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章末測評驗收卷(六)　波粒二象性(滿分:100分)
一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.以下關于物質波的說法正確的是 (　　)
X射線的衍射實驗證實了物質波假設是正確的
一切運動著的物體都與一個對應的波相聯系
機械波、物質波都不是概率波
實物粒子的動量越大,其波長越長
2.我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置,發出了波長在100 nm(1 nm=10-9m)附近連續可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子,但又不會把分子打碎。據此判斷,能夠電離一個分子的能量的數量級為(取普朗克常量h=6.63×10-34J·s,真空光速c=3×108 m/s) (　　)
10-21J 10-18J
10-15J 10-12J
3.以下說法正確的是 (　　)
微觀粒子不能用“軌道”觀點來描述其運動,位置和動量不能同時精確測定,ΔxΔp≤
運動的微觀粒子本身也蘊含波動性,波動波長λ=
頻率越高的電磁波波動性越強,單個光子的能量越大
光的雙縫干涉的亮條紋就是按照波動理論計算的加強區,是光子到達概率大的地方,這是光子間的相互作用的結果
4.(2023·遼寧卷,6)原子處于磁場中,某些能級會發生劈裂,某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示,相應能級躍遷放出的光子分別設為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發生光電效應,且逸出光電子的最大初動能為Ek,則 (　　)
①和③的能量相等
②的頻率大于④的頻率
用②照射該金屬一定能發生光電效應
用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek
5.圖甲是探究“光電效應”實驗的電路圖,光電管遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規律如圖乙所示。下列判斷正確的是 (　　)
入射光的頻率ν不同,遏止電壓Uc相同
只要入射光的光照強度相同,光電子的最大初動能就一定相同
如圖甲所示的電路中,當電壓增大到一定數值時,電流計將達到飽和電流
入射光的頻率ν不同,光照強度不同,Uc-ν圖像的斜率相同
6.(2024·山東泰安市期末)額溫槍(紅外測溫儀)的測溫原理是:任何物體都會向外發出紅外線,額溫槍通過紅外線照射到溫度傳感器,發生光電效應,將光信號轉化為電信號,間接得出溫度數據。已知人體溫正常時能輻射波長為10 μm的紅外線,如圖甲所示,用該紅外線照射光電管的陰極K時,電路中有光電流產生,該光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示,已知h=6.63×10-34 J·s,e=1.6×10-19 C,電磁波在真空或空氣中波速c=3×108 m/s,則由圖乙可知該光電管的陰極金屬逸出功最接近于 (　　)
0.1 eV 0.2 eV
0.3 eV 0.4 eV
二、多項選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)
7.關于波粒二象性,下列說法正確的是 (　　)
光電效應證明了光具有粒子性
與實物粒子相聯系的波被稱為物質波
不僅光子具有波粒二象性,一切運動的微粒都具有波粒二象性
電子繞原子核運動時只能在一定的軌道上運動,此時電子只有粒子性,沒有波動性
8.(2023·海南卷)已知一個激光發射器功率為P,發射波長為λ的光,光速為c,普朗克常量為h,則 (　　)
光的頻率為
光子的能量為
光子的動量為
在時間t內激光器發射的光子數為
9.如圖所示電路可研究光電效應規律,圖中標有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽極。理想電流計可檢測通過光電管的電流,理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現接通電源,用光子能量為11.5 eV的光照射陰極K,電流計中有示數,若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動,電流計的讀數逐漸減小,當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零,讀出此時電壓表的示數為6.0 V;現保持滑片P位置不變,以下判斷正確的是 (　　)
光電管陰極K射出光電子具有瞬時性
光電管陰極材料的逸出功為5.5 eV
若增大入射光的強度,電流計的讀數不為零
若用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K,同時把滑片P向左移動,電流計的讀數一定仍為零
