2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(七十一)　光电效应 波粒二象性

2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(七十一)光电效应波粒二象性课时跟踪检测(七十一)光电效应波粒二象性1．(2024·安康模拟)光电鼠标是一种常见的计算机输入设备，其原理利用了光电效应。在鼠标表面安装一个光电传感器，当光电传感器接收到光线，就会产生电信号，从而控制计算机的操作。关于光电效应，下列说法正确的是()A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应B．入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大C．对于给定的金属，入射光的频率越大，逸出功越大D．同一光电管，入射光的波长越长，对应的遏止电压越小2．A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应。则下列说法正确的是()A．A、B在真空中波长之比为1∶2B．A、B光对应的饱和电流之比为2∶1C．A、B光产生的光电子最大初动能之比为1∶2D．A、B光对应的遏止电压之比为2∶13．用甲、乙两种单色光分别照射锌板，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek、2Ek。已知乙光的频率是甲光频率的eq\f(5,4)，则锌板的逸出功为()A．3EkB.eq\f(3,2)EkC．2EkD.eq\f(5,2)Ek4．(多选)如图所示，分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P，当光电流恰好减小到零时，对应的电压表示数分别为Ua、Ub，已知Ua<Ub，下列说法正确的是()A．a光的光照强度比b光的光照强度要弱B．a光子动量小于b光子动量C．经过同一双缝干涉装置得到的图样，a光条纹间距小D．若a、b两束单色光都从同一玻璃砖射向空气，a光发生全反射的临界角大5．(2024·南平模拟)在研究光电效应中，当不同频率的光照射某种金属时，以遏止电压Uc为纵坐标，入射光波长的倒数eq\f(1,λ)为横坐标，作出Uc­eq\f(1,λ)图像如图所示。其横轴截距为a，纵轴截距为－b，电子的电荷量为e，光速为c。则()A．普朗克常量为eq\f(be,a)B．该金属的截止频率为eq\f(1,b)C．该金属的逸出功为beD．遏止电压Uc与入射光波长的倒数eq\f(1,λ)成正比6．(2023·浙江6月选考)(多选)有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为Δx。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则()A．电子的动量pe＝eq\f(hL,dΔx)B．电子的动能Ek＝eq\f(hL2,2md2Δx2)C．光子的能量E＝W0＋eq\f(chL,dΔx)D．光子的动量p＝eq\f(W0,c)＋eq\f(h2L2,2cmd2Δx2)7．(2024年1月·吉林、黑龙江高考适应性演练)如图，真空中足够大的铝板M与金属板N平行放置，通过电流表与电压可调的电源相连。一束波长λ＝200nm的紫外光持续照射到M上，光电子向各个方向逸出。已知铝的逸出功W0＝6.73×10－19J，光速c＝3.0×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s。(1)求光电子的最大初动能Ek(计算结果保留两位有效数字)；(2)调节电压使电流表的示数减小到0时，M、N间的电压为U0；当电压为eq\f(3,4)U0时，求能到达N的光电子中，初速度与M之间夹角的最小值θ。课时跟踪检测(三)自由落体运动和竖直上抛运动1．(2024·西安高三调研)某同学身高1.8m，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8m高的横杆。据此可估算出他起跳时竖直向上的速度约为()A．2m/s B．4m/sC．6m/s D．8m/s2．某同学看到桥上掉下一把钥匙，此时，一只小船前端恰好在钥匙正下方20m处，船以2m/s的速度向前运动，那么船至少多长才可以让钥匙掉在小船上()A．2m B．4mC．6m D．8m3．(2024·烟台高三检测)如图所示，半径为R的小球从光电门正上方由静止自由下落，开始时球心到光电门的距离为h，经过时间t小球的下边缘开始挡光，小球挡光的总时间为Δt，不计空气阻力，下列说法正确的是()A．小球下落的加速度等于eq\f(2h,t2)B．小球下落的加速度大于eq\f(2h,t2)C．球心经过光电门时的速度等于eq\f(2R,Δt)D．球心经过光电门时的速度大于eq\f(2R,Δt)4．(多选)如图所示的自由落锤式强夯机将8～30t的重锤从6～30m高处自由落下，对土进行强力夯实。某次重锤从某一高度自由落下，已知重锤在空中运动的时间为t1、从自由下落到运动至最低点经历的时间为t2，重锤从地面运动至最低点的过程可视为做匀减速直线运动，当地重力加速度为g，则该次夯土作业()A．重锤开始自由下落时离地高度为eq\f(1,2)gt12B．重锤接触地面后下降的距离为eq\f(1,2)gt1t2C．