2024年高考物理第一轮复习：第1讲　限时规范训练 (3)

限时规范训练

[基础巩固]

1．(2021·河南南阳期末)利用如图所示的装置观察光电效应现象，将光束照射在金属板上，发现验电器指针没有张开．欲使验电器指针张开，可(　　)

A．改用逸出功更大的金属板材料

B．改用频率更大的入射光束

C．增加该光束的照射时间

D．增大该光束的强度

解析：B　本题考查产生光电效应的条件．改用逸出功更大的金属板材料，更不可能发生光电效应现象，验电器指针不能张开，故A错误；发生光电效应现象的条件是入射光的频率要大于金属的极限频率，与入射光的强度和入射光的照射时间无关，则改用频率更大的入射光束，可以使验电器指针张开，故B正确，C、D错误．

2．以“拓展亚欧光电市场，打造丝路光电核心区”为宗旨的第七届亚欧光电展于2020年4月19日至21日在新疆国际会展中心举办．关于光电效应现象，以下说法正确的是(　　)

A．极限频率越大的金属材料逸出功越小

B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C．从金属表面出来的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

D．若发生了光电效应且入射光的频率一定时，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越多

解析：D　由W0＝hν0可知，极限频率越大的金属材料逸出功越大，A错误；只要入射光的频率低于金属的极限频率，无论光照时间多长，都不会产生光电效应，B错误；由Ek＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的频率是线性关系而不是正比关系，C错误；入射光的强度越大，入射的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数就越多，选项D正确．

3．(多选)关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是(　　)

A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性

B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道

C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的

D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性

解析：ABC　德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切运动的物体都具有波粒二象性，故A正确，D错误；运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，没有特定的运动轨道，故B正确；波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的，故C正确．

4．用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面，均发生了光电效应．下列说法正确的是(　　)

A．用蓝光照射金属时，逸出的光电子最大初动能更大

B．用蓝光照射金属时，单位时间内逸出的光电子数更多

C．增加光照强度，逸出的光电子最大初动能增大

D．如果换用红光照射，一定能使该金属发生光电效应

解析：A　因为蓝光的频率更高，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，可知用蓝光照射时，光电子的最大初动能更大，A正确；单位时间内逸出的光电子数与光强有关，由于不知道光的强度，所以无法确定逸出的光电子数，B错误；根据Ek＝hν－W0，可知最大初动能与光强无关，C错误；因为红光的频率比绿光的小，但无法比较红光的频率与该金属极限频率的大小关系，故无法确定是否会发生光电效应，D错误．

5.(2021·河南濮阳一中月考)某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，E、ν0为已知量．由图可知(　　)

A．该金属的逸出功W0＝E

B．图线的斜率表示普朗克常量的倒数

C．图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均有关

D．若入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为3E

解析：A　本题考查光电效应的图像问题．根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0知，Ek＝0时，有hν0－W0＝0，所以该金属的逸出功W0＝hν0，由题图可知，当ν＝0时，－E＝0－W0，所以W0＝E，故A正确；任何一种金属的逸出功W0一定，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek随频率ν的变化而变化，且呈线性关系(与y＝ax＋b类似)，因此图线的斜率表示普朗克常量，故B错误；根据A的分析可知，E为该金属的逸出功，所以图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关，故C错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，若入射光频率3ν0，则光电子的最大初动能为3hν0－W0＝2hν0＝2E，故D错误．

6．波粒二象性是微观粒子的基本特征，以下说法正确的有(　　)

A．光电效应现象揭示了光的波动性

B．热中子束射到晶体上产生衍射图样，说明中子具有波动性

C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

解析：B　本题考查对波粒二象性的理解．光电效应现象揭示了光的粒子性，故A错误；衍射是波特有的现象，热中子束射到晶体上产生的衍射图样，说明中子具有波动性，故B正确；黑体辐射的实验规律无法用光的波动性解释， 为了解释黑体辐射的实验规律，普朗克建立了量子理论，成功解释了黑体辐射的实验规律，故C错误；由λ＝和p＝可知，由于质子和电子的质量不同，则动能相同的质子和电子，其动量不同，故其德布罗意波长也不同，故D错误．

