2024屆高三一輪復習小練(五十一)光電效應波粒二象性1．“測溫槍”(學名“紅外線輻射測溫儀”)具有響應快、非接觸和操作方便等優點。它是根據黑體輻射規律設計出來的，能將接收到的人體熱輻射轉換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強度I及其極大值對應的波長λ的變化情況是()A．I增大，λ增大 B．I增大，λ減小C．I減小，λ增大 D．I減小，λ減小解析：選B根據黑體輻射規律，可知隨溫度升高，各種波長的輻射強度都增大，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故人體熱輻射強度I隨人體溫度的升高而增大，其極大值對應的波長減小，B項正確。2．2020年12月我國科學家在量子計算領域取得了重大成果，構建了一臺76個光子100個模式的量子計算機“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機“富岳”快一百萬億倍。關于量子，下列說法正確的是()A．是計算機運算的一種程序B．表示運算速度的一個單位C．表示微觀世界的不連續性觀念D．類似于質子、中子的微觀粒子解析：選C量子是微觀世界中的不連續的觀念，并不是類似質子、中子等微觀粒子，也不是運算程序或運算速度，選項A、B、D錯誤，選項C正確。3．以下說法正確的是()A．康普頓效應說明光具有波動性B．愛因斯坦指出“光不僅在發射和吸收時能量是一份一份的，而且光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的”C．光表現出波動性時，就不具有粒子性了；光表現出粒子性時，就不再具有波動性了D．只有運動著的微觀粒子才有物質波，對于宏觀物體，不論其是否運動，都沒有相對應的物質波解析：選B康普頓效應說明光具有粒子性，故A錯誤；愛因斯坦認為，光不僅在發射和吸收時能量是一份一份的，而且光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，故B正確；光具有波粒二象性，當光表現出波動性時，仍具有粒子性，光表現出粒子性時，也仍具有波動性，故C錯誤；只要是運動著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應的波與之對應，這就是物質波，故D錯誤。4．在光電效應實驗中，兩種不同波長的紫外線a和b以不同的強度分別照射同一塊金屬表面，兩者都有光電子逸出。已知a光的波長和強度分別為λa＝200nm、Ia＝200W/m2；b光的波長和強度分別為λb＝300nm、Ib＝100W/m2。下列說法正確的是()A．a光照射時金屬的逸出功比b光照射時大B．a光照射時需要的遏止電壓比b光照射時小C．a光照射時產生的飽和光電流與b光照射時相同D．a光照射時光電子的最大初動能比b光照射時大解析：選D金屬的逸出功僅與金屬本身有關，與入射光的頻率和強度無關，故用不同的光照射同一塊金屬表面，金屬的逸出功相同，故A錯誤；由Ek＝eUc可知，遏止電壓Uc與光電子的最大初動能成正比，由Ek＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－W0，因為λa＜λb，所以a光照射時光電子的最大初動能比b光照射時大，a光照射時需要的遏止電壓比b光照射時大，故B錯誤，D正確；光電效應中，飽和光電流的大小與光照強度成正比，故a光照射時產生的飽和光電流比b光照射時大，故C錯誤。5．人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要所接收到的功率不低于2.3×10－18W，眼睛就能察覺。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3×108m/s，人眼能察覺到綠光時，每秒至少接收到的綠光光子數為()A．6 B．60C．600 D．6000解析：選A綠光光子能量E＝hν＝heq\f(c,λ)≈3.8×10－19J，所以每秒內最少接收光子數n＝eq\f(Pt,E)＝eq\f(2.3×10－18×1,3.8×10－19)≈6，B、C、D錯誤，A正確。6．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子的質量為9.11×10－31kg，一個電子和一滴直徑約為4μm的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數量級為()A．10－8 B．106C．108 D．1016解析：選C根據德布羅意波長公式λ＝eq\f(h,p)，p＝eq\r(2mEk)，解得λ＝eq\f(h,\r(2mEk))，由題意可知，電子與油滴的動能相同，則其波長與質量的二次方根成反比，所以有eq\f(λ電,λ油)＝eq\f(\r(m油),\r(m電))，m油＝ρ·eq\f(1,6)πd3＝0.8×103×eq\f(1,6)×3.14×(4×10－6)3kg＝2.7×10－14kg，代入數據解得eq\f(λ電,λ油)＝eq\r(\f(2.7×10－14,9.11×10－31))≈1.7×108，故C正確，A、B、D錯誤。7.如圖所示，當一束一定強度某一頻率的黃光照射到光電管陰極K上時，此時滑片P處于A、B中點，電流表中有電流通過，則()A．若將滑動觸頭P向B端移動，電流表讀數有可能不變B．若將滑動觸頭P向A端移動，電流表讀數一定增大C．若用紅外線照射陰極K，電流表中一定沒有電流通過D．若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，電流表讀數不變解析：選A所加的電壓為正向電壓，使光電子加速到達陽極，則電流表中有電流流過，且可能為飽和電流，當滑片向B端移動時，電流表讀數有可能不變；當滑片向A端移動時，所加電壓減小，則光電流可能減小，也可能不變，故A正確，B錯誤；若用紅外線照射陰極K，因紅外線頻率小于黃光的頻率，但是不一定不能發生光電效應，電流表不一定沒有電流，故C錯誤；若用一束強度相同的紫外線照射陰極K，因紫外線的頻率大于黃光的頻率，則光子數目減少，電流表讀數減小，故D錯誤。8．(多選)對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系如圖所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則()A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C．在得到這兩條直線時，必須保證入射光的強度相同D．若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高解析：選AB根據光電效應方程得：Ek＝hν－W0＝hν－hν0，又Ek＝eUc，解得：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)＝eq\f(h,e)ν－eq\f(hν0,e)。當遏止電壓為0時，對應的頻率為金屬的極限頻率，結合題圖可知鈉的極限頻率小于鈣的極限頻率，則鈉的逸出功小于鈣的逸出功，故A正確；由Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(hν0,e)知，Uc-ν圖線的斜率k＝eq\f(h,e)，故B正確；由Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(hν0,e)知，圖線的特點與光的強度無關，故C錯誤；鈉的逸出功小，結合Ekm＝hν－W0可知，若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較低，故D錯誤。9．(多選)研究光電效應現象的實驗裝置如圖(a)所示，對調電源的正負極，用光強相同的黃光和藍光照射光電管陰極K時，測得相應的遏止電壓分別為U1和U2，產生的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化規律如圖(b)所示，已知電子的質量為m，電荷量為e，黃光和藍光的頻率分別為ν1和ν2，且ν1<ν2。則下列判斷正確的是()A．U1<U2B．圖(b)中的乙線是對應黃光照射C．用藍光照射時，光電子的最大初動能為eU2D．根據題述條件無法算出陰極K金屬的截止頻率解析：選AC遏止電壓Uc與入射光的頻率ν、逸出功間的關系為Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0