2024届高三一轮复习小练(五十一)
光电效应 波粒二象性
1．“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是( )
A．I增大，λ增大 B．I增大，λ减小
C．I减小，λ增大 D．I减小，λ减小
2．2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是( )
A．是计算机运算的一种程序
B．表示运算速度的一个单位
C．表示微观世界的不连续性观念
D．类似于质子、中子的微观粒子
3．以下说法正确的是( )
A．康普顿效应说明光具有波动性
B．爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的”
C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了
D．只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波
4．在光电效应实验中，两种不同波长的紫外线a和b以不同的强度分别照射同一块金属表面，两者都有光电子逸出。已知a光的波长和强度分别为λa＝200 nm、Ia＝200 W/m2；b光的波长和强度分别为λb＝300 nm、Ib＝100 W/m2。下列说法正确的是( )
A．a光照射时金属的逸出功比b光照射时大
B．a光照射时需要的遏止电压比b光照射时小
C．a光照射时产生的饱和光电流与b光照射时相同
D．a光照射时光电子的最大初动能比b光照射时大
5．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18 W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3×108 m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为( )
A．6 B．60
C．600 D．6 000
6．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子的质量为9.11×10－31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm 的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为( )
A．10－8 B．106
C．108 D．1016
7.如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则( )
A．若将滑动触头P向B端移动，电流表读数有可能不变
B．若将滑动触头P向A端移动，电流表读数一定增大
C．若用红外线照射阴极K，电流表中一定没有电流通过
D．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K，电流表读数不变
8．(多选)对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则( )
A．钠的逸出功小于钙的逸出功
B．图中直线的斜率为
C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的强度相同
D．若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高
9．(多选)研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示，对调电源的正负极，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图(b)所示，已知电子的质量为m，电荷量为e，黄光和蓝光的频率分别为ν1和ν2，且ν1<ν2。则下列判断正确的是( )
A．U1
C．用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eU2
D．根据题述条件无法算出阴极K金属的截止频率2024届高三一轮复习小练(五十一) 光电效应 波粒二象性
1．“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是( )
A．I增大，λ增大 B．I增大，λ减小
C．I减小，λ增大 D．I减小，λ减小
解析：选B 根据黑体辐射规律，可知随温度升高，各种波长的辐射强度都增大，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故人体热辐射强度I随人体温度的升高而增大，其极大值对应的波长减小，B项正确。
2．2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是( )
A．是计算机运算的一种程序
B．表示运算速度的一个单位
C．表示微观世界的不连续性观念
D．类似于质子、中子的微观粒子
解析：选C 量子是微观世界中的不连续的观念，并不是类似质子、中子等微观粒子，也不是运算程序或运算速度，选项A、B、D错误，选项C正确。
3．以下说法正确的是( )
A．康普顿效应说明光具有波动性
B．爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的”
C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了
D．只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应的物质波
解析：选B 康普顿效应说明光具有粒子性，故A错误；爱因斯坦认为，光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，故B正确；光具有波粒二象性，当光表现出波动性时，仍具有粒子性，光表现出粒子性时，也仍具有波动性，故C错误；只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波与之对应，这就是物质波，故D错误。
4．在光电效应实验中，两种不同波长的紫外线a和b以不同的强度分别照射同一块金属表面，两者都有光电子逸出。已知a光的波长和强度分别为λa＝200 nm、Ia＝200 W/m2；b光的波长和强度分别为λb＝300 nm、Ib＝100 W/m2。下列说法正确的是( )
A．a光照射时金属的逸出功比b光照射时大
B．a光照射时需要的遏止电压比b光照射时小
C．a光照射时产生的饱和光电流与b光照射时相同
D．a光照射时光电子的最大初动能比b光照射时大
解析：选D 金属的逸出功仅与金属本身有关，与入射光的频率和强度无关，故用不同的光照射同一块金属表面，金属的逸出功相同，故A错误；由Ek＝eUc可知，遏止电压Uc与光电子的最大初动能成正比，由Ek＝hν－W0＝h－W0，因为λa＜λb，所以a光照射时光电子的最大初动能比b光照射时大，a光照射时需要的遏止电压比b光照射时大，故B错误，D正确；光电效应中，饱和光电流的大小与光照强度成正比，故a光照射时产生的饱和光电流比b光照射时大，故C错误。
5．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18 W，眼睛就能察觉。已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3×108 m/s，人眼能察觉到绿光时，每秒至少接收到的绿光光子数为( )
A．6 B．60
C．600 D．6 000
解析：选A 绿光光子能量E＝hν＝h≈3.8×10－19 J，所以每秒内最少接收光子数n＝＝≈6，B、C、D错误，A正确。
6．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子的质量为9.11×10－31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm 的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为( )
A．10－8 B．106
C．108 D．1016
解析：选C 根据德布罗意波长公式λ＝，p＝，解得λ＝，由题意可知，电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有＝，m油＝ρ·πd3＝0.8×103××3.14×(4×10－6)3 kg＝2.7×10－14 kg，代入数据解得＝≈1.7×108，故C正确，A、B、D错误。
7.如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极K上时，此时滑片P处于A、B中点，电流表中有电流通过，则( )
A．若将滑动触头P向B端移动，电流表读数有可能不变
B．若将滑动触头P向A端移动，电流表读数一定增大
C．若用红外线照射阴极K，电流表中一定没有电流通过
D．若用一束强度相同的紫外线照射阴极K，电流表读数不变
解析：选A 所加的电压为正向电压，使光电子加速到达阳极，则电流表中有电流流过，且可能为饱和电流，当滑片向B端移动时，电流表读数有可能不变；当滑片向A端移动时，所加电压减小，则光电流可能减小，也可能不变，故A正确，B错误；若用红外线照射阴极K，因红外线频率小于黄光的频率，但是不一定不能发生光电效应，电流表不一定没有电流，故C错误；若用一束强度相同的紫外线照射阴极K，因紫外线的频率大于黄光的频率，则光子数目减少，电流表读数减小，故D错误。
8．(多选)对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则( )
A．钠的逸出功小于钙的逸出功
B．图中直线的斜率为
C．在得到这两条直线时，必须保证入射光的强度相同
D．若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高
解析：选AB 根据光电效应方程得：Ek＝hν－W0＝hν－hν0，又Ek＝eUc，解得：Uc＝ν－＝ν－。当遏止电压为0时，对应的频率为金属的极限频率，结合题图可知钠的极限频率小于钙的极限频率，则钠的逸出功小于钙的逸出功，故A正确；由Uc＝ν－知，Uc-ν图线的斜率k＝，故B正确；由Uc＝ν－知，图线的特点与光的强度无关，故C错误；钠的逸出功小，结合Ekm＝hν－W0可知，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，故D错误。
9．(多选)研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示，对调电源的正负极，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图(b)所示，已知电子的质量为m，电荷量为e，黄光和蓝光的频率分别为ν1和ν2，且ν1<ν2。则下列判断正确的是( )
A．U1
C．用蓝光照射时，光电子的最大初动能为eU2
D．根据题述条件无法算出阴极K金属的截止频率
解析：选AC 遏止电压Uc与入射光的频率ν、逸出功间的关系为Uc＝ν－，因ν1<ν2，所以U1
