课时跟踪检测（六十二）能量量子化光电效应波粒二象性（练习）-【创新方案】2026年高考物理一轮复习（福建专版）

课时跟踪检测（六十二） 能量量子化 光电效应 波粒二象性 1.(2025·南平期中)利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1 700 K和1 500 K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是 (　 ) 解析：选B　黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，随着温度升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故选B。 2.(2024·贵州高考)(双选)我国在贵州平塘建成了世界最大单口径球面射电望远镜FAST，其科学目标之一是搜索地外文明。在宇宙中，波长位于搜索地外文明的射电波段的辐射中存在两处较强的辐射，一处是波长为21 cm的中性氢辐射，另一处是波长为18 cm的羟基辐射。在真空中，这两种波长的辐射相比，中性氢辐射的光子 (　 ) A.频率更大 B.能量更小 C.动量更小 D.传播速度更大 解析：选BC　所有电磁波在真空中传播的速度相等，都是光速c，D错误；由光子频率与波长公式ν=，能量公式ε=hν，动量与波长公式p=可知，中性氢辐射的光子波长更长，频率更小，能量更小，动量更小，A错误，B、C正确。 3.(2025·漳州期中)一盏灯发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长为6.0×10-7 m，在距灯10 m远处，以灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3.0×108 m/s) (　 ) A.2×1015 B.2×1016 C.2×1017 D.2×1023 解析：选C　在距灯10 m远处，以灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子的能量为E=，一个光子的能量为ε=h，1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为n==≈2×1017，故选C。 4.(2024·福建师大二附中月考)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则 (　 ) A.图像(a)表明光具有波动性 B.图像(c)表明光具有粒子性 C.用紫外线观察不到类似的图像 D.实验表明光是一种概率波 解析：选D　题图(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；题图(c)呈现干涉条纹，表明光具有波动性，A、B错误；紫外线也具有波粒二象性，也可以观察到类似的图像，C错误；实验表明光是一种概率波，D正确。 5.(2025·漳州检测)光电效应在自动化控制领域有着广泛的应用。如图所示的光电控制报警电路中，某一频率的光束照射到光电管，光电管产生光电效应，与光电管连接的电路有电流，电磁铁产生磁场，会吸引报警电路中的开关断开，从而实现自动控制。则 (　 ) A.任意频率的光照射到光电管上，只要光照时间足够长就能产生光电流 B.对于光电管来说，入射光波长必须大于某一极限值，才能产生光电效应 C.该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内逸出的电子数越少 D.当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，使报警电路中的开关闭合 解析：选D　当入射光的频率大于金属的截止频率时才会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生，故A、B错误；该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内照射到金属表面上的光子数越多，单位时间内逸出的电子数越多，故C错误；当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，光电效应现象消失，与光电管连接的电路没有电流，电磁铁不产生磁场，报警电路中的开关闭合，故D正确。 6.(2025·厦门检测)(双选)如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为ν0。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面(截止频率为0.8ν0)，产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是 (　 ) A.扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔 B.频率为ν0的光照射到光电管的金属表面立即产生光电子 C.若发光二极管发出频率为1.2ν0的光，则一定无法识别条形码 D.若发光二极管发出频率为0.5ν0的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码 解析：选AB　根据题意，扫描笔在条形码上移动的速度越快，相邻脉冲电信号的时间间隔越短，故A正确；频率为ν0的光照射到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故B正确；若发光二极管发出频率为1.2ν0的光，该光的频率大于截止频率，可以产生光电流，可以正常识别条形码，故C错误；若发光二极管发出频率为0.5ν0的光，该光的频率小于截止频率，无法产生光电流，即无法正常识别条形码，故D错误。 7.如图所示，假设入射光子的动量为p0，光子与静止的电子发生弹性碰撞。碰后光子的动量大小为p1，传播方向与入射方向夹角为α，碰后电子的动量大小为p2，出射方向与光子入射方向夹角为β。已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是 (　 ) A.该效应说明光具有波动性 B.碰前入射光的波长为 C.碰后散射光的波长变长 D.碰后电子的能量为p2c 解析：选C　该效应说明光具有粒子性，故A错误；根据德布罗意波公式可得，碰前入射光的波长为λ0=，故B错误；碰撞过程能量守恒，有=+E电子，可知碰后电子的能量为E电子=->0，即λ1>λ0，故C正确，D错误。 8.(2025·福州模拟)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的示数为0.2 mA，移动变阻器的滑片C，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，则 (　 ) A.光电管阴极的逸出功为1.8 eV B.开关S断开后，没有电流流过电流表G C.光电子的最大初动能为1.8 eV D.改用能量为1.5 eV的光子照射，有电流流过电流表G，但电流较小 解析：选A　由题图可知，光电管两端所加的电压为反向电压，由电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程hν=Ek+W0，可得W0=1.8 eV，A正确，C错误；开关S断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表G，B错误；改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无电流流过电流表G，D错误。 