第1講光電效應(yīng)波粒二象性(分值:100分)1~10題,每小題8分,共80分。A級基礎(chǔ)對點練對點練1黑體輻射能量子1.(2024·湖南卷,1)量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點,下列關(guān)于量子論的說法正確的是()A.普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B.光電效應(yīng)實驗中,紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出,若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C.康普頓研究石墨對X射線散射時,發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D.德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動性,而電子不具有波動性2.(2025·陜西榆林模擬)阿秒激光脈沖是目前人類所能控制的最短時間過程,可用來測量原子內(nèi)繞核運動電子的動態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象。若實驗室中產(chǎn)生了1個阿秒激光脈沖,該激光在真空中的波長λ=50nm,真空中的光速c=3.0×108m/s,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,則該阿秒激光脈沖的光子的能量約為()A.3.98×10-17J B.3.98×10-18JC.3.98×10-19J D.3.98×10-20J3.(多選)(2024·貴州卷,8)我國在貴州平塘建成了世界最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST,其科學(xué)目標(biāo)之一是搜索地外文明。在宇宙中,波長位于搜索地外文明的射電波段的輻射中存在兩處較強(qiáng)的輻射,一處是波長為21cm的中性氫輻射,另一處是波長為18cm的羥基輻射。在真空中,這兩種波長的輻射相比,中性氫輻射的光子()A.頻率更大 B.能量更小C.動量更小 D.傳播速度更大對點練2光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用4.表中給出了鋁和鈣的截止頻率和逸出功,已知普朗克常量與光速的乘積為1240eV·nm,若用200nm的光分別照射兩種金屬,下列選項正確的是()金屬鋁鈣νc/(×1014Hz)10.17.73W0/eV4.23.2A.只有金屬鈣能發(fā)生光電效應(yīng)B.若增大入射光的波長,則截止頻率減小C.金屬鋁和鈣對應(yīng)遏止電壓之比為2∶3D.金屬鋁和鈣對應(yīng)遏止電壓之比為21∶165.如圖所示,在研究光電效應(yīng)的實驗中,保持P的位置不變,用單色光a照射陰極K,電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn);改用另一頻率的單色光b照射K,電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么()A.增加a光的強(qiáng)度一定能使電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.用b光照射時通過電流計的電流由d到cC.增加b光的強(qiáng)度能使通過電流計的電流增大D.a光的波長一定小于b光的波長對點練3光電效應(yīng)的四類圖像6.如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的實驗曲線,該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程,并且第一次利用光電效應(yīng)實驗測定了普朗克常量h。由圖像可知()A.鈉的逸出功為hνcB.鈉的截止頻率為8.5×1014HzC.圖中直線的斜率為普朗克常量hD.遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比7.(多選)用如圖甲所示的電路研究電子逸出的情況,陰極K在受到光照時能夠逸出電子,陽極A吸收陰極K逸出的電子,在電路中形成光電流。在光照條件不變的情況下改變光電管兩端的電壓得到圖乙。斷開開關(guān)換用不同頻率的單色光照射陰極K,得到電子最大初動能與入射光波長倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖丙所示。下列說法正確的是()A.由丙圖可知普朗克常量h=EB.丙圖中的λ0是產(chǎn)生光電效應(yīng)的最小波長C.乙圖中遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初動能,且有最大值D.乙圖中電壓由0到U1,光電流越來越大,說明單位時間內(nèi)逸出光電子的個數(shù)越來越多對點練4光的波粒二象性物質(zhì)波8.(2024·山東菏澤模擬)英國物理學(xué)家G.P.湯姆孫在實驗中讓靜止的電子束通過電場加速后,通過多晶薄膜得到了如圖所示的衍射圖樣,該實驗說明了實物粒子也具有波動性,運動的實物粒子對應(yīng)的波稱為物質(zhì)波。已知電子的比荷k,普朗克常量h,若加速電壓為U,被加速后電子的物質(zhì)波波長為λ,則電子的質(zhì)量為()A.hλ2kUC.2hλ9.(2024·遼寧大連模擬)大量電子經(jīng)過同一電場加速后通過兩個相互平行的狹縫,在接收屏上得到圖示的干涉條紋,要使條紋間距增加,下列方法可行的是()A.減小電場的電壓B.增大電場的電壓C.增大兩狹縫中心間的距離D.減小狹縫到接收屏的距離B級綜合提升練10.(2025·山東青島高三月考)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eD.逸出功為e11.(10分)(2023·江蘇卷,14)“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)(5分)每個光子的動量p和能量E;(2)(5分)太陽輻射硬X射線的總功率P。C級培優(yōu)加強(qiáng)練12.(10分)為了研究大量處于n=3能級的氫原子躍遷時的發(fā)光特點,現(xiàn)利用氫原子躍遷時產(chǎn)生的三種單色光照射同一個光電管,如圖甲所示,移動滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)光電管兩端電壓,分別得到三種光照射時光電流與光電管兩端電壓的關(guān)系,如圖乙所示,則對于a、b、c三種光,下列說法正確的是