高中物理 加强练习第十六章　145.能量量子化　光电效应　波粒二象性

第十六章近代物理145.能量量子化光电效应波粒二象性(分值：24分)1~4题每题5分1.(2025·江西新余市模拟)如图所示为研究光电效应现象的电路图，当用蓝光照射到阴极K时，电路中有光电流，下列说法正确的是()A.若滑片滑到C端，光电流会减小到零B.若换用紫光照射阴极K时，一定也有光电流C.在滑片从C滑到D端的过程中，光电流一定一直增大D.若仅将蓝光换成光强相同的紫光，则光电流一定增大答案B解析若滑片滑到C端，所加正向电压为零，根据题干信息可知蓝光的频率大于金属的极限频率，可以有光电子射出，虽然没有施加电压，仍然有光电子能打到A极，光电流不为零，故A错误；若换用紫光照射阴极K时，紫光的频率大于蓝光，也能发生光电效应，一定也有光电流，故B正确；若滑片从C滑到D端，可能滑到某位置会达到饱和光电流，再滑动滑片时光电流不变，故C错误；若仅将蓝光换成光强相同的紫光，紫光的频率大于蓝光，紫光光子的能量大于蓝光光子的能量，如果两种光的光强相同，单位时间单位面积照上的紫光光子数会小于蓝光，则光电流减小，故D错误。2.(2026·广东省“六校联盟”第一次联考)如图，密闭真空玻璃管中有两个平行正对的金属板组成的电容器，其电容为C，一个是镁板，一个是铯板，它们发生光电效应的极限频率分别是ν1和ν2，现在同时用两束频率为ν的单色光分别照射两块金属板，已知ν2<ν<ν1，普朗克常数为h，元电荷为e，则照射足够长时间后，电容器所带电荷量为()A.Ch(νC.Ch(ν答案B解析现用频率为ν且ν2<ν<ν1的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，只有大于极限频率的极板可以发生光电效应，根据光电效应方程有eU=Ekm=hν-hν2，平行板电容器两个极板的带电量是相等的，由Q=CU，解得Q=Ch(ν-3.(2025·广西柳州市模拟)1924年，德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了衍射图样，如图所示。已知电子质量为m，加速后电子速度v，普朗克常量h，下列说法正确的是()A.两个电子也可形成衍射图样B.电子形成的物质波是一种电磁波C.加速电压越大，电子的物质波波长越大D.实验中电子的德布罗意波长为λ=h答案D解析两个电子打在底板上，只有两个亮点，没有衍射图样，故A错误；电子形成的物质波不是电磁波，电磁波是电磁场形成的波，故B错误；根据动能定理eU=12mv2，解得v=2eUm，由p=mv，p=hλ，联立解得λ=hmv4.(2025·黑龙江大庆市模拟)太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，在太阳能硅晶片中，P型半导体中含有较多的空穴(可视为正电荷)，而N型半导体中含有较多的电子，在交界处形成P-N结，产生内电场。当能量等于E、波长为λ的光子照射硅晶片时，硅晶片吸收一个光子刚好能产生一对自由电子和空穴，电子-空穴对从硅晶片表面向内迅速扩散，在内电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关的电动势，工作原理如图所示。已知光照强度越大，硅晶片单位时间内释放的电子数越多，光速为c，则()A.由题干条件可得普朗克常量h=EcB.硅晶片内部电流方向从下极板流向上极板C.增大光照强度，太阳能电池的电流会增大D.用波长大于λ的光子照射，太阳能电池的电流会增大答案C解析根据E=hcλ，可以得出普朗克常量h=Eλc，故由题图可知发生光电效应时，太阳能硅晶片中电子向上极板移动，空穴向下极板移动，所以太阳能硅晶片内部电流方向从上极板流向下极板，故B错误；继续增大太阳光照强度，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，上下电极间电势差越大，太阳能电池的电流会增大，故C正确；由E=hcλ可知，用波长大于λ的光子照射，光的能量变小，可能小于金属的逸出功，导致不能发生光电效应，没有光电子逸出就没有光电流产生，故D5.(4分)人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以0.2W的功率均匀地向各个方向发射波长为530nm的绿光，则该绿光光子的能量为J，眼睛最远在m处能够看到这个光源。假设瞳孔在暗处的直径为4mm，且不计空气对光的吸收，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3.0×108m/s。

答案3.75×10-192.98×105解析每个光子的能量是hν=hcλ≈