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精准备考(第89期)——波粒二象性-2023届高考物理真题分类整合与培优强基试题精选

精准备考（第89期）——波粒二象性一、真题精选（高考必备）1．（2021·辽宁·高考真题）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。

此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。

最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（）A．玻尔B．康普顿C．爱因斯坦D．德布罗意2．（2022·湖南·统考高考真题）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（）A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C．光电效应揭示了光的粒子性D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性3．（2011·江苏·高考真题）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（）A．B．C．D．4．（2022·天津·高考真题）（多选）不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和生活中有广泛的应用。

a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。

下列说法正确的是（）A ．若a 、b 光均由氢原子能级跃迁产生，产生a 光的能级能量差大B ．若a 、b 光分别照射同一小孔发生衍射，a 光的衍射现象更明显C ．若a 、b 光分别照射同一光电管发生光电效应，a 光的遏止电压高D ．若a 、b 光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a 光的干涉条纹间距大5．（2022·河北·高考真题）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压c U 与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h 。

由图像可知（）A ．钠的逸出功为c h νB ．钠的截止频率为148.510Hz ⨯C ．图中直线的斜率为普朗克常量hD ．遏止电压c U 与入射光频率ν成正比 6．（2020·江苏·统考高考真题）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。

专题31 原子结构和波粒二象性——历年高考物理真题精选之黄金30题(原卷版)

历年高考物理真题精选之黄金30题专题31 原子结构和波粒二象性一、单选题1．（2021·浙江·高考真题）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。

关于量子，下列说法正确的是（）A ．是计算机运算的一种程序B ．表示运算速度的一个单位C ．表示微观世界的不连续性观念D ．类似于质子、中子的微观粒子2．（2021·辽宁·高考真题）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。

此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。

最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（）A ．玻尔B ．康普顿C ．爱因斯坦D ．德布罗意3．（2021·河北·高考真题）普朗克常量346.62610J s h -=⨯⋅，光速为c ，电子质量为e m ，则e hm c 在国际单位制下的单位是（）A ．J/sB ．mC ．J m ⋅D ．m/s4．（2021·海南·高考真题）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为k E ，已知该金属的逸出功为0W ，普朗克常量为h 。

根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率ν为（）A ．kE h B ．0W h C ．k 0E W h - D ．k 0E W h +5．（2021·天津·高考真题）光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。

为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。

紫外线进入液体后与其在真空中相比（）A ．波长变短B ．光子能量增加C ．频率降低D ．传播速度增大6．（2020·天津·高考真题）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。

高中物理第17章波粒二象性本章测评B新人教版选修3_5

第17章波粒二象性(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2015·江苏单科)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有()A.光电效应现象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等解析:光具有波粒二象性,光电效应揭示了光的粒子性,选项A正确;干涉和衍射是波所具有的特征,选项B正确;黑体辐射的实验规律可利用普朗克提出的能量子观点来解释,选项C错误;根据动量和动能的关系p=知,质子和电子的动能相等时,质子的动量大,由λ=知,质子的德布罗意波的波长小,选项D错误。

答案:AB2.(2014·上海单科)在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是()A.光电效应是瞬时发生的B.所有金属都存在极限频率C.光电流随着入射光增强而变大D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大解析:光的波动理论认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应,且光电子的初动能就大,但实验中金属表面溢出电子的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,发生是瞬时的,且入射光频率越大,光电子最大初动能越大,这与光的波动理论相矛盾,故A、B、D三项错误。

波动理论认为光强度越大,光电流越大;光电效应中认为光强度越大,光子越多,金属表面溢出的光电子越多,即光电流越大,所以该实验结果与波动理论不矛盾,故C项正确。

答案:C3恒定电压U,则它会辐射频率为ν的电磁波,且ν与U成正比,即ν=kU。

已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。

你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k的值可能为()A. B. C.2he D.解析:根据物理单位知识,表达式及变形式两侧单位是一致的,由本题中涉及的物理量:ν、U、e、h及与其有联系的能量表达式E=hν①,E=Ue②,由①②得h的单位与的单位相同,即h单位可用V·C·s表示,题中ν=kU,即k=③,单位可用表示,选项B中单位等效于,故选项B正确,A、C、D错误。