重锤接触地面后的加速度大小为eq\f(gt1,t2－t1)D．重锤在空中运动的平均速度大于接触地面后的平均速度5．(2024·佛山高三模拟)甲、乙两个小球先后从同一水平面的两个位置，以相同的初速度竖直向上抛出，小球距抛出点的高度h与时间t的关系图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，则两小球同时在同一水平线上时，距离抛出点的高度为()A.eq\f(1,2)gt22 B.eq\f(1,2)g(t22－t12)C.eq\f(1,4)g(t22－t12) D.eq\f(1,8)g(t22－t12)6．音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉，随着音乐变换，竖直向上喷出的水柱可以高达几十米。现有一音乐喷泉，喷出的水经2s到达最高点，把水喷射的总高度分成四等份，水通过前两等份高度用时记为t1，通过最后一等份高度用时记为t2。不计空气阻力，则eq\f(t2,t1)满足()A．1<eq\f(t2,t1)<3 B．3<eq\f(t2,t1)<5C．5<eq\f(t2,t1)<7 D．7<eq\f(t2,t1)<97．(2024·沧州高三调研)打弹弓是一款传统游戏，射弹花样繁多，燕子钻天是游戏的一种，如图所示，一表演者将弹丸竖直向上射出后，弹丸上升过程中在最初1s内上升的高度与最后1s内上升的高度之比为9∶1。不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，则弹丸在上升过程中最初1s内中间时刻的速度大小和上升的最大高度分别为()A．45m/s125m B．45m/s75mC．36m/s125m D．36m/s75m8．(2024·云南师大附中模拟)如图所示，从空中将小球P从a点竖直向上抛出的同时，将小球Q从c点由静止释放，一段时间后Q在a点正下方的b点时追上P，此过程中两小球均未落地且没有发生碰撞。若a、b两点间的高度差为h，c、a两点间的高度差为2h。不计空气阻力，重力加速度为g，两小球均可视为质点，则小球P相对抛出点上升的最大高度为()A.eq\f(h,6) B.eq\f(h,3)C.eq\f(h,2) D.eq\f(3,4)h9．(2024·九江三校联考)如图所示，地面上方离地面高度分别为h1＝6L、h2＝4L、h3＝3L的三个金属小球a、b、c，若先后释放a、b、c，三球刚好同时落到地面上，不计空气阻力，重力加速度为g，则()A．a与b开始下落的时间差等于b与c开始下落的时间差B．a、b、c三小球运动时间之比为eq\r(6)∶2∶1C．a比b早释放的时间为2(eq\r(3)－eq\r(2))eq\r(\f(L,g))D．三小球到达地面时的速度大小之比是6∶4∶3课时跟踪检测(三十)功能关系、能量守恒定律的理解及应用一、立足基础，体现综合1．网上热卖的一款“钢球永动机”如图所示。课时跟踪检测(三十八)四种“类碰撞”典型模型研究A卷——质量水平评价1.如图所示，在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M＝2m的斜面体，斜面体表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为m的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动，不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面顶端。如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能到达的最大高度为()A.eq\f(h,3) B.eq\f(h,2)C.eq\f(2h,3) D．h2．如图所示，光滑水平地面上并排放置着质量分别为m1＝1kg、m2＝2kg的木板A、B，一质量M＝2kg的滑块C(视为质点)以初速度v0＝10m/s从A左端滑上木板，C滑离木板A时的速度大小为v1＝7m/s，最终C与木板B相对静止，则()A．木板B与滑块C最终均静止在水平地面上B．木板B的最大速度为2m/sC．木板A的最大速度为1m/sD．整个过程，A、B、C组成的系统机械能减少了57.5J3．(2024·西安模拟)如图所示，质量为m的长木板B放在光滑的水平面上，质量为eq\f(1,4)m的木块A放在长木板的左端，一颗质量为eq\f(1,16)m的子弹以速度v0射入木块并留在木块中，当木块滑离木板时速度为eq\f(v0,8)，木块在木板上滑行的时间为t，则下列说法错误的是()A．木块获得的最大速度为eq\f(v0,5)B．木块滑离木板时，木板获得的速度大小为eq\f(3v0,8)C．木块在木板上滑动时，木块与木板之间的滑动摩擦力大小为eq\f(3mv0,128t)D．因摩擦产生的热量等于子弹射入木块后子弹和木块减少的动能与木板增加的动能之差4．(2024·武汉质检)(多选)如图所示，光滑水平地面上停放着一辆质量为2m的小车，小车的四分之一圆弧轨道在最低点B与水平轨道相切，圆弧轨道表面光滑，半径为R，水平轨道表面粗糙。在小车的右端固定一个轻弹簧，弹簧的原长小于水平轨道的长度。一个质量为m的小球从圆弧轨道与圆心等高的A点开始自由滑下，经B到达水平轨道，压缩弹簧后被弹回并恰好在B点相对于小车静止，重力加速度大小为g，下列说法不正确的是()A．