7．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：B　本题考查对康普顿效应、波粒二象性的理解．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．

8．如图所示，用频率为ν1和ν2的甲、乙两种光分别照射同一光电管，对应的遏止电压分别为U1和U2.已知ν1<ν2，则(　　)

A．遏止电压U1<U2

B．用甲、乙两种光分别照射时，金属的截止频率不同

C．增加乙光的强度，遏止电压U2变大

D．滑动变阻器滑片P移至最左端，电流表示数为零

解析：A　本题考查对光电效应的理解．根据爱因斯坦光电效应方程有Ekm＝hν－W0，遏止电压与最大初动能的关系为－eUc＝0－Ekm，联立解得eUc＝hν－W0，所以入射光频率越大，遏止电压越大，遏止电压与入射光的强度无关，故A正确，C错误；金属的截止频率与入射光无关，取决于金属，因甲、乙两种光分别照射同一光电管，所以金属的截止频率相同，故B错误；滑动变阻器滑片P移至最左端，所加的反向电压为零，因能发生光电效应，所以电流表示数不为零，故D错误．

[能力提升]

9．(多选)如图所示的实验中，分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1、U2.设电子的质量为m、所带的电荷量为e，真空中的光速为c，极限波长为λ0，下列说法正确的是(　　)

A．用波长为λ2的光照射时，光电子的最大初动能为eU2

B．用波长为λ2的光照射时，光电子的最大初动能为－

C．普朗克常量等于

D．阴极K金属的极限频率为

解析：AC　根据光电效应方程，则有Ekm＝－W0＝eU2，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程可得hν1＝eU1＋W0，hν2＝eU2＋W0，联立解得h＝＝，故C正确；阴极K金属的极限频率ν0＝＝，故D错误．

10．(2021·浙江绍兴市高三三模)(多选)根据下列图像所反映的物理现象进行分析判断，说法正确的是(　　)

A．图甲中对应的三种光中“黄光(强)”的光子能量最强

B．根据图甲分析可知若用橙光照射同一实验装置可能没有光电流产生

C．图乙中现象说明光子不仅具有能量也具有动量

D．图丙中现象说明电子具有波动性，可运用波动规律确定电子通过双缝后的具体位置

解析：BC　因为蓝光的遏止电压最大，根据hν－W＝eUc，则图甲中对应的三种光中“蓝光”的光子能量最强，所以A错误；因为橙光的频率比上面两种光的小，根据图甲分析可知若用橙光照射同一实验装置可能没有光电流产生，所以B正确；图乙中现象说明光子不仅具有能量也具有动量，所以C正确；图丙中现象说明电子具有波动性，不能运用波动规律确定电子通过双缝后的具体位置，因为电子波为概率波，无法确定单个电子的运动位置，故D错误．

11．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，波长是λ＝，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫德布罗意波，现有一个德布罗意波长为λ1的物体1和一个德布罗意波长为λ2的物体2相向正碰后粘在一起，已知|p1|<|p2|，则粘在一起的物体的德布罗意波长为(　　)

A.　　　　　　　　　 B．

C.  D．

解析：D　由动量守恒有p2－p1＝p，即－＝，所以λ＝，故D正确．

12．我国中微子探测实验利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ν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，电子的电荷量为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，求回路中的电流强度I.

解析：(1)根据光电效应方程可知hν－W0＝Ek0，

逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理可得eU＝Ekm－Ek0，

联立解得Ekm＝eU＋hν－W0.

(2)设每秒钟到达K极的光子数为n，则有nhν＝P，

设每秒钟逸出电子个数为a，则有a＝，

回路中的电流强度I＝＝ae，

联立可得I＝.

答案：(1)eU＋hν－W0　(2)