高中物理第4章波粒二象性 3 光的波粒二象性学高二物理试题

点囤市安抚阳光实验学校光的波粒二象性(建议用时：45分钟)[学业达标]1．频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为hνc，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是( )A ．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小B ．光子改变原来的传播方向，但传播速度不变C ．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大D ．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长E ．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率【解析】碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A 错误，B 正确；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c ＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，C 错误，D 、E 正确．【答案】 BDE2．关于光的本性，下列说法中正确的是 ( )A ．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性B ．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C ．光的干涉、衍射现象说具有波动性D ．光电效说具有粒子性E ．波粒二象性是光的属性【解析】光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的微粒．某现象说具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．C 、D 、E 正确，A 、B 错误．【答案】 CDE3．关于光的波粒二象性的理解正确的是 ( ) 【：11010063】A ．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B ．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C ．光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著D ．高频光是粒子，低频光是波E ．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著【解析】光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，E正确；大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，A正确；光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，B错误，C正确；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，D错误．【答案】ACE4．对光的认识，下列说法正确的是( )【：11010063】A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在某些场合下光的粒子性表现明显E．光表现出波动性还是粒子性由光的频率大小决，频率大的光就显示粒子性【解析】本题考查光的波粒二象性．光是一种概率波，少量光子的行为易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出波动性，A选项正确；光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在片上的感光所证实，B选项正确；粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，C、E选项错误，D选项正确．【答案】ABD5．为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是 ( )A．使光子一个一个地通过双缝干涉装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样B．使光子一个一个地通过双缝干涉装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样C．大量光子的运动规律显示出光的粒子性D．个别光子的运动显示出光的粒子性E．大量光子的运动规律显示出光的波动性【解析】单个光子运动具有不确性，大量光子落点的概率分布遵循一规律，显示出光的波动性．使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上会出现明显的干涉图样，A、E正确，B、C错误；由光的波粒二象性知，个别光子的运动显示出光的粒子性，D正确．【答案】ADE6．在验证光的波粒二象性的中，下列说法正确的是( )A．使光子一个一个地通过单缝，如果时间足够长，底片上会出现衍射图样B．单个光子通过单缝后，底片上会出现完整的衍射图样C．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏D．单个光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出随机性，大量光子通过单缝后打在底片上的情况呈现出规律性E．单个光子通过单缝后，出现在底片上明条纹处的概率大【解析】个别光子的行为表现出粒子性．单个光子的运动是随机的，无规律的，但出现在底片上明条纹处的概率大些，大量光子的行为表现出波动性，大量光子运动符合统计规律，通过单缝产生衍射图样，故A、D、E正确，B错误．光子通过单缝的运动路线是无规律的，故C错误．【答案】ADE7．用极微弱的可见光做双缝干涉，随着时间的增加，在屏上先后出现如图432(a)、(b)、(c)所示的图像，则下列说法正确的是( )图432A．图像(a)表具有粒子性B．图像(c)表具有波动性C．用紫外光不能产生干涉D．表是一种概率波E．表是一种电磁波【解析】用很弱的光做双缝干涉得到的图片上的一个一个无分布规律的光点，体现了光的粒子性，故A正确；经过较长时间曝光的图片(c)，出现了明暗相间的条纹，波动性较为明显，本表是一种概率波，但不能表是一种电磁波，故B、D均正确，E错误；紫外光也属于波，也能发生干涉，故C错误．【答案】ABD8．如图433所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该可以证具有________性．图433【解析】弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效现象，则证具有粒子性，所以该证明了光具有波粒二象性．【答案】波粒二象[能力提升]9．研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )【：11010064】A．能量守恒B．动量守恒C ．λ＜λ′D ．λ＞λ′E ．λ＝λ′【解析】能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观也适用于微观．光子与电子碰撞时遵循这两个守恒规律．光子与电子碰撞前光子的能量E ＝hν＝h cλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量E ′＝hν′＝h cλ′，由E ＞E ′，可知λ＜λ′，选项A 、B 、C 正确．【答案】 ABC10．光具有波粒二象性，光子的能量ε＝hν，其中频率ν表示波的特征．若某激光管以P W ＝60 W 的功率发射波长λ＝663 nm 的光束，试根据上述理论计算：该管在1 s 内发射出多少个光子？【解析】设在时间Δt 内发射出的光子数为n ，光子的频率为ν，每个光子的能量ε＝hν，所以P W ＝nhνΔt (Δt ＝1 s)．而ν＝c λ，解得n ＝P W Δt ·λhc＝6.0×1×663×10－96.63×10－34×3×108个＝2.0×1020个．【答案】 2.0×1020个11．若一个光子的能量于一个电子的静止能量，已知静止电子的能量为m 0c 2，其中m 0为电子质量，c 为光速，试问该光子的动量和波长是多少？(电子的质量取9.11×10－31kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s)【解析】一个电子静止能量为m 0c 2，按题意hν＝m 0c 2光子的动量p ＝h λ＝εc ＝m 0c 2c＝m 0c＝9.11×10－31kg×3×108m/s ≈2.73×10－22kg·m/s，光子的波长λ＝h p ＝ 6.63×10－34J·s2.73×10－22kg·m/s≈2.4×10－12m.【答案】 2.73×10－22kg·m/s 2.4×10－12m12．(2016·一中检测)光具有波粒二象性，光子的能量E ＝hν，其中频率ν表征波的特征．在爱因斯坦提出光子说之后，又提出了光子动量p 与光波波长λ的关系λ＝hp.若某激光管以P ＝60 W 的功率发射波长λ＝663 nm 的光束，试根据上述理论计算：(1)该管在1 s 内发射出多少个光子？(2)若该管发射的光束被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到的光束对它的作用力F 为多大？【解析】 (1)由能量守恒律得Pt ＝n hc λ，可得n ＝2×1020个．(2)对光子由动量理，可得F ′t ＝(p 2－p 1)n ，可得F ′＝－2×10－7N 由牛顿第三律知黑体表面所受作用力F ＝－F ′＝2×10－7N. 【答案】 2×1020个 (2)2×10－7N。