10.(2023·浙江1月卷)氫原子從高能級向低能級躍遷時,會產生四種頻率的可見光,其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產生可見光Ⅰ,從能級3躍遷到能級2產生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現象,得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置,都能產生光電效應。下列說法正確的是 (　　)
圖1中的Hα對應的是Ⅰ
圖2中的干涉條紋對應的是Ⅱ
Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量
P向a移動,電流表示數為零時Ⅰ對應的電壓表示數比Ⅱ的大
三、非選擇題(本題共5小題,共52分)
11.(6分)如圖所示,一靜電計與鋅板相連,用一紫外線燈照射鋅板,關燈后,靜電計指針保持一定偏角。完成下列填空:
(1)紫外線照射鋅板,　　　　(2分)能量被電子吸收(選填“光子”“光電子”或“光球”)。
(2)靜電計帶　　　　(1分);鋅板帶　　　　(1分)(選填“負電荷”或“正電荷”)。
(3)用一帶少量負電荷的金屬小球與鋅板接觸,靜電計指針偏角將　　　　(1分)(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)使靜電計指針不偏轉,再用相同強度的黃光燈照射鋅板,靜電計指針無偏轉。那么,若改用光照強度更大的紅光燈照射鋅板,可觀察到靜電計指針　　　　(1分)(選填“有”“無”或“可能”)偏轉。
12.(8分)用金屬銣制成的光電管觀測光電效應的裝置如圖甲所示。
(1)圖甲中電極K為光電管的　　　　(2分)(選填“陰極”或“陽極”)。
(2)要觀察遏止電壓,電源正、負極的接線為　　　(2分)(均選填“左負右正”或“左正右負”)。
(3)用不同頻率的光照射該光電管,測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率的關系圖像如圖乙所示,則該金屬的極限頻率νc=　　　　(2分)Hz,逸出功W=　　　　(2分)J,已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s(結果均保留2位有效數字)。
13.(10分)如圖所示為證實電子波存在的實驗裝置,從F上漂出來的熱電子可認為初速度為零,所加的加速電壓U=1×104 V,電子質量為m=9.1×10-31 kg。電子被加速后通過小孔K1和K2后入射到薄的金箔上,發生衍射現象,結果在照相底片上形成同心圓明暗條紋。試計算電子的德布羅意波波長(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,計算結果保留3位有效數字)。
14.(12分)如圖甲所示是研究光電效應飽和電流和遏止電壓的實驗電路,A、K為光電管的兩極,調節滑動變阻器觸頭P可使光電管兩極獲得正向或反向電壓。現用光子能量E=11.2 eV的光持續照射光電管的極板K。移動滑動變阻器觸頭P,獲得多組電壓表、電流表讀數,作出電流與電壓關系的圖線如圖乙所示。求:
(1)(6分)光電管K極材料的逸出功;
(2)(6分)恰達到飽和電流3.1 μA時,到達A極板的光電子的最大動能。
15.(16分)(2023·江蘇卷,14)“夸父一號”太陽探測衛星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子,設波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線,衛星探測儀鏡頭正對著太陽,每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S,衛星離太陽中心的距離為R,普朗克常量為h,光速為c,求:
(1)(8分)每個光子的動量p和能量E;
(2)(8分)太陽輻射硬X射線的總功率P。
章末測評驗收卷(六)　波粒二象性
1.B　[由于X射線本身就是一種波，而不是實物粒子，故其衍射現象并不能論證物質波假設，故A錯誤；無論是大到太陽、地球，還是小到電子、質子，一切運動的物體都與一種波相對應，這就是物質波，故B正確；根據德布羅意的物質波理論，物質波和光波一樣都是概率波，故C錯誤；根據公式λ＝，可知粒子的動量越小，波長越長，故D錯誤。]
2.B　[一個處于極紫外波段的光子的能量約為E＝hν＝＝ J≈2×10－18 J，由題意可知，光子的能量應比電離一個分子的能量稍大，因此數量級應相同，故B正確。]
3.B　[微觀粒子的動量和位置不能同時精確確定，這也就是決定不能用“軌道”觀點來描述粒子的運動，但ΔxΔp≥，故A錯誤；微觀粒子本身也蘊含波動性，波動波長為λ＝，故B正確；頻率越高的電磁波能量越大，但波動性越弱，故C錯誤；在光的雙縫干涉中減小光的強度，讓光子通過雙縫后，光子只能一個接一個地到達光屏，經過足夠長時間，仍然發現相同干涉條紋，表明光的波動性不是由光子之間的相互作用引起的，故D錯誤。]
4.A　[由題圖可知躍遷時放出的光子①和③均由同一高能級躍遷到同一低能級，又釋放的能量等于兩能級的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，B錯誤；用①照射某金屬表面時能發生光電效應現象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時不一定能發生光電效應，C錯誤；用①照射某金屬時逸出光電子的最大初動能為Ek，由于④的能量大于①，則由Ek＝hν－W可知，用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能一定大于Ek，D錯誤。]
