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2024年高考物理试题分类-近代物理初步

考点1光电效应波粒二象性

1.(2024湖南,1,4分)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普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的,这个不可再分的最小能量值叫作能量子,A错误;紫光的光子频率更高,光子能量更大,如果红光可以使某金属发生光电效应,则紫光一定也可以使该金属发生光电效应,B正确;康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,除了与入射波长λ0相同的成分外,还有波长大于λ0的成分,这个现象称为康普顿效应,C错误;德布罗意认为实物粒子也具有波粒二象性,质子、电子等都具有波动性,D错误。

2.(2024黑吉辽,8,6分)(多选)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子、并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X光的强度,则()

A.该金属的逸出功增大

B.X光的光子能量不变

C.逸出的光电子最大初动能增大

D.单位时间逸出的光电子数增多

答案BD逸出功由金属材料本身决定,A错误。光子能量E=hν,由光子频率决定,B正确。由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,逸出的光电子最大初动能不变,C错误。光的强度增加,单位时间照射到金属表面的光子数增加,单位时间逸出的光电子数增多,D正确。

3.(2024贵州,8,5分)(多选)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,其科学目标之一是有哪些信誉好的足球投注网站地外文明。在宇宙中,波长位于有哪些信誉好的足球投注网站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21cm的中性氢辐射,另一处是波长为18cm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

【答案】BC【解析】所有光波在真空中的传播速度均相同,D错误。光子频率与波长关系为ν=cλ,可知中性氢辐射的光子频率更小,A错误。光子能量E=hν,可知中性氢辐射的光子能量更小,B正确。光子动量p=?

4.(2024江苏,5,4分)在原子跃迁中,辐射如图所示的4种光子,其中只有一种光子可使某金属发生光电效应,该光子是()

A.λ1 B.λ2 C.λ3 D.λ4

【答案】C【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,若只有一种光子可使某金属发生光电效应,则该光子对应的能量最大,根据题图可知跃迁时辐射的光子λ3能量最大,C正确。

5.（2024新课标，17，6分）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

【答案】A

【解析】蓝光的频率大于红光的频率，由E=hν可知，蓝光光子的能量大于红光光子的能量，A正确；蓝光的波长小于红光的波长，由p=hλ可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，B错误；玻璃对蓝光的折射率大于对红光的折射率，由v=c

6.(2024海南,8,3分)利用如图所示的装置研究光电效应,单刀双掷开关S与1接通,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U1,已知电子电荷量绝对值为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是()

A.其他条件不变,增大光强,电压表示数增大

B.改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U1

C.其他条件不变,使开关S与2接通,电流表示数仍为零

D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1-e

【答案】D【解析】开关S接1时,根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν1-W0,根据动能定理有-eUc=0-Ek,联立解得Uc=?eν1-W0e,由题意可知电压表测得的电压U1即遏止电压Uc,故仅增大光强,电压表示数不变,A错误。改用比ν1更大频率的光照射,遏止电压增大,调整滑动变阻器滑片使电流表的示数为零,此时电压表示数大于U1,B错误。仅将开关S与2接通,光电管两端所加电压变成正向电压,逸出的光电子在电场中加速,一定能到达右