高中物理《波粒二象性》练习题(附答案解析)

高中物理《波粒二象性》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．利用公式εhν可以直接计算（）A．电流B．电压C．能量D．电阻2．用一种单色光照射某金属，产生光电子的最大初动能为E k，单位时间内发射光电子数量为n，若增大该入射光的强度，则（）A．E k增加，n增加B．E k增加，n不变C．E k不变，n不变D．E k不变，n增加3．有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）A．红光频率最大B．在空气中红光的波长最小C．红光光子的能量大于绿光光子的能量D．用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小4．如图是研究光电效应的装置，用某一频率的光束照射金属板K，有粒子逸出，则（）A．逸出的粒子带正电B．改变光束的频率，金属的逸出功随之改变C．减小光束的光强，逸出的粒子初动能减少D．减小光束的频率，金属板K可能没有粒子逸出5．下列说法正确的是（）A．变化的磁场产生电场，变化的电场不产生磁场B．黑体不反射电磁波，也不向外辐射电磁波C．原子从高能态向低能态跃迁时吸收光子的能量，等于前后两个能级之差D．波速等于波长乘以频率6．如图所示，虚线圆的半径为R，某激光器的一端固定于圆心O点，且绕O点以角速度ω转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出功率为P、波长为λ的细束激光（不计光束截面积），在虚线圆某处固定一弧形接收屏，该接收屏沿虚线圆的长度为l。

