2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练46光电效应波粒二象性（Word版附解析）

这是一份2025届人教新高考高三物理一轮复习考点规范练46光电效应波粒二象性（Word版附解析），共4页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.康普顿效应揭示了光既有能量也有动量。下图为X射线中的光子与晶体中的电子在碰撞前、后的示意图。则碰撞后( )
A.光子的动量大小不变
B.光子的速度减小
C.光子的波长变长
D.电子的动量增加了ℎνc
2.(2022·全国乙卷)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34 J·s。R约为( )
A.1×102 mB.3×102 m
C.6×102 mD.9×102 m
3.光电管是一种利用光照产生电流的装置,当入射光照在管中金属板上时,可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
由表中数据得出的论断不正确的是( )
A.两组实验采用了不同频率的入射光
B.两组实验所用的金属板材质不同
C.若入射光子的能量为5.0 eV,逸出光电子的最大动能为1.9 eV
D.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流越大
4.在光电效应实验中,先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管,若实验a中的光强大于实验b中的光强,实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示,则下列图像可能正确的是( )
5.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν 的关系图像,图线与横轴的交点坐标为(a,0),与纵轴的交点坐标为(0,-b),下列说法正确的是( )
A.普朗克常量为h=ba
B.仅增加照射光的强度,光电子的最大初动能将增大
C.保持照射光的强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数保持不变
D.保持照射光的强度不变,仅提高照射光频率,电流表G的示数增大
二、多项选择题
6.实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是( )
A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样
B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构
D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
7.如图所示,a、b间接输出电压恒为2 V的电源,用频率为ν的单色光照射光电管的金属板K,已知该金属的逸出功为3.5 eV,普朗克常量用h表示,下列情形中能使电流表G指针偏转的是( )
A.照射光子的能量hν=3 eV,a接电源正极
B.照射光子的能量hν=4 eV,a接电源正极
C.照射光子的能量hν=5 eV,a接电源负极
D.照射光子的能量hν=6 eV,a接电源负极
三、非选择题
8.已知金属铯的截止频率对应的波长为λ0,现用波长为λ的光照射铯金属表面,普朗克常量为h,真空中的光速为c,求:
(1)铯金属的逸出功;
(2)发射光电子的最大初动能。
考点规范练46 光电效应 波粒二象性
1.C 解析:光子和电子碰撞,动量守恒,则光子的动量会减小,由λ=ℎp,可知光子的波长变长,故C正确,A错误。由光速不变原理可知,光子的速度不变,故B错误。由动量守恒定律结合题意可知,电子的动量增加量小于ℎνc,故D错误。
2.B 解析:一个光子的能量为ε=hν,ν为光的频率,光的波长与频率的关系满足c=λν,光源在时间t内发出的光子的个数为n=Ptℎν=Ptλℎc,P为光源的功率。以光源为原点的球面上每平方米的光子数相同,半径为R的球的表面积为S=4πR2,则t=1 s时有S=n3×1014 m2,联立以上各式解得R约为3×102 m,故B正确。
3.B 解析:两组实验入射光的能量不同,由ε=hν可知,采用了不同频率的入射光,A正确。根据爱因斯坦光电效应方程,金属的逸出功W=hν-12mvm2,代入实验数据得两组的逸出功相等,均等于3.1 eV,由W=hνc可知,两组实验所用的金属板材质相同,B错误。若入射光子的能量为5.0 eV,代入爱因斯坦光电效应方程,逸出光电子的最大动能为1.9 eV,C正确。若入射光子的能量为5.0 eV,发生光电效应,相对光强越强,光电子越多,光电流越大,D正确。
4.A 解析:分析I-U图像可知,光电流恰为零时,光电管两端加的电压为遏止电压,对应的光的频率为截止频率。入射光的频率越高,对应的遏止电压Uc越大,由于入射光的频率相同,故遏止电压相同,即图线与横轴的交点相同。由于a光的光强大于b光的光强,所以a光的饱和电流大于b光的饱和电流,故A正确,B、C、D错误。
5.A 解析:根据Ekm=hν-W0可得,图线纵截距的绝对值等于金属的逸出功,即金属的逸出功等于b。当最大初动能为零时,入射光的频率等于截止频率,所以金属的截止频率为a,那么普朗克常量为h=ba,A正确。根据光电效应方程可知,光电子的最大初动能与照射光的频率有关,与光的强度无关,B错误。若保持照射光的强度不变,仅提高照射光频率,则光子数目减小,电流表G的示数会减小,C、D错误。
6.ACD 解析:电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样,说明电子是一种波,A正确。β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,说明β射线是一种粒子,B错误。人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构,中子衍射说明中子是一种波,C正确。人们利用电子显微镜观测物质的微观结构,利用了电子束的衍射现象,说明电子束是一种波,D正确。
7.BD 解析:照射光子的能量hν=3 eV,小于金属的逸出功,不能发生光电效应,即电流表G指针不会偏转,选项A错误。a接电源正极,所加电压为正向电压,照射光子的能量hν=4 eV,大于金属的逸出功,则能发生光电效应,电流表G指针会偏转,选项B正确。照射光子的能量hν=5 eV,大于金属的逸出功,则能发生光电效应,光电子的最大初动能为Ekm=(5-3.5) eV=1.5 eV;而a接电源负极,为反向电压,Uc=2 V,因为Uce>Ekm,则光电子不能到达A板,电流表G指针不会偏转,选项C错误。照射光子的能量hν=6 eV,大于金属的逸出功,则能发生光电效应,光电子的最大初动能为Ekm=(6-3.5) eV=2.5 eV;而a接电源负极,为反向电压,Uc=2 V,因为Uce