小球、小车及弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒B．小球第一次到达B点时对小车的压力为eq\f(7,3)mgC．弹簧具有的最大弹性势能为eq\f(1,2)mgRD．从开始到弹簧具有最大弹性势能时，摩擦生热为eq\f(1,2)mgR5．(多选)如图所示，有一个质量为M－m的物体A和一个质量为M的物体B用轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上。二者初始静止，弹簧原长为L0，劲度系数为k，弹性势能表达式E弹＝eq\f(1,2)kx2(x为弹簧的形变量)。现用一质量为m的子弹沿水平方向以初速度v0打中物体A，并留在物体A中(子弹与物体A达到相对静止的时间极短)，然后压缩弹簧至最短，之后弹簧恢复原长，最后被拉长至最长。则下列说法正确的是()A．整个过程中子弹、物体A、物体B三者组成的系统动量守恒、机械能守恒B．弹簧被压缩至最短时物体B的速度大小为eq\f(m,2M)v0C．整个过程中弹簧的最大弹性势能为eq\f(1,2)mv02eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(m,2M)))D．物体B的最大加速度大小为eq\f(mv0,M)eq\r(\f(k,2M))6.如图所示，把一质量为m＝0.2kg的小球放在高度h＝5.0m的直杆的顶端，一颗质量m′＝0.01kg的子弹以v0＝500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离s1＝20m。取重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力。求：(1)小球在空中飞行的时间t和落地瞬间的速度v的大小和方向；(2)子弹落地处离杆的距离s2；(3)子弹穿过小球过程中系统损失的机械能ΔE。7．(2024·宜春高三调研)如图所示，在光滑水平地面上，固定一个倾角θ＝30°的斜面，斜面与小球的动摩擦因数为eq\f(\r(3),3)。在斜面底端附近放有一个匀质物块，物块的质量M＝3kg、长度L＝0.8m。在物块内部有如图所示一条左右对称的均匀细通道，通道的倾角α＝37°。现在斜面上高h＝2m处有一个质量m＝1kg的小球正以4m/s的速度沿斜面向上运动时，突然获得一个沿斜面向下的瞬时冲量，小球在t＝1s末恰好到达斜面底部，之后小球进入物块中的通道运动。(重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6)(1)求瞬时冲量的大小；(2)已知小球在整个运动过程中所经过的路径都平滑相连，小球在细通道运动时所受到的摩擦阻力大小为f＝2N。通过计算判断小球能否通过物块，并求出小球离开物块时速度的大小。B卷——重难考法强化8．(2024·长沙高三模拟)如图所示，质量为m＝1kg的工件甲静置在光滑水平面上，其上表面由光滑水平轨道AB和四分之一光滑圆弧轨道BC组成，两轨道相切于B点，圆弧轨道半径为R＝0.824m，质量也为m的小滑块乙静置于A点。不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量为M＝4kg的小球丙，细线竖直且丙静止时O到球心的距离为L＝2m。现将丙向右拉开至细线与竖直方向夹角为θ＝53°并由静止释放，丙在O正下方与甲发生弹性碰撞(之后两者不再发生碰撞)。已知重力加速度大小为g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，不计空气阻力。(1)求丙与甲碰后瞬间各自速度的大小；(2)通过计算分析判断，碰后甲向左滑动的过程中，乙能否从C点离开圆弧轨道。9．(2023·辽宁高考)如图，质量m1＝1kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k＝20N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量m2＝4kg的小物块以水平向右的速度v0＝eq\f(5,4)m/s滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为Ep＝eq\f(1,2)kx2。取重力加速度g＝10m/s2，结果可用根式表示。(1)求木板刚接触弹簧时速度v1的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离x1。(2)求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x2及此时木板速度v2的大小。(3)已知木板向右运动的速度从v2减小到0所用时间为t0。求木板从速度为v2时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能ΔU(用t0表示)。10．(2023·浙江6月选考)为了探究物体间碰撞特性，设计了如图所示的实验装置。水平直轨道AB、CD和水平传送带平滑无缝连接，两半径均为R＝0.4m的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接。质量为3m的滑块b与质量为2m的滑块c用劲度系数k＝100N/m的轻质弹簧连接，静置于轨道FG上。