第67講 光電效應(yīng)波粒二象性（練習(xí)）（原卷版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測（新教材新高考）

第67講光電效應(yīng)波粒二象性目錄01模擬基礎(chǔ)練【題型一】光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用【題型二】光電效應(yīng)圖像的理解 【題型三】光的波粒二象性物質(zhì)波02重難創(chuàng)新練【題型一】光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用1.從1907年起，美國物理學(xué)家密立根用如圖所示的實驗裝置測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量。在這個實驗中，若先后用頻率為ν1、ν2的單色光照射陰極K均可產(chǎn)生光電流。調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)分別為U1、U2時，ν1、ν2的光電流恰減小到零。已知U1＞U2，電子電荷量為e，下列說法正確的是()A.兩種單色光光子的動量p1＜p2B.光電子的最大初動能Ek1＜Ek2C.普朗克常量為eq\f(e（U1－U2）,ν1－ν2)D.逸出功為eq\f(e（ν1U1－ν2U2）,ν1－ν2)2.在研究光電效應(yīng)實驗中，某金屬的逸出功為W，用波長為λ的單色光照射該金屬發(fā)生了光電效應(yīng)。已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法正確的是()A.光電子的最大初動能為eq\f(hc,λ)－WB.該金屬的截止頻率為eq\f(c,λ)C.若用波長為eq\f(λ,2)的單色光照射該金屬，則光電子的最大初動能變?yōu)樵瓉淼?倍D.若用波長為2λ的單色光照射該金屬，一定可以發(fā)生光電效應(yīng)3.如圖所示，用導(dǎo)線將鋅板與驗電器相連，用紫外線燈照射鋅板，驗電器金屬箔片張開。鋅、鈉的極限頻率ν0和逸出功W0如下表所示，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s。下列說法正確的是()金屬鈉鋅ν0/×1014Hz5.53W0/eV2.293.34A.該紫外線燈照射金屬鈉，一定能使鈉發(fā)生光電效應(yīng)B.驗電器的金屬箔片帶負(fù)電C.鋅的極限頻率為8.06×1015HzD.從鋅板逸出電子的動能都相等4.如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路圖。開關(guān)閉合后，當(dāng)用波長為λ0的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數(shù)。下列說法正確的是()A.若只讓滑片P向D端移動，則電流表的示數(shù)一定增大B.若只增加該單色光的強(qiáng)度，則電流表示數(shù)一定增大C.若改用波長小于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則陰極K的逸出功變大D.若改用波長大于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則電流表的示數(shù)一定為零【題型二】光電效應(yīng)圖像的理解 5.(多選)下列四幅圖是與光電效應(yīng)實驗有關(guān)的圖，則關(guān)于這四幅圖的說法正確的是()A.圖(a)中，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗電器的張角先變小后變大B.圖(b)中，同一頻率的黃光越強(qiáng)，飽和光電流越大C.圖(c)中，圖像的斜率為普朗克常量D.圖(d)中，E等于該金屬的逸出功6.(多選)對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，下列說法正確的是()A.鈉的逸出功小于鈣的逸出功B.圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C.在得到這兩條直線時，必須保證入射光的光強(qiáng)相同D.若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高7.金屬鈦由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，良好的耐高溫、耐低溫、抗強(qiáng)酸、抗強(qiáng)堿，以及高強(qiáng)度、低密度，被美譽(yù)為“太空金屬”。用頻率為2.5×1015Hz的單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應(yīng)。從鈦表面放出光電子的最大初動能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖所示。普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則下列說法正確的是()A.鈦的截止頻率為2.5×1015HzB.鈦的逸出功為6.63×10－19JC.隨著入射光頻率的升高，鈦的逸出功增大D.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比【題型三】光的波粒二象性物質(zhì)波8.紫外線照射可以殺菌消毒。已知口罩表面積為S，紫外線波長為λ，普朗克常量為h，真空中光速為c。用單位面積上發(fā)射功率為P的紫外線垂直照射口罩時間為t，則t內(nèi)照射到口罩上的紫外線光子數(shù)為()A.eq\f(PSλ,hc) B.eq\f(Ptλ,hc)C.eq\f(hc,PStλ) D.eq\f(PStλ,hc)9.一個德布羅意波波長為λ1的中子和另一個德布羅意波波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核，該氚核的德布羅意波波長為()A.eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2) B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)C.eq\f(λ1＋λ2,2) D.eq\f(λ1－λ2,2)10.“夸父一號”太陽探測衛(wèi)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(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)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(wèi)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。1．光電鼠標(biāo)是一種常見的計算機(jī)輸入設(shè)備，其原理利用了光電效應(yīng)。在鼠標(biāo)表面安裝一個光電傳感器，當(dāng)光電傳感器接收到光線，就會產(chǎn)生電信號，從而控制計算機(jī)的操作。關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)B．入射光的強(qiáng)度越大，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大C．對于給定的金屬，入射光的頻率越大，逸出功越大D．同一光電管，入射光的波長越長，對應(yīng)的遏止電壓越小2．A、B兩種光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)。則下列說法正確的是()A．A、B在真空中波長之比為1∶2B．A、B光對應(yīng)的飽和電流之比為2∶1C．A、B光產(chǎn)生的光電子最大初動能之比為1∶2D．A、B光對應(yīng)的遏止電壓之比為2∶13．用甲、乙兩種單色光分別照射鋅板，逸出的光電子的最大初動能分別為Ek、2Ek。已知乙光的頻率是甲光頻率的eq\f(5,4)，則鋅板的逸出功為()A．3Ek B．eq\f(3,2)EkC．2Ek D．eq\f(5,2)Ek4．(多選)如圖所示，分別用a、b兩束單色光照射陰極K均可產(chǎn)生光電流。調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)光電流恰好減小到零時，對應(yīng)的電壓表示數(shù)分別為Ua、Ub，已知Ua<Ub，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的光照強(qiáng)度比b光的光照強(qiáng)度要弱B．a(chǎn)光子動量小于b光子動量C．經(jīng)過同一雙縫干涉裝置得到的圖樣，a光條紋間距小D．若a、b兩束單色光都從同一玻璃磚射向空氣，a光發(fā)生全反射的臨界角大5．在研究光電效應(yīng)中，當(dāng)不同頻率的光照射某種金屬時，以遏止電壓Uc為縱坐標(biāo)，入射光波長的倒數(shù)eq\f(1,λ)為橫坐標(biāo)，作出Uc-eq\f(1,λ)圖像如圖所示。其橫軸截距為a，縱軸截距為－b，電子的電荷量為e，光速為c。則()A．普朗克常量為eq\f(be,a)B．該金屬的截止頻率為eq\f(1,b)C．該金屬的逸出功為beD．遏止電壓Uc與入射光波長的倒數(shù)eq\f(1,λ)成正比6．(多選)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，只產(chǎn)生動能和動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的觀測屏上形成干涉條紋，測得條紋間距為Δx。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則()A．電子的動量pe＝eq\f(hL,dΔx)B．電子的動能Ek＝eq\f(hL2,2md2Δx2)C．光子的能量E＝W0＋eq\f(chL,dΔx)D．光子的動量p＝eq\f(W0,c)＋eq\f(h2L2,2cmd2Δx2)7．如圖，真空中足夠大的鋁板M與金屬板N平行放置，通過電流表與電壓可調(diào)的電源相連。一束波長λ＝200nm的紫外光持續(xù)照射到M上，光電子向各個方向逸出。已知