高考物理二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)訓(xùn)練模型82光電效應(yīng)模型（原卷版）

模型82光電效應(yīng)模型1．（2023年6月高考浙江選考科目）有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L(zhǎng)的觀測(cè)屏上形成干涉條紋，測(cè)得條紋間距為?x。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則（）A．電子的動(dòng)量SKIPIF1<0B．電子的動(dòng)能SKIPIF1<0C．光子的能量SKIPIF1<0D．光子的動(dòng)量SKIPIF1<02．（2023全國(guó)高考新課程卷）銫原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級(jí)的能量差量級(jí)為10-5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為（普朗克常量SKIPIF1<0，元電荷SKIPIF1<0）（）A．103HzB．106HzC．109HzD．1012Hz3.（2023高考海南卷）已知一個(gè)激光發(fā)射器功率為SKIPIF1<0，發(fā)射波長(zhǎng)為SKIPIF1<0的光，光速為SKIPIF1<0，普朗克常量為SKIPIF1<0，則（）A.光的頻率為SKIPIF1<0 B.光子的能量為SKIPIF1<0C.光子的動(dòng)量為SKIPIF1<0 D.在時(shí)間SKIPIF1<0內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為SKIPIF1<04.（2022天津?qū)W業(yè)水平選擇性考試）不同波長(zhǎng)的電磁波具有不同的特性，在科研、生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。a、b兩單色光在電磁波譜中的位置如圖所示。下列說法正確的是（）A.若a、b光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級(jí)能量差大B.若a、b光分別照射同一小孔發(fā)生衍射，a光的衍射現(xiàn)象更明顯C.若a、b光分別照射同一光電管發(fā)生光電效應(yīng)，a光的遏止電壓高D.若a、b光分別作為同一雙縫干涉裝置光源時(shí)，a光的干涉條紋間距大5.（2023高考江蘇學(xué)業(yè)水平選擇性考試）“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星可以觀測(cè)太陽(yáng)輻射的硬X射線。硬X射線是波長(zhǎng)很短的光子，設(shè)波長(zhǎng)為SKIPIF1<0。若太陽(yáng)均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測(cè)儀鏡頭正對(duì)著太陽(yáng)，每秒接收到N個(gè)該種光子。已知探測(cè)儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽(yáng)中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，求：（1）每個(gè)光子的動(dòng)量p和能量E；（2）太陽(yáng)輻射硬X射線的總功率P。6．（2023高考北京卷）在發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象后，人們往往試圖用不同的理論方法來解釋，比如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)光在地球附近的重力場(chǎng)中傳播時(shí)其頻率會(huì)發(fā)生變化這種現(xiàn)象后，科學(xué)家分別用兩種方法做出了解釋．現(xiàn)象：從地面P點(diǎn)向上發(fā)出一束頻率為SKIPIF1<0的光，射向離地面高為H（遠(yuǎn)小于地球半徑）的Q點(diǎn)處的接收器上，接收器接收到的光的頻率為SKIPIF1<0．方法一：根據(jù)光子能量SKIPIF1<0（式中h為普朗克常量，m為光子的等效質(zhì)量，c為真空中的光速）和重力場(chǎng)中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的頻率SKIPIF1<0．方法二：根據(jù)廣義相對(duì)論，光在有萬有引力的空間中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其頻率會(huì)發(fā)生變化，將該理論應(yīng)用于地球附近，可得接收器接收到的光的頻率SKIPIF1<0，式中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑．下列說法正確的是（）A．由方法一得到SKIPIF1<0，g為地球表面附近的重力加速度B．由方法二可知，接收器接收到的光的波長(zhǎng)大于發(fā)出時(shí)光的波長(zhǎng)C．若從Q點(diǎn)發(fā)出一束光照射到P點(diǎn)，從以上兩種方法均可知，其頻率會(huì)變小D．通過類比，可知太陽(yáng)表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變大最新模擬題1.（2024南京學(xué)情調(diào)研）有一種新型光電效應(yīng)量子材料，當(dāng)某種光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生相同速率的相干電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與雙縫相距為L(zhǎng)的觀測(cè)屏上形成干涉條紋，測(cè)得第1條亮紋與第5條亮紋間距為△x。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，該量子材料的逸出功為W。求：（1）電子束的德布羅意波長(zhǎng)λ和動(dòng)量p；（2）光子的能量E。2.(2023年7月浙江寧波期末)如圖是光電倍增管的工作原理圖，其由陰極、陽(yáng)極和多個(gè)倍增電極組成，提高了光電管靈敏度。使用時(shí)相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此不斷加速電子。如圖所示，光電陰極K受光照后釋放出光電子，電子以較大的動(dòng)能撞擊到第一個(gè)倍增電極上，從這個(gè)倍增電極上激發(fā)出更多電子，最后陽(yáng)極A收集到光電網(wǎng)極的電子數(shù)比最初從陰極發(fā)射的電子數(shù)增加很多倍，則（）A.增大倍增級(jí)間的電壓有利于提高其靈敏度B.入射光的頻率越高，陰極K發(fā)射出的光電子的初動(dòng)能一定越大C.圖中標(biāo)號(hào)為偶數(shù)的倍增電極的電勢(shì)高于奇數(shù)的倍增電極的電勢(shì)D.保持入射光頻率和各級(jí)間的電壓不變，增大入射光光強(qiáng)不影響陽(yáng)極收集到的電子數(shù)3.（2023年7月河南洛陽(yáng)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟期末）用波長(zhǎng)為λ?和λ?的單色光A和B分別照射兩種金屬C和D的表面。單色光A照射兩種金屬時(shí)都能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；單色光B照射時(shí)，只能使金屬C產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。設(shè)兩種金屬的逸出功分別為Wc和WD，則下列說法正確的是A.λ?<λ?,Wc>C.λ?>4.(2023年7月浙江寧波期末)讓電子束通過電場(chǎng)加速后，照射到金屬晶格（大小約為SKIPIF1<0）上，可得到電子的衍射圖樣，如圖所示．下列說法正確的是（）A.