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1、金版教程高考总复习·物理（新教材）第1讲光电效应波粒二象性 时间：40分钟 满分：100分一、选择题(本题共11小题，每小题7分，共77分。其中17题为单选，811题为多选)1. (2020·河北省保定市二模)黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系。此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献。如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，从中可以看出()A温度越高，辐射电磁波的波长越短B温度越低，辐射电磁波的波长越长C同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强D不同温度时辐射强度的最大值变化无规律可循答案C解析无论温度高低，黑体都会辐射各种波长的电
2、磁波，故A、B错误；同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强，故C正确；温度升高，辐射强度的最大值向波长短、频率高的方向移动，故D错误。2下列说法中正确的是()A物质波属于机械波B只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案C解析物质波是描述实物粒子运动的波，而机械波是由质点做周期性机械运动形成的，二者不同，故A错误；不论是微观粒子，还是宏观物体，只要它们运动，就有与之对应的物质波，故B、D错误，C正确。3(2
3、020·广西桂林市第一次联合调研)任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长，式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，人们把这种波叫作德布罗意波。现有一德布罗意波波长为1的中子和一个德布罗意波波长为2的氘核相向对撞后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为()A. B.C. D.答案A解析中子与氘核相向运动发生碰撞的过程，满足动量守恒定律，则|p1p2|p3，结合，有|，解得3，所以A正确，B、C、D错误。4(2020·广东省汕头市一模)可见光的波长的大致范围是400760 nm。下表给出了几种金属发生光电效应的极限波长，下列说法正确的是
4、()金属钨钙钠钾极限波长(nm)274388542551A表中所列金属，钾的逸出功最大B只要光照时间足够长或强度足够大，所有波长的可见光都可以使钠发生光电效应C用波长为760 nm的光照射金属钠、钾，则钠逸出的光电子的最大初动能较大D用波长为400 nm的光照射金属钠、钾，则钾逸出的光电子的最大初动能较大答案D解析根据W0hc可知，表中所列金属，钾的极限波长c最大，则钾的逸出功W0最小，A错误；能否发生光电效应，与光照的时间和强度无关，只与入射光的频率有关，B错误；用波长为760 nm的光照射金属钠、钾，由于入射光的波长均大于两金属的极限波长，根据光电效应的产生条件可知，钠、钾都不能发生光电效
5、应，C错误；当用波长为400 nm的光照射金属钠、钾时，钠、钾都可以发生光电效应，钾的逸出功最小，根据EkhW0，钾逸出的光电子的最大初动能较大，D正确。5(2020·山西省长治市3月线上模拟)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是()A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B保持入射光的光强不变，入射光的频率变高，饱和光电流变大C保持入射光的光强不变，入射光的频率变低，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案A解析保持入射光的频率不变，因为饱和光电流与入射光的强度成正比，
6、故入射光的光强变大，饱和光电流变大，A正确；保持入射光的光强不变，入射光的频率变高，则单位时间入射光光子数变少，饱和光电流也变小，故B错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变低，光电子的最大初动能变小，故C错误；如果入射光的频率小于该光电管金属材料的极限频率，将不会发生光电效应，也就不会有光电流产生，故D错误。6(2020·江苏省宿迁市沭阳县5月联考)用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，则下列说法正确的是()A开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线Bb光
7、的光子能量大于a光的光子能量C用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功D用b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能小于用a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能答案B解析当开关S扳向1时，光电子在光电管中加速，此时所加的电压是正向电压，测得的数据得到的是I轴右侧的图线，故A错误；根据eUcEkhW0，同种金属W0相同，则入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由题图2可知，b光的遏止电压大于a光的遏止电压，所以b光的频率高于a光的频率，依据Eh可知，b光的光子能量大于a光的光子能量，故B正确；某种金属的逸出功是一定的，与入射光无关，故C错误；b光的遏止电压大于a光的遏