9.(2024年1月·九省联考河南卷)某光源包含不同频率的光，光的强度与频率的关系如图所示。表中给出了一些金属的截止频率νc，用该光源照射这些金属。则 (　 ) 金属 νc/ 铯 4.69 钠 5.53 锌 8.06 钨 10.95 A.仅铯能产生光电子 B.仅铯、钠能产生光电子 C.仅铯、钠、锌能产生光电子 D.都能产生光电子 解析：选C　根据光电效应方程Ek=hν-W0，金属的逸出功为W0=hνc，由题图可知光源中光的频率范围为1.6×1014 Hz≤ν≤9×1014 Hz，则仅铯、钠、锌能产生光电子。故选C。 10.(2025·莆田第二中学模拟)(双选)在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，则 (　 ) A.两条图线与横轴的夹角α和β可能不相等 B.若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压Uc随之增大 C.若某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定也能使甲金属发生光电效应 D.若增大入射光的强度，不改变入射光频率ν，则光电子的最大初动能将增大 解析：选BC　根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0，可知光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像的斜率为普朗克常量h，所以两条图线的斜率一定相等，α和β一定相等，A错误；由Ek=hν-W0可知，若增大入射光频率ν，则产生的光电子的最大初动能增大，再由eUc=Ek可知所需的遏止电压Uc将增大，B正确；光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像的横轴截距等于金属的逸出功W0，由题图可知甲金属的逸出功较小，因此某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定能使甲金属发生光电效应，C正确；根据光电效应方程，若不改变入射光频率ν，而增大入射光的强度，则光电子的最大初动能不变，D错误。 11.(2024·北京高考)产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒(as)是时间单位，1 as=1×10-18 s，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为100 as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108 m/s，普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，下列说法正确的是 (　　) A.对于0.1 mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550 nm的可见光的衍射现象更明显 B.此阿秒光脉冲和波长为550 nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多 C.此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6 eV(-2.2×10-18 J)的基态氢原子电离 D.为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期 解析：选C　此阿秒光脉冲的波长最大为λ=cT=30 nm<550 nm，由波长越长，衍射现象越明显可知，波长为550 nm的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显，故A错误；由ε=h可知，阿秒光脉冲的光子能量大，故总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更少，故B错误；阿秒光脉冲的光子能量最小值ε=hν==6.6×10-18 J>2.2×10-18 J，故此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6 eV(-2.2×10-18 J)的基态氢原子电离，故C正确；为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应小于电子的运动周期，故D错误。 12.(2024·新课标卷)三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是 (　 ) A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C.在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度 D.蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 解析：选A　由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长大于蓝光的波长，根据ε=hν，可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量；根据p=，可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，故A正确，B错误；由于红光的折射率小于蓝光，根据v=，可知在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速度，故C错误；光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D错误。 13.(2025·福州检测)某种光伏电池的工作原理如图所示。半径为R的透明导电的球壳为阳极A，球形感光材料为阴极K。现用动量为p的黄光照射K极，K极能发射出最大初动能为Ek的光电子。已知电子电荷量为e，光速为c，普朗克常量为h，忽略光电子重力及之间的相互作用。下列说法正确旳是 (　 ) A.入射光子的波长为 B.阴极感光材料的逸出功为cp-Ek C.若仅增大入射光强度，电压表的示数将增大 D.若用紫光照射K极，电压表的最大示数将小于 解析：选B　根据德布罗意波长公式可知入射光子的波长为λ=，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程有h=Ek+W0，解得阴极感光材料的逸出功为W0=cp-Ek，故B正确；随着K极逸出的光电子运动到A极，A、K之间的电压逐渐增大，若K电极逸出的最大动能的光电子恰好运动不到A电极，两极间电压达到最大，再增大入射光强度电压表的示数不再增大，根据动能定理有-eU=0-Ek，两极间的最大电压为U=，若用紫光照射K极，可知光电子的最大初动能增大，则有U>，故C、D错误。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$