2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)（含答案）考點76　光電效應(yīng)　波粒二象性

第十五章原子結(jié)構(gòu)波粒二象性原子核考點76光電效應(yīng)波粒二象性強基固本對點練知識點1黑體輻射及其實驗規(guī)律1．[2024·山西省忻州市期中聯(lián)考]對宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀的研究被譽為是宇宙學研究進入精密科學時代的起點．關(guān)于黑體輻射，下列說法正確的是()A．黑體不會輻射電磁波B．溫度低于0℃的物體不會輻射電磁波C．黑體輻射的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍D．愛因斯坦提出的能量子假說，能夠很好地解釋黑體輻射規(guī)律知識點2光電效應(yīng)規(guī)律2．(多選)一單色光照到某金屬表面時，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中正確的是()A．無論增大入射光的頻率還是增大入射光的強度，金屬的逸出功都不變B．只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將增大C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大D．只增大入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時間將縮短3.研究光電效應(yīng)的電路圖如圖所示，關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A．任何一種頻率的光，只要照射時間足夠長，電流表就會有示數(shù)B．若電源電動勢足夠大，滑動變阻器滑片向右滑，電流表的示數(shù)能一直增大C．調(diào)換電源的正負極，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)可能為零D．光電效應(yīng)反映了光具有波動性4．(多選)在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量．下列說法正確的是()A.若νa＞νb，則一定有Ua＜UbB．若νa＞νb，則一定有Eka＞EkbC．若Ua＜Ub，則一定有Eka＜EkbD．若νa＞νb，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb知識點3光電效應(yīng)的圖像5．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek-ν圖像．已知鎢的逸出功是4.54eV，鋅的逸出功是3.34eV，若將二者的圖像畫在同一個Ek-ν坐標系中，如圖所示用實線表示鎢，虛線表示鋅，則能正確反映這一過程的是()6．(多選)如圖所示，甲、乙、丙、丁是關(guān)于光電效應(yīng)的四個圖像，以下說法正確的是()A．由圖甲可求得普朗克常量h＝eq\f(be,a)B．由圖乙可知虛線對應(yīng)金屬的逸出功比實線對應(yīng)金屬的逸出功小C．由圖丙可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強，飽和光電流越大D．由圖丁可知電壓越高，則光電流越大知識點4光的波粒二象性與物質(zhì)波7．上海光源通過電子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后()A．頻率減小B．波長減小C．動量減小D．速度減小8．(多選)如圖甲所示為實驗小組利用100多個電子通過雙縫后的干涉圖樣，可以看出每一個電子都是一個點；如圖乙所示為該小組利用70000多個電子通過雙縫后的干涉圖樣，為明暗相間的條紋．則對本實驗的理解正確的是()A．圖甲體現(xiàn)了電子的粒子性B．圖乙體現(xiàn)了電子的粒子性C．單個電子運動軌道是確定的D．圖乙中明條紋是電子到達概率大的地方培優(yōu)提能模擬練9.[2024·江西南昌開學考試]現(xiàn)在市場上常用來激光打標的是355nm紫外納秒固體激光器，該激光器單光子能量高，能直接打斷某種材料的分子鍵，使之從材料表面脫離．據(jù)此判斷，打斷該材料分子鍵需要的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－22JB．10－19JC．10－16JD．10－13J10．[2024·浙江省百校調(diào)研](多選)如圖1所示是一款光電煙霧探測器的原理圖．當有煙霧進入時，來自光源S的光被煙霧散射后進入光電管C，光射到光電管中的鈉表面時會產(chǎn)生光電流．如果產(chǎn)生的光電流大于10－8A，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)．金屬鈉的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規(guī)律如圖2所示，則()A．要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光波波長不能小于5.0×10－7mB．圖2中圖像斜率的物理意義為普朗克常量hC．觸發(fā)報警系統(tǒng)時鈉表面每秒釋放出的光電子數(shù)最少是N＝6.25×1010個D．通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光的強度來調(diào)整光電煙霧探測器的靈敏度是可行的11．[2024·中學生標準學術(shù)能力診斷性測試]地鐵靠站時列車車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器．如圖甲所示，若光線被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警．如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線．測得飛出陰極的光電子最大初動能為9.54eV，下列說法正確的是()A．光線發(fā)射器中發(fā)出的光有1種為可見光B．光電管陰極材料的逸出功為0.66eVC．題述a光為氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級時發(fā)出的光D．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能變小12.[2024·山西省晉城市月考](多選)某同學采用如圖所示的實驗裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象．當用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象．閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表的電壓值U稱為遏止電壓．現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e，則下列說法中正確的是()A．用頻率為ν1的光照射時，光電子的最大初速度v＝eq\r(\f(eU1,m))B．陰極K金屬的逸出功W0＝hν1－eU1C．陰極K金屬的極限頻率ν＝eq\f(U1ν1－U2ν2,U1－U2)D．普朗克常量h＝eq\f(e（U1－U2）,ν1－ν2)