5.D　[根據光電效應方程有mv2＝hν－W，可知入射光的頻率不同，電子的最大初動能不同，又mv2＝eUc，所以Uc＝ν－，因此入射光的頻率不同，遏止電壓不同，故A、B錯誤；圖甲所示電路中，必須把電源正負極反接過來，才能來驗證光電流與電壓的關系，當電壓增大到一定數值時，電流計將達到飽和電流，故C錯誤；Ucν圖像的斜率為，與入射光的頻率和光照強度無關，故D正確。]
6.A　[根據mv2＝－W，－eUc＝0－mv2，其中λ＝10 μm，Uc＝0.02 V，解得W＝0.1 eV，故A正確。]
7.ABC　[光電效應證明了光具有粒子性，A正確；由物質波的定義知，與實物粒子相聯系的波被稱為物質波，B正確；不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性，C正確；一切運動的微粒都具有波粒二象性，電子繞原子核運動，此時電子不只有粒子性，也有波動性，D錯誤。]
8.AC　[光的頻率 ν＝，選項A正確；光子的能量E＝hν＝，選項B錯誤；光子的動量 p＝，選項C正確；在時間t內激光器發射的光子數n＝＝，選項D錯誤。]
9.AB　[光電管陰極K中的電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，所以陰極射出光電子具有瞬時性，故A正確；由題意可知此時遏止電壓為Uc＝6.0 V，設光電管陰極材料的逸出功為W，則根據愛因斯坦光電效應方程可得W＝5.5 eV，故B正確；在入射光頻率不變且A、K兩端電壓達到遏止電壓時，無論怎樣增大入射光強度，都不會有光電子到達陽極，電流計的讀數都為零，故C錯誤；若用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，則此時遏止電壓變為5 V，同時把滑片P向左移動，若A、K兩端電壓小于5 V，則電流計的讀數將不為零，故D錯誤。]
10.CD　[根據題意可知。氫原子發生能級躍遷時，由公式可得Em－En＝hν＝，可知，可見光Ⅰ的頻率大，波長小，可見光Ⅱ的頻率小，波長大。可知，圖1中的Hα對應的是可見光Ⅱ，故A錯誤；由干涉條紋間距公式有Δx＝λ，由圖可知，圖2中間距較小，則波長較小，對應的是可見光Ⅰ，故B錯誤；根據題意，由德布羅意關系p＝，可知，Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量，故C正確；根據光電效應方程及動能定理可得eUc＝hν－W，可知，頻率越大，遏止電壓越大，則P向a移動，電流表示數為零時Ⅰ對應的電壓表示數比Ⅱ的大，故D正確。]
11.(1)光子　(2)正電荷　正電荷　(3)減小　(4)無　[(1)紫外線照射鋅板，光子能量被電子吸收。
(2)鋅板中的電子吸收光子的能量從鋅板表面逸出，使鋅板帶正電荷，靜電計與鋅板連接，則靜電計帶正電荷。
(3)由于鋅板帶正電荷，用一帶少量負電荷的金屬小球與鋅板接觸，電荷將被中和一部分，靜電計指針偏角將減小。
(4)用相同強度的黃光燈照射鋅板，靜電計指針無偏轉，說明不能發生光電效應，由于紅光光子的能量比黃光光子的能量更小，則改用光照強度更大的紅光燈照射鋅板，可觀察到靜電計指針無偏轉。]
12.(1)陰極　(2)左負右正　(3) 5.0×1014　3.3×10－19　[(1)電子從金屬板上射出后被電場加速，由此可知K板為負極，即為陰極。
(2)要觀察遏止電壓，則加反向電壓，電源正、負極的接線為左負右正。
(3)根據愛因斯坦光電效應方程mv2＝hν－W，eUc＝mv2，得eUc＝hν－W，因此當遏止電壓為零時，hν＝W，由圖像可知，銣的極限頻率νc＝5.0×1014 Hz，根據hνc＝W可求得該金屬的逸出功大小為W＝3.3×10－19 J。]
13.1.23×10－11 m
解析　將eU＝Ek＝mv2，p＝，λ＝
聯立，得λ＝
代入數據可得λ＝1.23×10－11 m。
14.(1)5.4 eV　(2)8.0 eV
解析　(1)由題圖乙可知，用光子能量E＝11.2 eV的光持續照射光電管的極板K時，遏止電壓為Uc＝5.8 V，根據動能定理以及愛因斯坦光電效應方程可得eUc＝mv2＝E－W
解得光電管K極材料的逸出功為W＝5.4 eV。
(2)由題圖乙可知，恰達到飽和電流3.1 μA時，在A、K間有正向電壓U＝2.2 V，電子在兩極間加速，設到達A極板的光電子的最大動能為Ekm1，則由動能定理有eU＝Ekm1－Ekm＝Ekm1－(E－W)
解得Ekm1＝8.0 eV。
15.(1)　h　(2)
解析　(1)根據德布羅意關系，可得每個光子的動量為p＝
每個光子的頻率為ν＝
每個光子的能量為E＝hν
故每個光子的能量為E＝h。
(2)衛星離太陽中心的距離為R，離太陽中心距離為R的球面的表面積為S球＝4πR2
單位面積上的功率為P0＝
太陽輻射硬X射線的總功率P＝S球P0
聯立解得P＝＝。(共31張PPT)
章末測評驗收卷(六)
(時間：75分鐘　滿分：100分)
B
1.以下關于物質波的說法正確的是 (　　)
A.X射線的衍射實驗證實了物質波假設是正確的
B.一切運動著的物體都與一個對應的波相聯系
C.機械波、物質波都不是概率波
D.實物粒子的動量越大，其波長越長
一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
