2025年高三物理上學(xué)期“波與粒子”綜合測(cè)試卷一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）關(guān)于機(jī)械波和電磁波，下列說(shuō)法正確的是（）A.機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播不需要介質(zhì)B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C.機(jī)械波和電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波速均保持不變D.機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定，電磁波的波速由頻率決定用單色光照射某金屬表面，能發(fā)生光電效應(yīng)。若照射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則（）A.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能不變B.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動(dòng)能減小C.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動(dòng)能減小D.光電效應(yīng)現(xiàn)象消失如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，t=0.5s時(shí)刻的波形圖如圖中虛線所示。已知該波的周期T>0.5s，則該波的波速為（）（注：此處假設(shè)波形圖中波長(zhǎng)λ=4m，t=0時(shí)刻x=0處質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置且向上振動(dòng)）A.2m/sB.4m/sC.6m/sD.8m/s關(guān)于光的波粒二象性，下列說(shuō)法正確的是（）A.光的波動(dòng)性是光子之間相互作用的結(jié)果B.光的粒子性是指光具有能量和動(dòng)量C.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，粒子性越顯著；波長(zhǎng)越短，波動(dòng)性越顯著D.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光的波動(dòng)性氫原子的能級(jí)示意圖如圖所示（假設(shè)能級(jí)圖中n=1時(shí)E?=-13.6eV，n=2時(shí)E?=-3.4eV，n=3時(shí)E?=-1.51eV）。一群處于n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多能輻射出的不同頻率的光子數(shù)為（）A.1種B.2種C.3種D.4種一簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示（假設(shè)此時(shí)x=2m處的質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)），則下列說(shuō)法正確的是（）A.該波沿x軸負(fù)方向傳播B.此時(shí)x=4m處的質(zhì)點(diǎn)Q沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期等于波的傳播周期D.質(zhì)點(diǎn)P在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為4倍振幅用波長(zhǎng)為λ的單色光照射某種金屬，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E?。若改用波長(zhǎng)為λ/2的單色光照射同一金屬，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為（）（已知普朗克常量為h，真空中光速為c）A.2E?B.E?+hc/λC.E?+2hc/λD.E?-hc/λ關(guān)于波的干涉和衍射，下列說(shuō)法正確的是（）A.兩列波發(fā)生干涉時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)位移始終最大B.兩列波發(fā)生干涉時(shí)，振動(dòng)減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振幅始終為零C.衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射D.障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小得多時(shí)，衍射現(xiàn)象不明顯二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是（）A.單擺的周期與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)B.彈簧振子的振動(dòng)周期與振幅無(wú)關(guān)C.機(jī)械波的傳播速度與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)D.波源停止振動(dòng)后，機(jī)械波立即停止傳播下列現(xiàn)象中，能說(shuō)明光具有粒子性的是（）A.光的干涉現(xiàn)象B.光的衍射現(xiàn)象C.光電效應(yīng)現(xiàn)象D.康普頓效應(yīng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示（假設(shè)此時(shí)x=0處質(zhì)點(diǎn)的位移為0，且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)），已知該波的波速v=2m/s，波長(zhǎng)λ=4m。則下列說(shuō)法正確的是（）A.該波的周期T=2sB.t=0.5s時(shí)刻，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置C.t=1s時(shí)刻，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.該波沿x軸正方向傳播關(guān)于氫原子的能級(jí)躍遷和光電效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)吸收光子B.氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)輻射的光子能量為10.2eVC.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)D.若入射光的頻率小于金屬的截止頻率，則無(wú)論光強(qiáng)多大，都不可能發(fā)生光電效應(yīng)三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共18分）（8分）某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）將細(xì)線的一端固定在鐵架臺(tái)上，另一端系一個(gè)小鋼球，組成單擺。用毫米刻度尺測(cè)量擺線長(zhǎng)l，用游標(biāo)卡尺測(cè)量鋼球的直徑d，則單擺的擺長(zhǎng)L=（用l和d表示）。（2）將單擺從平衡位置拉開一個(gè)小角度（小于5°），由靜止釋放，使單擺在豎直平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。用秒表測(cè)量單擺完成50次全振動(dòng)的時(shí)間t，則單擺的周期T=（用t表示）。（3）改變擺長(zhǎng)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到多組擺長(zhǎng)L和周期T的數(shù)據(jù)。根據(jù)單擺周期公式T=2π√(L/g)，可得g=（用π、L、T表示）。若該同學(xué)在測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，將擺線長(zhǎng)l誤記為擺長(zhǎng)L，則測(cè)量得到的重力加速度值比真實(shí)值（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。（10分）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究光電效應(yīng)的規(guī)律，用單色光照射光電管的陰極K，產(chǎn)生的光電子經(jīng)電場(chǎng)加速后到達(dá)陽(yáng)極A，形成光電流。（1）實(shí)驗(yàn)中，若保持入射光的頻率不變，增大入射光的強(qiáng)度，則飽和光電流__________（選填“增大”“減小”或“不變”）。（2）若保持入射光的強(qiáng)度不變，增大入射光的頻率，則光電子的最大初動(dòng)能__________（選填“增大”“減小”或“不變”）。（3）若將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，在陽(yáng)極A和陰極K之間加反向電壓，當(dāng)反向電壓增大到某一值U?時(shí)，光電流恰好減小到零，則U?稱為遏止電壓。已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，真空中光速為c，測(cè)得遏止電壓為U?，入射光的波長(zhǎng)為λ，則該金屬的逸出功W?=__________（用e、U?、h、c、λ表示）。四、計(jì)算題（本題共3小題，共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）（12分）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s，t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示（假設(shè)此時(shí)x=0處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置且向上振動(dòng)，波長(zhǎng)λ=8m）。求：（1）該波的周期T；（2）t=0.5s時(shí)刻，x=4m處質(zhì)點(diǎn)的位移；（3）從t=0時(shí)刻開始，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)在0~1.5s內(nèi)通過(guò)的路程。（14分）用波長(zhǎng)為400nm的紫光照射某種金屬，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為1.1eV。已知普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，元電荷e=1.6×10?1?C，真空中光速c=3×10?m/s。求：（1）該金屬的逸出功W?（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（2）若改用波長(zhǎng)為600nm的紅光照射該金屬，是否能發(fā)生光電效應(yīng)？請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由。（14分）如圖所示，一簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，t=1s時(shí)刻的波形圖如圖中虛線所示。已知該波的周期T>1s，波長(zhǎng)λ=8m。求：（1）該波的傳播方向；（2）該波的波速v；（3）若該波在傳播過(guò)程中遇到一個(gè)寬度為2m的障礙物，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？請(qǐng)說(shuō)明理由。五、選考題（共12分。請(qǐng)考生從給出的2道題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計(jì)分）【選修3-4】（12分）（1）（4分）下列關(guān)于光的本性的說(shuō)法中，正確的是__________（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A.光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性B.光的波動(dòng)性和粒子性是相互矛盾的，不能同時(shí)存在C.光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性D.光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性（2）（8分）如圖所示，一束單色光從空氣斜射入某種介質(zhì)中，入射角i=60°，折射角r=30°。已知真空中的光速c=3×10?m/s，求：①該介質(zhì)的折射率n；②光在該介質(zhì)中的傳播速度v。【選修3-5】（12分）（1）（4分）下列關(guān)于原子和原子核的說(shuō)法中，正確的是__________（填正確答案標(biāo)號(hào)）。A.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C.原子核發(fā)生β衰變時(shí)，釋放出的β射線是電