新高考2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题83光电效应波粒二象性

这是一份新高考2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题83光电效应波粒二象性，共4页。

1．[2023·浙江金华模拟预测]大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛，我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平．若焊接所用的激光波长为λ，每个激光脉冲中的光子数目为n，已知普朗克常量为h、光速为c，则下列说法中正确的是( )
A．激光焊接利用了激光的相干性
B．激光的频率为 eq \f(λ,c)
C．激光光子的动量为 eq \f(λ,h)
D．每个激光脉冲的能量为nh eq \f(c,λ)
2.
[2023·辽宁卷]原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂．某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④.若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则( )
A．①和③的能量相等
B．②的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
3.
[2023·河北省联考]如图所示，发出波长为λ的某种激光的激光器在时间t内发出的光子数为n.已知光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是( )
A．每个光子的能量为 eq \f(hλ,c)
B．激光器单位时间内发出的激光对应的能量为 eq \f(nhλ,ct)
C．假设时间t内发出的激光全部照射到某种物体上，该物体只吸收N个光子且全部转化为内能，则该物体在时间t内增加的内能为 eq \f(Nhλ,c)
D．假设激光器将电能转化为激光能量的效率为η，则激光器在时间t内消耗的电能为 eq \f(nhc, λη)
4．[2023·张家口市期末]在光电效应实验中，某同学用a、b两种单色光分别照射同一光电管，发现a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压．下列说法正确的是( )
A.a光对应的光电子最大动能较小
B．a光光子的能量小于b光光子的能量
C．a光的粒子性比b光的粒子性明显
D．a光在真空中的传播速度大于b光
5．[2023·广东省普通高中检测]如图所示，在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，则( )
A．入射光频率ν时，增大入射光的强度，光电流不变
B．入射光频率ν时，减小入射光的强度，光电效应现象消失
C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
6．[2022·浙江卷1月](多选)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23 kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上，已知电子质量为9.1×10－31 kg，普朗克常量取6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是( )
A．发射电子的动能约为8.0×10－15 J
B．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11 m
C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
7．[2023·重庆市检测]新型冠状病毒2019－nCV属于β属的新型冠状病毒，直径约60～140 nm.科研人员常用现代电子显微镜观察单个病毒，其分辨本领可以达到0.2 nm.已知显微镜工作物质的波长越短，显微镜的分辨本领越强．物质波波长λ＝ eq \f(h,p) ，p为物体的动量，h为普朗克常量，可见光的波长为400～760 nm.下列说法错误的是( )
A．卢瑟福发现了电子，并且验证了电子的波动性
B．电子束的物质波波长比可见光的波长短得多
C．电子的速度越大，电子显微镜的分辨本领越强
D．若显微镜采用速度与电子束相同的质子流工作，则分辨本领会进一步提高
专题83 光电效应 波粒二象性
1．D 激光焊接利用了激光的能量高的特点，故A错误；激光的频率ν＝ eq \f(c,λ) ，B错误；激光光子的动量p＝ eq \f(h,λ) ，C错误；根据ε＝hν和c＝λν可知，单个光子的能量h eq \f(c,λ) ，则每个激光脉冲的能量为nh eq \f(c,λ) ，故D正确．
2．A 由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ekm＝hν－W逸出功
则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误．故选A.
3．D 每个光子的能量为ε＝hv＝ eq \f(hc,λ) ，A项错误；激光器单位时间内发出的激光对应的能量为E＝ eq \f(nε,t) ＝ eq \f(nhc,λt) ，B项错误；由题意，该物体在时间t内增加的内能为E′＝Nε＝ eq \f(Nhc,λ) ，C项错误；激光器将电能转化为激光能量的效率为η，则激光器在时间t内消耗的电能为E电＝ eq \f(Et,η) ＝ eq \f(nhc,λη) ，D项正确．
4．C 由爱因斯坦光电效应方程得Ekm＝hν－W0＝eUc，a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压，所以a光对应的光电子最大初动能较大，a光的频率较大，a光光子的能量大于b光光子的能量，A、B错误；a光的频率较大，所以a光的粒子性比b光的粒子性明显，C正确；a光和b光在真空中的传播速度一样大，D错误．
5．D 入射光频率ν时，增大入射光强度，光电流增大；改用频率小于ν的光照射时，若光的频率仍大于截止频率，仍会发生光电效应；改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大．
6．BD 根据动量大小与动能关系可知，发射电子的动能约为Ek＝ eq \f(p2,2m) ≈8.0×10－17 J，A错误；发射电子的物质波波长λ＝ eq \f(h,p) ≈5.5×10－11 m，B正确；物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子才能显示出干涉图样，C错误，D正确．
7．A 汤姆孙在阴极射线中发现了电子，电子的波动性是德布罗意验证的，A错误；电子束的物质波波长比可见光的波长短，B正确；由物质波波长公式λ＝ eq \f(h,p) ，电子的速度越大，动量越大，物质波波长越小，电子显微镜的分辨本领越强，C正确；速度与电子束相同的质子动量更大，物质波波长更小，显微镜的分辨本领越强，D正确．