B
2.我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發出了波長在100 nm(1 nm＝10－9m)附近連續可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據此判斷，能夠電離一個分子的能量的數量級為(取普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　　)
A.10－21J B.10－18J C.10－15J D.10－12J
B
3.以下說法正確的是(　　)
A
4.(2023·遼寧卷，6)原子處于磁場中，某些能級會發生劈裂，某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應能級躍遷放出的光子分別設為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發生光電效應，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則(　　)
A.①和③的能量相等
B.②的頻率大于④的頻率
C.用②照射該金屬一定能發生光電效應
D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek
解析　由題圖可知躍遷時放出的光子①和③均由同一高能級躍遷到同一低能級，又釋放的能量等于兩能級的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，B錯誤；用①照射某金屬表面時能發生光電效應現象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時不一定能發生光電效應，C錯誤；用①照射某金屬時逸出光電子的最大初動能為Ek，由于④的能量大于①，則由Ek＝hν－W可知，用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能一定大于Ek，D錯誤。
D
5.圖甲是探究“光電效應”實驗的電路圖，光電管遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規律如圖乙所示。下列判斷正確的是(　　)
A.入射光的頻率ν不同，遏止電壓Uc相同
B.只要入射光的光照強度相同，光電子的最大
初動能就一定相同
C.如圖甲所示的電路中，當電壓增大到一定數
值時，電流計將達到飽和電流
D.入射光的頻率ν不同，光照強度不同，Uc－ν
圖像的斜率相同
A
6.(2024·山東泰安市期末)額溫槍(紅外測溫儀)的測溫原理是：任何物體都會向外發出紅外線，額溫槍通過紅外線照射到溫度傳感器，發生光電效應，將光信號轉化為電信號，間接得出溫度數據。已知人體溫正常時能輻射波長為10 μm的紅外線，如圖甲所示，用該紅外線照射光電管的陰極K時，電路中有光電流產生，該光電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，已知h＝6.63×10－34 J·s，e＝1.6×10－19 C，電磁波在真空或空氣中波速c＝3×108 m/s，則由圖乙可知該光電管的陰極金屬逸出功最接近于(　　)
A.0.1 eV B.0.2 eV
C.0.3 eV D.0.4 eV
ABC
二、多項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
7.關于波粒二象性，下列說法正確的是( 　　 )
A.光電效應證明了光具有粒子性
B.與實物粒子相聯系的波被稱為物質波
C.不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性
D.電子繞原子核運動時只能在一定的軌道上運動，此時電子只有粒子性，沒有波動性
解析　光電效應證明了光具有粒子性，A正確；由物質波的定義知，與實物粒子相聯系的波被稱為物質波，B正確；不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性，C正確；一切運動的微粒都具有波粒二象性，電子繞原子核運動，此時電子不只有粒子性，也有波動性，D錯誤。
AC
8.(2023·海南卷)已知一個激光發射器功率為P，發射波長為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則(　　)
AB
9.如圖所示電路可研究光電效應規律，圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現接通電源，用光子能量為11.5 eV的光照射陰極K，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0 V；現保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是 (　　)
A.光電管陰極K射出光電子具有瞬時性
B.光電管陰極材料的逸出功為5.5 eV
C.若增大入射光的強度，電流計的讀數不為零
D.若用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，同時把滑片
P向左移動，電流計的讀數一定仍為零