考點76光電效應(yīng)波粒二象性1．答案：C解析：一切物體都會輻射電磁波，絕對零度的物體才可能沒有輻射，溫度越高，輻射的電磁波越強，A、B錯誤；普朗克假設(shè)黑體輻射中的輻射能量是不連續(xù)的，只能取能量基本單位的整數(shù)倍，從而很好地解釋了黑體輻射的實驗現(xiàn)象，C正確，D錯誤．2．答案：AC解析：金屬逸出功只與極限頻率有關(guān)，A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，光電子的最大初動能由入射光的頻率和逸出功決定，只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能不變，B錯誤，C正確；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時間幾乎相同，D錯誤．3．答案：C解析：能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于光的頻率，與照射時間長短無關(guān)，A錯誤；增加極板間電壓，會出現(xiàn)飽和電流，不會一直增大，B錯誤；調(diào)換電源正負極，若反向電壓達到遏止電壓，則電流表示數(shù)消失，C正確；光電效應(yīng)反映了光具有粒子性，D錯誤．4．答案：BC解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0，由動能定理得Ek＝eU，用a、b單色光照射同種金屬時，逸出功W0相同．當νa＞νb時，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，A錯誤，B正確；若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb，C正確；因逸出功相同，有W0＝hνa－Eka＝hνb－Ekb，D錯誤．5．答案：B解析：根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)νc分析可知，Ek-ν圖像的斜率表示普朗克常量，因此兩條圖線的斜率相同，而鎢的逸出功大于鋅的逸出功，即鎢的截止頻率大于鋅的截止頻率，而圖線與橫軸的交點表示金屬的截止頻率，則可知鎢的Ek-ν圖像在右側(cè)，鋅的在左側(cè)，B正確．6．答案：BC解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合動能定理可知eUc＝Ekm＝hν－W＝hν－h(huán)ν0，變式可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)ν0，斜率k＝eq\f(b,2a)＝eq\f(h,e)，解得普朗克常量為h＝eq\f(be,2a)，A錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知，縱軸截距的絕對值表示逸出功，則實線對應(yīng)金屬的逸出功比虛線大，B正確；入射光頻率一定，飽和光電流由入射光的強度決定，即光的顏色不變的情況下，入射光越強，光子數(shù)越多，飽和光電流越大，C正確；分析圖丁可知，當達到飽和光電流以后，增加光電管兩端的電壓，光電流不變，D錯誤．7．答案：B解析：根據(jù)E＝hν可知光子的能量增加后，光子的頻率增加，又根據(jù)λ＝eq\f(c,ν)可知光子波長減小，A錯誤，B正確；根據(jù)p＝eq\f(h,λ)可知光子的動量增加；又因為光子質(zhì)量不變，根據(jù)p＝mv可知光子速度增加，C錯誤，D錯誤．8．答案：AD解析：題圖甲中的每一個電子都是一個點，說明少數(shù)粒子體現(xiàn)粒子性，到達的位置不同，說明單個電子的運動軌道不確定，A正確，C錯誤；題圖乙中明暗相間的條紋說明大量的粒子表現(xiàn)為波動性，B錯誤；明條紋是電子到達概率大的地方，D正確．9．答案：B解析：打斷該材料分子鍵需要的能量為該激光器單光子能量，則該激光的光子能量為ε＝hν＝eq\f(hc,λ)，解得ε＝5.5×10－19J，B正確．10．答案：CD解析：根據(jù)題意可知金屬的截止頻率為νc＝6×1014Hz，則有λ＝eq\f(c,νc)＝eq\f(3.0×108,6.0×1014)m＝5.0×10－7m，所以光源S發(fā)出的光波波長不能大于5.0×10－7m，A錯誤；根據(jù)遏制電壓與光電子的最大初動能之間的關(guān)系，同時結(jié)合愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得eUc＝Ek＝hν－h(huán)νc，整理得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)νc，由此可得圖像的斜率為eq\f(h,e)，B錯誤；當光電流等于10－8A時，根據(jù)電流的定義式可知每秒產(chǎn)生的光子的個數(shù)為N＝eq\f(It,e)＝eq\f(10－8×1,1.6×10－19)個≈6.25×1010個，C正確；當光源S發(fā)出的光能使光電管發(fā)生光電效應(yīng)，則光源越強，被煙霧散射進入光電管的光就越多，越容易探測到煙霧，也就是說光電煙霧探測器靈敏度越高，即通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光的強度來調(diào)整光電煙霧探測器的靈敏度是可行的，D正確．11．答案：A解析：n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時釋放的能量為E1＝－1.51－(－3.40)＝1.89eV，E2＝－3.40－(－13.6)＝10.20eV，E3＝－1.51－(－13.6)＝12.09eV，可見光能量的范圍為1.64eV～3.19eV，所以只有E1在可見光光子能量范圍內(nèi)，A正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，解得W0＝hν－Ekm＝2.55eV，B錯誤；根據(jù)圖丙可知a光的遏止電壓小于b光的遏止電壓，根據(jù)hν＝Ekm＋W0，eUc＝Ekm得a光子的能量小于b光子的能量，所以a光為氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出的光，C錯誤；部分光線被遮擋，不改變光子的能量，則光電子飛出陰極時的最大初動能不變，D錯誤．12．答案：BD解析：光電子在反向電場中減速運動