/s动量的不确定范围Δp＝0.01%×p＝1.0×10－4×1.82×10－28kg·m/s＝1.82×10－32kg·m/s由不确定性关系公式得电子位置的不确定范围Δx＝h4π·Δp＝6.63×10－344×3.14×1.82×10－32m＝2.9×10－3m.答案：2.9×10－3m12．(14分)如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A上产生X射线．(h＝6.63×10－34J·s，电子电荷量e＝1.6×10－19C)(1)若高压电源的电压为20kV，求X射线的最短波长；(2)若此时电流表读数为5mA，1s内产生5×1013个平均波长为1.0×10－10m的光子，求伦琴射线管的工作效率．解析：(1)伦琴射线管阴极上产生的热电子在20kV高压加速下获得的动能全部变成X光子的能量，X光子的波长最短．由W＝Ue＝hν＝hcλ得λ＝hcUe＝6.63×10－34×3×1082×104×1.6×10－19m＝6.2×10－11m.(2)高压电源的电功率P1＝UI＝100W，每秒产生X光子的能量P2＝nhcλ＝0.1W效率为η＝P2P1×100%＝0.1%.答案：(1)6.2×10－11m(2)0.1%13．(14分)已知铯的逸出功为1.9eV，现用波长为4.3×10－7m的入射光照射金属铯．问：(1)能否发生光电效应？(2)若能产生光电效应，求光电子的德布罗意波长最短为多少．(电子的质量为m＝0.91×10－30kg)解析：(1)入射光子的能量ε＝hν＝hcλ＝6.626×10－34×3.0×1084.3×10－7×11.6×10－19eV≈2.9eV由于ε＝2.9eVW0，所以能发生光电效应．(2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能Ek＝hν－W0＝1.6×10－19J，而光电子的最大动量p＝2mEk，则光电子的德布罗意波长的最小值λmin＝hp＝6.626×10－342×0.91×10－30×1.6×10－19m≈1.2×10－9m.答案：(1)能(2)1.2×10－9m