2025版高考物理考点题型归纳总结（含答案）考点76　光电效应　波粒二象性

第十五章原子结构波粒二象性原子核考点76光电效应波粒二象性强基固本对点练知识点1黑体辐射及其实验规律1．[2024·山西省忻州市期中联考]对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．关于黑体辐射，下列说法正确的是()A．黑体不会辐射电磁波B．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律知识点2光电效应规律2．(多选)一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是()A．无论增大入射光的频率还是增大入射光的强度，金属的逸出功都不变B．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短3.研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是()A．任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数B．若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大C．调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能为零D．光电效应反映了光具有波动性4．(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是()A.若νa＞νb，则一定有Ua＜UbB．若νa＞νb，则一定有Eka＞EkbC．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜EkbD．若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb知识点3光电效应的图像5．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek­ν图像．已知钨的逸出功是4.54eV，锌的逸出功是3.34eV，若将二者的图像画在同一个Ek­ν坐标系中，如图所示用实线表示钨，虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是()6．(多选)如图所示，甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图像，以下说法正确的是()A．由图甲可求得普朗克常量h＝eq\f(be,a)B．由图乙可知虚线对应金属的逸出功比实线对应金属的逸出功小C．由图丙可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大D．由图丁可知电压越高，则光电流越大知识点4光的波粒二象性与物质波7．上海光源通过电子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后()A．频率减小B．波长减小C．动量减小D．速度减小8．(多选)如图甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹．则对本实验的理解正确的是()A．图甲体现了电子的粒子性B．图乙体现了电子的粒子性C．单个电子运动轨道是确定的D．图乙中明条纹是电子到达概率大的地方培优提能模拟练9.[2024·江西南昌开学考试]现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器，该激光器单光子能量高，能直接打断某种材料的分子键，使之从材料表面脱离．据此判断，打断该材料分子键需要的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()A．10－22JB．10－19JC．10－16JD．10－13J10．[2024·浙江省百校调研](多选)如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图．当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流．如果产生的光电流大于10－8A，便会触发报警系统．金属钠的遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图2所示，则()A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10－7mB．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量hC．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是N＝6.25×1010个D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的11．[2024·中学生标准学术能力诊断性测试]地铁靠站时列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器．如图甲所示，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警．如图乙所示，光线发射器内大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线．测得飞出阴极的光电子最大初动能为9.54eV，下列说法正确的是()A．光线发射器中发出的光有1种为可见光B．光电管阴极材料的逸出功为0.66eVC．题述a光为氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出的光D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能变小12.[2024·山西省晋城市月考](多选)某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列说法中正确的是()A．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v＝eq\r(\f(eU1,m))B．阴极K金属的逸出功W0＝hν1－eU1C．阴极K金属的极限频率ν＝eq\f(U1ν1－U2ν2,U1－U2)D．普朗克常量h＝eq\f(e（U1－U2）,ν1－ν2)

考点76光电效应波粒二象性1．答案：C解析：一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，A、B错误；普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，C正确，D错误．2．答案：AC解析：金属逸出功只与极限频率有关，A正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不变，B错误，C正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，光电子逸出所经历的时间几乎相同，D错误．3．答案：C解析：能否发生光电效应取决于光的频率，与照射时间长短无关，A错误；增加极板间电压，会出现饱和电流，不会一直增大，B错误；调换电源正负极，若反向电压达到遏止电压，则电流表示数消失，C正确；光电效应反映了光具有粒子性，D错误．4．答案：BC解析：由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν－W0，由动能定理得Ek＝eU，用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同．当νa＞νb时，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，A错误，B正确；若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，C正确；因逸出功相同，有W0＝hνa－Eka＝hνb－Ekb，D错误．5．答案：B解析：根据爱因斯坦的光电效应方程Ek＝hν－W0＝hν－hνc分析可知，Ek­ν图像的斜率表示普朗克常量，因此两条图线的斜率相同，而钨的逸出功大于锌的逸出功，即钨的截止频率大于锌的截止频率，而图线与横轴的交点表示金属的截止频率，则可知钨的Ek­ν图像在右侧，锌的在左侧，B正确．6．答案：BC解析：根据光电效应方程，结合动能定理可知eUc＝Ekm＝hν－W＝hν－hν0，变式可得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)ν0，斜率k＝eq\f(b,2a)＝eq\f(h,e)，解得普朗克常量为h＝eq\f(be,2a)，A错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W可知，纵轴截距的绝对值表示逸出功，则实线对应金属的逸出功比虚线大，B正确；入射光频率一定，饱和光电流由入射光的强度决定，即光的颜色不变的情况下，入射光越强，光子数越多，饱和光电流越大，C正确；分析图丁可知，当达到饱和光电流以后，增加光电管两端的电压，光电流不变，D错误．7．答案：B解析：根据E＝hν可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据λ＝eq\f(c,ν)可知光子波长减小，A错误，B正确；根据p＝eq\f(h,λ)可知光子的动量增加；又因为光子质量不变，根据p＝mv可知光子速度增加，C错误，D错误．8．答案：AD解析：题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定，A正确，C错误；题图乙中明暗相间的条纹说明大量的粒子表现为波动性，B错误；明条纹是电子到达概率大的地方，D正确．9．答案：B解析：打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量，则该激光的光子能量为ε＝hν＝eq\f(hc,λ)，解得ε＝5.5×10－19J，B正确．10．答案：CD解析：根据题意可知金属的截止频率为νc＝6×1014Hz，则有λ＝eq\f(c,νc)＝eq\f(3.0×108,6.0×1014)m＝5.0×10－7m，所以光源S发出的光波波长不能大于5.0×10－7m，A错误；根据遏制电压与光电子的最大初动能之间的关系，同时结合爱因斯坦的光电效应方程可得eUc＝Ek＝hν－hνc，整理得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(h,e)νc，由此可得图像的斜率为eq\f(h,e)，B错误；当光电流等于10－8A时，根据电流的定义式可知每秒产生的光子的个数为N＝eq\f(It,e)＝eq\f(10－8×1,1.6×10－19)个≈6.25×1010个，C正确；当光源S发出的光能使光电管发生光电效应，则光源越强，被烟雾散射进入光电管的光就越多，越容易探测到烟雾，也就是说光电烟雾探测器灵敏度越高，即通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的，D正确．11．答案：A解析：n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时释放的能量为E1＝－1.51－(－3.40)＝1.89eV，E2＝－3.40－(－13.6)＝10.20eV，E3＝－1.51－(－13.6)＝12.09eV，可见光能量的范围为1.64eV～3.19eV，所以只有E1在可见光光子能量范围内，A正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0，解得W0＝hν－Ekm＝2.55eV，B错误；根据图丙可知a光的遏止电压小于b光的遏止电压，根据hν＝Ekm＋W0，eUc＝Ekm得a光子的能量小于b光子的能量，所以a光为氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光，C错误；部分光线被遮挡，不改变光子的能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，D错误．12．答案：BD解析：光电子在反向电场中减速运动