已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则在激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为（）A．lcPh RλωB．l PhcRλωC．l cPhRλωD．hRl cPωλ7．某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点．用光子能量为4.2eV的光照射到光电管上，此时电流表G有读数．向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（）A．光电子最大初动能为2.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.5eVC．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大8．像增强器是能够把亮度很低的光学图像变为足够亮度的像的真空光电管。

(必考题)高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试(答案解析)(5)

一、选择题1．(0分)[ID ：130647]氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n =4的能级向n =2的能级跃迁时辐射出可见光a ，从n =3的能级向n =2的能级跃迁时辐射出可见光b ，则（）A ．a 光的光子能量大于b 光的光子能量B ．氢原子从n =4的能级向n =3的能级跃迁时会辐射出紫外线C ．处于能级n =4的电子的动能大于能级n =2的动能D ．在真空中传播时，b 光的波长较短2．(0分)[ID ：130645]如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c 、d 连接。

用一定频率的单色光a 照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b 照射该光电管时，灵敏电流计G 的指针不偏转。

下列说法不正确的是（）A ．a 光的频率一定大于b 光的频率B ．用b 光照射光电管时，一定没有发生光电效应C ．电源正极可能与c 接线柱连接D ．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d →G →f3．(0分)[ID ：130629]如图，是氢原子的能级图，各能级能量关系为12n E E n=，其中E 1为基态能量，n 为量子数。

当原子从5n =能级跃迁到3n =能级时，释放出的一个光子能量为E ，下列说法正确的是（）A ．一个处于5n =的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出10种不同频率的光子B ．从5n =能级向低能级跃迁，跃迁到4n =能级辐射的光波长最短C ．处于3n =的氢原子跃迁到基态吸收光子能量为12.5ED ．某金属的逸出功为E ，用4n =跃迁到2n =辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为419256E 4．(0分)[ID ：130614]某金属发生光电效应，光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν之间的关系如图所示。

已知h 为普朗克常量，e 为电子电荷量的绝对值，结合图像所给信息，下列说法正确的是（）A ．频率大于0ν的入射光不可能使该金属发生光电效应现象 B ．该金属的逸出功等于0h νC ．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能会增加D ．遏止电压随入射光的频率增大而减小5．(0分)[ID ：130607]在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示．则可判断出（）A ．丙光的频率大于乙光的频率B ．甲光的频率大于乙光的频率C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能6．(0分)[ID ：130604]如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。

高中物理【光电效应波粒二象性】典型题(带解析)