现有质量m＝0.12kg的滑块a以初速度v0＝2eq\r(21)m/s从D处进入，经DEF管道后，与FG上的滑块b碰撞(时间极短)。已知传送带长L＝0.8m，以v＝2m/s的速率顺时针转动，滑块a与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，其他摩擦和阻力均不计，各滑块均可视为质点，弹簧的弹性势能Ep＝eq\f(1,2)kx2(x为形变量)。(g取10m/s2)(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小vF和所受支持力大小FN；(2)若滑块a碰后返回到B点时速度vB＝1m/s，求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能ΔE；(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住，求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Δx。小球从平台中心小孔P由静止下落，经小孔下方快速旋转的传动轮加速后，由Q点抛出并落回平台，每次轨迹如图中虚线所示。则()A．该“钢球永动机”不违背能量守恒定律B．小球在空中上升过程中，处于超重状态C．小球在空中上升过程中，速度变化的方向竖直向上D．小球在空中上升过程中，克服重力做功的功率恒定2．嫦娥五号返回舱关闭推进器，沿如图轨迹以类似“打水漂”的方式两度进入大气层，途经相同高度的A、C两点时具有的机械能分别为EA、EC，在B点受空气作用力FB与重力G，则()A．FB>G，EA>EC B．FB＝G，EA>ECC．FB>G，EA＝EC D．FB＝G，EA＝EC3．(多选)如图所示为高空滑索运动，游客利用轻绳通过轻质滑环悬吊沿倾斜滑索下滑。假设某段下滑过程中游客、滑环和轻绳整体匀速下滑，速度为v，整体重力为G，不计空气阻力，在这段下滑过程中下列说法正确的是()A．整体的机械能守恒B．轻绳保持竖直C．整体重力势能的减少量等于系统摩擦产生的热量D．重力的功率为Gv4．潮汐电站是将海洋潮汐能转换成电能的装置。浙江省温岭市的江厦潮汐电站，是我国已建成的最大的双向(涨潮、落潮时都能发电)潮汐电站，如图所示，该电站拦潮坝全长670m，水库有效库容270万立方米，平均潮差5.0m。每天有两次涨潮，假设每次到高潮位时开闸发电，直至将水库灌满。等到低潮位时再次开闸发电，直至将水库清空。通过海水的重力做功转化为电能，效率为20%，海水的密度取1.0×103kg/m3，重力加速度g取10N/kg，该电站平均一天能发出的电能为()A．0.5×104度 B．1.5×104度C．2.5×104度 D．2.0×104度5．如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)；物块质量m＝1kg，弹簧劲度系数k＝100N/m，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.1，现用水平向左的力将物块从O点移至B点，弹簧压缩量xB＝9cm，撤去该力后物块由静止向右运动经O点最远到达A点，重力加速度g取10m/s2，已知当弹簧的形变量为x时，弹簧的弹性势能为Ep＝eq\f(1,2)kx2，则A、B两点的距离为()A．14cm B．15cmC．17cm D．16cm6．如图所示为滑雪滑道PQR的示意图，质量为60kg的滑雪爱好者从顶端P静止滑下，从末端R滑出时速度大小为18m/s，滑行过程中姿势保持不变，P端相对滑道最低点Q高度为24m，R端相对Q点高度为4m。从P到R滑行过程中，该滑雪爱好者克服阻力做功和重力做功的比值约为(g取10m/s2)()A．0.1 B．0.2C．0.8 D．17．(2024·保定高三调研)(多选)如图所示，固定斜面倾角为30°，质量为2kg的小物块自斜面底端以一定初速度沿斜面向上运动，加速度大小为10m/s2，物块沿斜面向上运动的最大距离为0.8m。斜面足够长，g取10m/s2，物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。关于小物块在斜面上的运动，下列说法中正确的是()A．物块最终会回到斜面底端B．物块克服重力做功的平均功率为20WC．合力对物块做功－16JD．物块机械能损失了16J8．(2023·辽宁高考)某大型水陆两栖飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机在水面上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v1＝80m/s时离开水面，该过程滑行距离L＝1600m、汲水质量m＝1.0×104kg。离开水面后，飞机攀升高度h＝100m时速度达到v2＝100m/s，之后保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)飞机在水面滑行阶段的加速度a的大小及滑行时间t；(2)整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量ΔE。二、注重应用，强调创新9．(2024·名校联盟高三大联考)2023年12月1日发生了大地磁暴，低层大气受热膨胀，导致高层大气密度增加，增大了对航天器的飞