8、止电压，根据eUcEkhW0，可知用b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能大于用a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能，D错误。7(2020·山东省菏泽一中3月教学质量检测)用频率为的单色光照射某金属表面时，产生的光电子的最大初动能为Ek，已知普朗克常量为h，光速为c，要使此金属发生光电效应，所用入射光的波长应不大于()A. B.C. D.答案A解析根据光电效应方程有：EkhW0，而W0hc，则该金属发生光电效应的极限频率为：c，则该金属发生光电效应的极限波长为：c，故A正确，B、C、D错误。8(2021·三湘名校教育联盟高三上第二次大联考)利用图甲所示的实验装置观测光
9、电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压Uc与入射光频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e1.6×1019 C，则()A电源的右端为正极B普朗克常量为C该金属的逸出功为eU1D若电流表的示数为10 A，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×1012答案AC解析只有施加反向电压，也就是光电管阴极接电源正极、阳极接电源负极，在光电管两极间形成使电子减速的电场，这时光电流才有可能为零，使光电流减小到零的反向电压Uc称为遏止电压，A正确；由爱因斯坦光电效应方程可知EkhW0，由动能定理有eUc0Ek，联立并整理得Uc，可知题图乙中图线的斜率为，纵截距为U1，则普朗克常
10、量为h，该金属的逸出功为W0eU1，B错误，C正确；若电流表的示数为I10 A，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为n6.25×1013，D错误。9波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是()A黑体辐射规律可用光的波动性解释B光电效应现象揭示了光的粒子性C电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等答案BC解析黑体辐射的实验规律不能用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；光既有波动性又有粒子性，光电效应现象揭示了光的粒子性，故B正确；德布罗意提出了实
11、物粒子同样具有波动性，电子束射到晶体上产生的衍射图样是波的特征，证明了电子具有波动性，故C正确；根据德布罗意波长公式，又p，则，若一个电子和一个质子的动能Ek相等，由于质子质量比电子质量大得多，则其德布罗意波波长不相等，故D错误。10. (2020·浙江省杭州高级中学仿真模拟)用一束波长为的绿光照射某极限波长为0的金属，能产生光电效应，下列说法正确的是()A该金属的逸出功为W0h0B把这束绿光遮住一半，则光电流强度减小C若改用一束红光照射，则不可能产生光电效应D要使光电流为0，光电管两极至少需要加大小为的电压答案BD解析该金属逸出功为：W0h0h，故A错误；将这束绿光遮住一半，单位时
12、间内入射的光子数目减小，则单位时间内逸出的光电子数目减小，则光电流强度减小，故B正确；若改用一束红光照射，因为红光的频率小于绿光的频率，则可能不发生光电效应，也可能发生光电效应，故C错误；光电效应方程为：EkhW0，且，根据动能定理可得光电流恰为0时有：eUc0Ek，联立解得：Uc，故D正确。11. 用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA，移动变阻器的滑片C，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0。则()A光电管阴极的逸出功为1.8 eVB开关S断开后，没有电流流过电流表GC光电子的最大初动能为0.7 eVD改用
13、能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小答案AC解析由题图可知，光电管两端所加的电压为反向电压，由电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程EkhW0，可得W01.8 eV，故A、C正确；开关S断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故D错误。二、非选择题(本题共2小题，共23分)12. (2020·江苏省盐城市6月模拟)(8分)金属中电子吸收一
14、个光子而挣脱金属的束缚，这就是光电效应现象。随着科技进步，强光源的出现，电子同时吸收多个光子成为可能，这是多光子光电效应现象。如图所示，光电管阴极金属的逸出功为W0，单一频率光源发射的光子频率为。在光源照射下，金属中电子同时吸收两个光子后发生光电效应，从金属逸出电子的最大初动能为_，调节滑动变阻器，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为_。(电子电荷量为e，普朗克常量为h)答案2hW0解析根据题意知，一个电子吸收两个光子而发生光电效应，则由光电效应方程得光电子的最大初动能为Ek2hW0。根据动能定理得eUc0Ek，解得Uc。13(2021·八省联考江苏卷)(15分)我国中微子探测实验利
15、用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm；(2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流强度I。答案(1)UehW0(2)解析(1)根据光电效应方程有hW0Ek0逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理有UeEkmEk0联立解得EkmUehW0。(2)设每秒钟到达K极的光子数量为n，则nhP设每秒钟逸出电子个数为a个，则a回路的电流强度Iae联立解得I。