高中物理【光电效应波粒二象性】典型题1．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明()A．光的本质是波B．光的本质是粒子C．光的能量在胶片上分布不均匀D．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：选C．用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；时间越长，明暗条纹越明显，说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分布不均匀，故C正确，D错误．2．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则()A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：选AB．该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由光电效应方程E k＝hν－W0，将W0＝hνc代入可知B正确，D错误．3．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则()A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了解析：选A．光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确．4．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X 射线的散射时，发现光子除了具有能量之外还具有动量，被电子散射的X 光子与入射的X 光子相比( )A ．速度减小B ．频率减小C ．波长减小D ．能量减小解析：选BD ．光速不变，A 错误；光子将一部分能量转移到电子，其能量减小，随之光子的频率减小、波长变长，B 、D 正确，C 错误．5．(多选)下列关于波粒二象性的说法正确的是( )A ．光电效应揭示了光的波动性B ．使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样C ．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释D ．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性解析：选BCD ．光电效应揭示了光的粒子性，A 错误；单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B 正确；黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性来解释，C 正确；热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，D 正确．6．如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V 时，电流表读数为零．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V 时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )A ．1.5 eV 0.6 eVB ．1.7 eV 1.9 eVC ．1.9 eV 2.6 eVD ．3.1 eV 4.5 eV解析：选C ．光子能量h ν＝2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.6 V 时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理eU ＝12m v 2m知，最大初动能E km ＝eU ＝0.6 eV ，由光电效应方程h ν＝E km ＋W 0知W 0＝1.9 eV ，对图乙，当电压表读数为2 V 时，电子到达阳极的最大动能E km ′＝E km ＋eU ′＝0.6 eV ＋2 eV ＝2.6 eV .故C 正确．7．研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．则在如图所示的光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )解析：选C ．光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C 正确．A 、B 表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误．D 表示在发生光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D 错误．8．一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为( )A ．λ1λ2λ1＋λ2B ．λ1λ2λ1－λ2C ．λ1＋λ22D ．λ1－λ22 解析：选A ．中子的动量p 1＝h λ1，氘核的动量p 2＝h λ2，同向正碰后形成的氚核的动量p 3＝p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波长λ3＝h p 3＝λ1λ2λ1＋λ2，A 正确． 9．某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料( )材料钠铜铂极限波长(nm)541 268 196 A C ．仅铜、铂能产生光电子 D ．都能产生光电子解析：选D ．根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长有的小于100 nm ，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D 正确，A 、B 、C 错误．10．用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合开关S ，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a ，0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b )．下列说法正确的是( )A ．普朗克常量为h ＝a bB ．断开开关S 后，电流表G 的示数不为零C ．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D ．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G 的示数保持不变解析：选B ．由E k ＝h ν－W 0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h ＝b a，故A 错误；断开开关S 后，仍有光电子产生，所以电流表G 的示数不为零，故B 正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C 错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表G 的示数要减小，故D 错误．11.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －W e解析：选B ．以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12m v 2m① 由光电效应方程得：nh ν＝12m v 2m＋W (n ＝2，3，4，…)② 由①②式解得：U ＝nh νe －W e(n ＝2，3，4，…)，故选项B 正确．12．美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以验证爱因斯坦方程的正确性．下图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压U c 与入射光频率ν关系图象，两金属的逸出功分别为W 甲、W 乙，如果用ν0频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为E 甲、E 乙，则下列关系正确的是( )A ．W 甲<W 乙，E 甲>E 乙B ．W 甲>W 乙，E 甲<E 乙C ．W 甲>W 乙，E 甲>E 乙D ．W 甲<W 乙，E 甲<E 乙解析：选A ．根据光电效应方程得： E km ＝h ν－W 0＝h ν－h ν0，又E km ＝qU c ，解得：U c ＝h q ν－h qν0，知U c ν图线中：当U c ＝0，ν＝ν0；由图象可知，金属甲的极限频率小于金属乙，则金属甲的逸出功小于乙的，即W 甲<W 乙．如果用频率ν0的光照射两种金属，根据光电效应方程，当入射光频率相同时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此E 甲>E 乙，A 正确．13．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为ν1和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为S ，间距为d .锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A ．d S(ν1－ν) B ．d S (ν1－ν2) C ．S d ⎝⎛⎭⎫ν－ν1νν1 D ．S d(ν－ν1) 解析：选D ．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应．通过光电效应方程知，光电子的最大初动能E km ＝h ν－h ν1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为零．根据动能定理有eU ＝E km ＝h ν－h ν1.平行板电容器的电容C ∝S d ，而Q ＝CU ，所以Q ∝S d(ν－ν1)，故D 正确．14.如图所示，有一束单色光入射到极限频率为ν0的金属板K 上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零．已知电容器的电容为C ，带电量为Q ，极板间距为d ，普朗克常量为h ，电子电量的绝对值为e ，不计电子的重力．关于电容器右侧极板的带电情况和入射光的频率ν，以下判断正确的是( )A．带正电，ν0＋QeCh B．带正电，ν0＋QeChdC．带负电，ν0＋QeCh D．带负电，ν0＋QeChd解析：选C．以最大初动能入射至电容器的电子经板间电场到达右侧极板速度刚好为0，说明电场力做负功，电场强度方向向右，右侧极板所带电荷为负电荷，且－eU＝0－E k0，其中由电容器电压与电荷量的关系知U＝QC，由最大初动能与单色光入射频率的关系知E k0＝hν－hν0；代入化简可得ν＝ν0＋QeCh，故C正确．。