電子衍射圖樣說明了電子具有粒子性B.加速電壓越大，電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)越短C.增大晶格尺寸，更容易發(fā)生衍射D.動(dòng)量相等的質(zhì)子和電子，通過相同的晶格，質(zhì)子更容易衍射5.（2023年7月河南洛陽(yáng)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟期末）于2019年5月20日起正式生效的新國(guó)際單位體系中，質(zhì)量的單位千克是使用普朗克常量(h)進(jìn)行定義的。用國(guó)際單位制中的基本單位表示，普朗克常量的單位應(yīng)為A.kg?m3?s?2C.kg?m6.（2023年7月浙江紹興期末）某同學(xué)用同一套裝置來研究光電效應(yīng)，當(dāng)入射光頻率為SKIPIF1<0時(shí)，遏制電壓為SKIPIF1<0，當(dāng)入射光頻率為2ν0時(shí)，遏制電壓為3U0，當(dāng)遏制電壓為SKIPIF1<0時(shí)入射光的頻率為（??）A.3SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.5ν0 D.7ν07.（2023年7月河南洛陽(yáng)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟期末）(15分)小戴同學(xué)研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，光電管的陰極K用某金屬制成，其極限頻率為v?。該同學(xué)閉合開關(guān)S，用頻率為v?的光照射光電管陰極K，此時(shí)電流表中有電流，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使微安表示數(shù)恰好變?yōu)?，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U?。已知光在真空中傳播的速度為c，電子的電荷量為e。(1)求普朗克常量h；(2)若換用光子動(dòng)量為p?的光照射光電管陰極K，求此時(shí)的遏止電壓U?；(3)隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)用某強(qiáng)激光照射光電管陰極K時(shí)，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)能吸收2個(gè)光子，若該強(qiáng)激光恰好不能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，求該強(qiáng)激光的波長(zhǎng)λ。8（2024江蘇南通期初考試）真空中一對(duì)平行金屬板A和B正對(duì)放置,，紫外線持續(xù)照射A板，有光電子從A板逸出，電子的電量為e，質(zhì)量為m，普朗克常量為h。(1)如圖甲所示,在A、B板之間接一靈敏電流計(jì)。當(dāng)電流計(jì)示數(shù)為I時(shí),求每秒鐘到達(dá)B板的電子個(gè)數(shù)N。（2）在A、B板之間接如圖乙所示電壓U時(shí)靈敏電流計(jì)示數(shù)為零，求光電子離開A板時(shí)，光電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的最小值。9.（2024湖南長(zhǎng)沙一中質(zhì)檢）如圖所示，圖甲為氫原子能級(jí)圖，大量處于SKIPIF1<0激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子。其中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙。下列說法正確的是（）A.用能量為SKIPIF1<0的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離B.陰極K金屬的逸出功為SKIPIF1<0C.光電子最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比D.一個(gè)處于SKIPIF1<0能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，能放出3種不同頻率的光10..（2023西南大學(xué)附中高考適應(yīng)性考試）如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖像，下列說法正確的是（）A.該金屬的逸出功為0.5eV B.該金屬的極限頻率為5.50×1014HzC.根據(jù)該圖像能求出普朗克常量 D.根據(jù)該圖像能求出電子的電荷量11..(2023湖南名校5月質(zhì)檢)氫原子能級(jí)如圖甲所示，一群處于n＝5能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出多種光，分別用這些光照射圖乙電路的陰極K，其中3條光電流I隨電壓U變化的圖線如圖丙所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV到3.11eV之間。則（）A.氫原子從n＝5能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出10種頻率的可見光B.圖乙中當(dāng)滑片P從a端移向b端過程中，光電流I有可能先增大后不變C.若圖丙中3條線均為可見光照射陰極得到，一個(gè)處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子被1.99eV的電子撞擊后可以發(fā)出c光D.若圖丙中3條線均為可見光照射陰極得到，則a光是氫原子從n＝5的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的12.（2023浙江杭州學(xué)軍中學(xué)質(zhì)檢）如圖1、2、3所示為與光電效應(yīng)相關(guān)的三幅圖，圖3為a、b、c三種單色光分別照射金屬K時(shí)得到的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。下列說法正確的是（）A.光電效應(yīng)是愛因斯坦最早在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，并用光子說成功加以解釋B.圖2中，若僅將電源極性對(duì)調(diào)，則電流表一定無示數(shù)C.圖2中，若電流表無示數(shù)，說明金屬K受光照時(shí)一定沒有發(fā)生光電效應(yīng)D.根據(jù)圖3可知，b光的光子動(dòng)量一定大于c光的光子動(dòng)量。13.（2023年廣東廣州一模）如圖，放映電影時(shí)，強(qiáng)光照在膠片上，一方面，將膠片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通過聲道后的光照在光電管上，隨即產(chǎn)生光電流，喇叭發(fā)出與畫面同步的聲音。電影實(shí)現(xiàn)聲音與影像同步，主要應(yīng)用了光電效應(yīng)的下列哪一條規(guī)律（）A.光電效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間極短，光停止照射，光電效應(yīng)立即停止B.入射光的頻率必須大于金屬的極限頻率，光電效應(yīng)才能發(fā)生C.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨著入射光的頻率增大而增大D.當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度隨入射光的強(qiáng)度增大而增大14．（2023四川成都七中二診）如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，大量處于SKIPIF1<0激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙電路