2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案098-课时作业83 光电效应 波粒二象性（教用）

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1．（2024·湖南卷·1）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（ ）
A. 普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B. 光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C. 康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D. 德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性
【答案】B
【解析】普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的，A错误；当入射光的频率高于金属的极限频率时可以发生光电效应，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用频率更高的紫光照射，也可以让电子从该金属表面逸出，B正确；康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后除了与原波长相同的射线成分外，还有波长大于原波长的射线成分，C错误；德布罗意认为质子具有波动性，电子也具有波动性，D错误。
2．多选 普通物体辐射出去的电磁波在各个波段的强度是不同的，具有一定的分布规律，这种分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称为热辐射。黑体辐射实验规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关
B. 当温度降低时，各种波长的电磁波辐射强度均有所增加
C. 当温度升高时，辐射强度峰值向波长较短的方向移动
D. 黑体不能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波
【答案】AC
【解析】黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关，故A正确；当温度降低时，各种波长的电磁波辐射强度均有所减小，故B错误；当温度升高时，辐射强度峰值向波长较短的方向移动，故C正确；黑体是能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波而不发生反射的物体，故D错误。
3．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甲、乙、丙所示的图像，则（ ）
A. 图甲表明光具有波动性B. 图丙表明光具有粒子性
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
【答案】D
【解析】题图甲中是一个个的亮点，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，故A错误；题图丙中有明显的明暗相间的干涉条纹，而干涉是波特有的性质，表明光具有波动性，故B错误；紫外线也具有粒子性和波动性，所以用紫外线也可以观察到类似的图像，故C错误；因为单个光子所能到达的位置不能确定，但大量光子却表现出波动性，即光子到达哪个位置是一个概率问题，故实验表明光是一种概率波，故D正确。
4．（2026·四川成都开学考）一个静止的电子经10V电压加速后，其德布罗意波长为λ ，若加速电压为250V，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（ ）
A. 10λB. 5λC. 15λD. 1100λ
【答案】C
【解析】设电子经过电压加速后的速度大小为v，由动能定理得eU=12mv2，电子的动量大小p=mv，电子的德布罗意波长λ=hp，联立解得λ=h2meU，结合U′:U=25:1，解得λ′=15λ 。故选C。
5．（2026·山东济南开学考）在光电效应实验中，用频率和光照强度都相同的单色光照射不同的金属，所得光电子最大初动能Ek与金属材料逸出功W的关系图像如图所示，图像与横轴交点的横坐标为W1，已知普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. 该单色光的频率为W1h
B. 该单色光的频率为W12h
C. 使用频率更高的单色光进行该实验，所得图像斜率会增大
D. 使用频率更高的单色光进行该实验，所得图像斜率会减小z
【答案】A
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程有hν−W1=Ek=0，解得该单色光的频率为ν=W1h，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程有hν−W=Ek，图像斜率与单色光的频率无关，故C、D错误。
6．下列关于光电效应的说法中，正确的是（ ）
A. 金属的逸出功与入射光的频率成正比
B. 光电流的大小与入射光的强度无关
C. 对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不能产生光电效应
D. 用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大
【答案】C
【解析】金属的逸出功由金属材料本身决定，与入射光的频率无关，故A错误；光电流的大小与单位时间内逸出的光电子数成正比，而入射光强度越大，单位时间内入射的光子数越多，逸出的光电子数越多，因此光电流与入射光强度有关，故B错误；当入射光的波长大于金属的“最大波长”（对应频率小于极限频率）时，光子能量不足以使电子逸出，无法产生光电效应，故C正确；不可见光中的红外线的波长大于可见光，其频率低于可见光，用红外线照射金属产生的光电子的最大初动能小于用可见光的，甚至无法产生光电效应，故D错误。
7．（2025·广东深圳模拟）某同学为研究光电效应，用甲、乙两束单色光分别照射同一光电管，得到甲、乙两条光电流I随电压U变化的关系曲线如图所示。已知普朗克常量为h，电子的电荷量为e。下列说法正确的是（ ）
A. 如果减弱乙光的强度，光电效应不一定发生
B. 用乙光照射时光电子的最大初动能为eUc2
C. 用同一装置做双缝干涉实验，乙光比甲光对应的条纹宽
D. 甲光和乙光的频率相差(Uc1−Uc2)eh
【答案】D
【解析】乙光照射能够发生光电效应，说明乙光的频率大于极限频率，减弱乙光的强度，也能发生光电效应，故A错误；由题图可得，乙光照射时的遏止电压为Uc1，根据eUc=Ekm，可得用乙光照射时光电子的最大初动能为eUc1，故B错误；乙光照射时的遏止电压大于甲光照射时的遏止电压，根据爱因斯坦光电效应方程eUc=Ekm=hν−W0，可得乙光的频率较高，又根据c=λν，可得乙光的波长较短，根据Δx=ldλ ，可得用同一装置做双缝干涉实验，甲光比乙光对应的条纹宽，故C错误；根据爱因斯坦光电效应方程可得eUc2=hν甲−W0，eUc1=hν乙−W0，联立解得甲光和乙光的频率相差(Uc1−Uc2)eh，故D正确。
8．（2026·广东佛山模拟）利用光电效应原理制成的光控制电路可以进行自动计数、自动报警、自动跟踪等。如图所示为某金属的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的图像，电子电荷量为e，由此图像可知（ ）
A. 该金属的逸出功为de
B. 普朗克常量为db
C. 入射光频率为a时，只要照射时间足够长，就能发生光电效应
D. 入射光频率为c时，无论照射到哪种金属上，都能发生光电效应
【答案】A
【解析】根据动能定理得eUc=Ekm，根据光电效应方程得Ekm=hν−W0，联立解得Uc=hνe−W0e，结合图像可知W0=hb，图像的斜率k=db=he，解得h=deb，即W0=de，故A正确，B错误；光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光照射时间无关，不同金属极限频率不同，故C、D错误。
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9．（2025·广东广州模拟）如图所示为光电管的结构及其工作原理图，当入射光照在管中金属板上时，电路中可以形成光电流。在某次光电效应实验中，用波长为λ1和λ2的光分别照射同一光电管，均发生了光电效应，对应的逸出功分别为W1和W2，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1、Ek2，遏止电压分别为Uc1、Uc2，且Uc1>Uc2，则下列说法正确的是（ ）
A. W1W2C. Ek1Ek2，故C错误；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν−W0=hcλ−W0，由于最大初动能Ek1>Ek2，则有λ1