解析　光電管陰極K中的電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，所以陰極射出光電子具有瞬時性，故A正確；由題意可知此時遏止電壓為Uc＝6.0 V，設光電管陰極材料的逸出功為W，則根據愛因斯坦光電效應方程可得W＝5.5 eV，故B正確；在入射光頻率不變且A、K兩端電壓達到遏止電壓時，無論怎樣增大入射光強度，都不會有光電子到達陽極，電流計的讀數都為零，故C錯誤；若用光子能量為10.5 eV的光照射陰極K，則此時遏止電壓變為5 V，同時把滑片P向左移動，若A、K兩端電壓小于5 V，則電流計的讀數將不為零，故D錯誤。
CD
10.(2023·浙江1月卷)氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產生光電效應。下列說法正確的是(　　)
A.圖1中的Hα對應的是Ⅰ
B.圖2中的干涉條紋對應的是Ⅱ
C.Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量
D.P向a移動，電流表示數為零時Ⅰ對應的
電壓表示數比Ⅱ的大
三、非選擇題(本題共5小題，共52分)
11.(6分)如圖所示，一靜電計與鋅板相連，用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，靜電計指針保持一定偏角。完成下列填空：
(1)紫外線照射鋅板，________能量被電子吸收(選填“光子”“光電子”或“光球”)。
(2)靜電計帶________；鋅板帶________(選填“負電荷”或“正電荷”)。
(3)用一帶少量負電荷的金屬小球與鋅板接觸，靜電計指針偏角將________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)使靜電計指針不偏轉，再用相同強度的黃光燈照射鋅板，靜電計指針無偏轉。那么，若改用光照強度更大的紅光燈照射鋅板，可觀察到靜電計指針________(選填“有”“無”或“可能”)偏轉。
答案　(1)光子　(2)正電荷　正電荷 (3)減小　(4)無
解析　(1)紫外線照射鋅板，光子能量被電子吸收。
(2)鋅板中的電子吸收光子的能量從鋅板表面逸出，使鋅板帶正電荷，靜電計與鋅板連接，則靜電計帶正電荷。
(3)由于鋅板帶正電荷，用一帶少量負電荷的金屬小球與鋅板接觸，電荷將被中和一部分，靜電計指針偏角將減小。
(4)用相同強度的黃光燈照射鋅板，靜電計指針無偏轉，說明不能發生光電效應，由于紅光光子的能量比黃光光子的能量更小，則改用光照強度更大的紅光燈照射鋅板，可觀察到靜電計指針無偏轉。
12.(8分)用金屬銣制成的光電管觀測光電效應的裝置如圖甲所示。
(1)圖甲中電極K為光電管的________(選填“陰極”或“陽極”)。
(2)要觀察遏止電壓，電源正、負極的接線為______(均選填“左負右正”或“左正右負”)。
(3)用不同頻率的光照射該光電管，測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率的關系圖像如圖乙所示，則該金屬的極限頻率νc＝________ Hz，逸出功W＝________ J，已知普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s(結果均保留2位有效數字)。
答案　(1)陰極　(2)左負右正 (3) 5.0×1014　3.3×10－19
解析　(1)電子從金屬板上射出后被電場加速，由此可知K板為負極，即為陰極。
(2)要觀察遏止電壓，則加反向電壓，電源正、負極的接線為左負右正。
13.(10分)如圖所示為證實電子波存在的實驗裝置，從F上漂出來的熱電子可認為初速度為零，所加的加速電壓U＝1×104 V，電子質量為m＝9.1×10－31 kg。電子被加速后通過小孔K1和K2后入射到薄的金箔上，發生衍射現象，結果在照相底片上形成同心圓明暗條紋。試計算電子的德布羅意波波長(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，計算結果保留3位有效數字)。
答案　1.23×10－11 m
14.(12分)如圖甲所示是研究光電效應飽和電流和遏止電壓的實驗電路，A、K為光電管的兩極，調節滑動變阻器觸頭P可使光電管兩極獲得正向或反向電壓。現用光子能量E＝11.2 eV的光持續照射光電管的極板K。移動滑動變阻器觸頭P，獲得多組電壓表、電流表讀數，作出電流與電壓關系的圖線如圖乙所示。求：
(1)光電管K極材料的逸出功；
(2)恰達到飽和電流3.1 μA時，到達A極板的光電子的最大動能。
答案　(1)5.4 eV　(2)8.0 eV
(2)由題圖乙可知，恰達到飽和電流3.1 μA時，
在A、K間有正向電壓U＝2.2 V，電子在兩
極間加速，設到達A極板的光電子的最大動能為Ekm1，則由動能定理有eU＝Ekm1－Ekm＝Ekm1－(E－W)。解得Ekm1＝8.0 eV。
15.(16分)(2023·江蘇卷，14)“夸父一號”太陽探測衛星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，求：
(1)每個光子的動量p和能量E；
(2)太陽輻射硬X射線的總功率P。

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