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波粒二象性高考真题链接
1．(全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为 1.28×10－19J．已知普朗克常量为 6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()
A．1×1014 Hz B．8×1014 Hz
C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz
解析：选B根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0＝h c
λ－hν0，代入数据
解得ν0≈8×1014 Hz，B正确．
2．(北京卷)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上首个最强的极紫外激光脉冲，“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)() A．10－21 J B．10－18 J
C．10－15 J D．10－12 J
解析：选B能够电离一个分子的能量即为一个极紫外波段的光子所具有的能量
E＝hν＝h c
λ＝6.6×10－
34×
3×108
100×10－9
J≈2×10－18 J，B选项正确．
3．(上海卷)光子的能量与其()
A．频率成正比B．波长成正比C．速度成正比D．速度平方成正比
解析：选A由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝h c
λ，可见光子的能量与其频率成正
比、与其波长成反比，A正确，B错误；由于任意能量的光子在真空中传播的速度都是相同的，故C、D错误．
4．(北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果.
A．两组实验采用了不同频率的入射光
B．两组实验所用的金属板材质不同
C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV
D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
解析：选B由于光子的能量E＝hν，又入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A项正确；由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋E k，可求出两组实验的逸出功均为3.1 eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B项错误；由hν＝W ＋E k，逸出功W＝3.1 eV可知，若入射光子能量为5.0 eV，则逸出光电子的最大动能为1.9 eV，C项正确；相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D项正确．
5．(多选)(广东卷)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，下列说法正确的是()
A．增大入射光的强度，光电流增大
B．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
解析：选AD增大入射光强度，使单位时间内逸出的光电子数增加，因此光电流增大，选项A正确；能否发生光电效应与照射光的频率有关，与光的强度无关，选项B错误；当照射光的频率小于ν，但仍大于极限频率时发生光电效应，选项C错误；由E km＝hν－W，增加照射光的频率，光电子的最大初动能变
大，选项D正确．
6．(北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．
光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)()
A．U＝hν
e－
W
e B．U＝
2hν
e－
W
e
C．U＝2hν－W D．U＝5hν
2e－
W
e
解析：选B同频率的光照射阴极K，普通光不能使其发生光电效应，而强激光能使其发生光电效应，说明一个电子吸收了多个光子．设吸收的光子个数为n，光电子逸出的最大初动能为E k，由光电效应方程知：E k＝nhν－W(n≥2)；光
电子逸出后克服电场力做功，由动能定理知E k＝eU，联立上述两式得U＝nhνe－
W
e，当n＝2时，即为B选项，其他选项均不可能．
7．(江苏卷)光电效应实验中，用波长为λ0的单色光A 照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出．当波长为λ0
2的单色光B 照射该金属板时，光电子的最大初动能为________，A 、B 两种光子的动量之比为________．(已知普朗克常量为h 、光速为c )
解析：逸出功W 0＝hνc ＝hc λ0
，根据爱因斯坦光电效应方程E km ＝hν－W 0＝2hc
λ
－hc λ0＝hc λ0，再由p ＝h λ，可得p A p B
＝h
λA h λB
＝12.
答案：hc
λ0
1∶2
8．(江苏卷)质子(11H)和α粒子(24He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波长之比为________．
解析：根据p ＝2mE k ，因为质子质量小于α粒子质量，所以质子动量小于α粒子动量；根据λ＝h
p ，且p H ∶p α＝1∶2，则λH ∶λα＝2∶1.
答案：小于 2∶1
9．(全国卷Ⅰ)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．
解析：根据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝hνe －W 0e ，故h
e ＝k ，b ＝－W 0
e ，得h ＝ek ，W 0＝－eb .
答案：ek －eb。