2026年高考物理复习热搜题速递之原子结构和波粒二象性

第52页（共52页）2026年高考物理复习热搜题速递之原子结构和波粒二象性一．选择题（共10小题）1．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则（）A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能将减小 C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D．有可能不发生光电效应2．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-An2，式中n＝1，2，3…A．316A B．716A C．1116A D3．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是（）A． B． C． D．4．现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为dn，其中n＞1．已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量eA．n2B．（md2hC．d2D．n5．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时（）A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出 C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子6．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长 B．频率 C．能量 D．动量7．氢原子基态的能量为E1＝﹣13.6eV，若用一束能量为13.5eV的电子束轰击处于基态的氢原子，则氢原子经单次碰撞被激发到的激发态最大的量子数n等于（）A．1 B．11 C．11.7 D．128．根据爱因斯坦的“光子说”可知（）A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B．光的波长越大，光子的能量越小 C．一束单色光的能量可以连续变化 D．只有光子数很多时，光才具有粒子性9．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）A．阴极射线本质是氢原子 B．阴极射线本质是电磁波 C．阴极射线本质是电子 D．阴极射线本质是X射线10．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2，以h表示普朗克常量，A．12hcλ B．23hcλ二．多选题（共5小题）（多选）11．有关氢原子光谱的说法正确的是（）A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关（多选）12．光电效应实验中，下列表述正确的是（）A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子（多选）13．下列说法正确的是（）A．β、γ射线都是电磁波 B．原子核中所有核子单独存在时质量总和大于该原子核的总质量 C．在LC振荡电路中，电容器刚放电时，电容器极板上电量最多，回路电流最小 D．处于n＝4激发态的氢原子共能辐射4种不同频率的光子（多选）14．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（多选）15．图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是（）A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C．只要增大电压，光电流就会一直增大 D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 E．遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大三．解答题（共5小题）16．我国自行研制的一种大型激光器，能发出频率为νν、功率为P0的高纯度和高亮度激光。如图所示，光电管的阴极K用某金属制成，闭合开关S，当该激光射向阴极，产生了光电流。移动变阻器的滑片P，当光电流恰为零时，电压表的示数为Ue，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c。求：（1）激光器发出的光子的动量p；（2）光电管阴极K的截止频率vc；（3）若该激光垂直照射到某纯黑物体表面时能被完全吸收，纯黑物体受到该激光的压力17．如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为ν1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1；用频率为ν2的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数U2。（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。（3）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器，其发射功率P为3×107W。若发射的微波可视为球面波，请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。（估算中取π≈3）18．我们知道，根据光的粒子性，光的能量是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，光子具有动量（hv/c）和能量（hv），当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力。光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压。联想到人类很早就会制造并广泛使用的风帆，能否做出利用太阳光光压的“太阳帆”进行宇宙航行呢？1924年，俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔明确提出“用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度”，首次提出了太阳帆的设想。但太阳光压很小，太阳光在地球附近的光压大约为10﹣6N/m2，但在微重力的太空，通过增大太阳帆面积，长达数月的持续加速，使得太阳帆可以达到甚至超过宇宙速度。IKAROS是世界第一个成功在行星际空间运行的太阳帆。2010年5月21日发射，2010年12月8日，IKAROS在距离金星80，800公里处飞行掠过，并进入延伸任务阶段。设太阳单位时间内向各个方向辐射的总能量为E，太空中某太阳帆面积为S，某时刻距太阳距离为r（r很大，故太阳光可视为平行光，太阳帆位置的变化可以忽略），且帆面和太阳光传播方向垂直，太阳光频率为ν，真空中光速为c，普朗克常量为h。（1）当一个太阳光子被帆面完全反射时，求光子动量的变化ΔP，判断光子对太阳帆面作用力的方向。（2）计算单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数。（3）事实上，到达太阳帆表面的光子一部分被反射，其余部分被吸收。被反射的光子数与入射光子总数的比，称为反射系数。若太阳帆的反射系数为ρ，求该时刻太阳光对太阳帆的作用力。19．（1）人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律。请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s，求该紫外线的波长λ（电子质量me＝9.11×10﹣31kg，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，1eV＝1.60×10﹣19J）（2）风力发电是一种环保的电能获取方式。图为某风力发电站外观图。设计每台风力发电机的功率为40kW．实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29kg/m3，当地水平风速约为10m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？20．美国物理学家密立根通过油滴实验精确测量出电子的电荷量。测量原理是：让一些体积非常微小的带电油滴进入电场中，当电场力恰好与油滴所受重力平衡时，油滴处于悬浮状态。如图所示，匀强电场的电场强度大小为E，方向竖直向下，一滴质量为m的油滴恰好静止于电场中的P点，重力加速度为g。问：（1）油滴带何种电荷；（2）油滴所带电荷量q的大小。

2026年高考物理复习热搜题速递之原子结构和波粒二象性（2025年10月）参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）题号12345678910答案CCADCABBCB二．多选题（共5小题）题号1112131415答案BCCDBCADABE一．选择题（共10小题）1．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则（）A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能将减小 C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D．有可能不发生光电效应【考点】光电效应现象及其物理意义．【专题】光电效应专题．【答案】C【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目．【解答】解：A、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔。故A错误。B、根据光电效应方程知，EKM＝hγ﹣W0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变。故B错误。C、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，光电流减弱，C正确。D、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应。故D错误。故选：C。【点评】解决本题的关键知道发生光电效应的条件，以及知道光的强弱会影响单位时间内发出光电子的数目．2．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-An2，式中n＝1，2，3…A．316A B．716A C．1116A D【考点】分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）．【专题】压轴题；信息给予题；原子的能级结构专题．【答案】C【分析】根据能级公式算出第1能级和第2能级能量，从而算出原子从2能级向1能级跃迁时释放的能量，而该能量使n＝4能级上电子恰好电离后剩余能量即为俄歇电子的动能。【解答】解：由题意可知n＝1能级能量为：E1＝﹣A，n＝2能级能量为：E2=-A4，从n＝2能级跃迁到n从n＝4能级能量为：E4=-所以从n＝4能级电离后的动能为：Ek=ΔE-E故选：C。【点评】本题考查了原子的能级公式和跃迁，对于该类问题要正确计算原子跃迁时释放或吸收的能量，以及电离能的计算。3．在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管。若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是（）A． B． C． D．【考点】爱因斯坦光电效应方程．【专题】光电效应专题；理解能力．【答案】A【分析】光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大。光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零。eU截=12mvm2＝hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大【解答】解：光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大，由于入射光的频率没有变，故遏止电压相同，即图线与横轴的交点相同。由于a光的光强大于b光的光强，所以a的饱和电流大于b的饱和电流。故A故符合要求，故A正确、BCD错误。故选：A。【点评】解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截=12mvm2＝hγ﹣4．现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构．为满足测量要求，将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为dn，其中n＞1．已知普朗克常量h、电子质量m和电子电荷量e，电子的初速度不计，A．n2B．（md2hC．d2D．n【考点】德布罗意波的公式；动能定理的简单应用；从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题．【专题】计算题；压轴题．【答案】D【分析】因电子在传播过程为形成物质波，故在测量中应使波长较小；由德布罗意波的波长公式可知电子的动量及速度；则可求得电子的动能，由动能定理可求得加速电压．【解答】解：物质波的波长λ=h则dv=由动能定理可得：Ue=12解得U=n故选：D。【点评】因波长越大越容易发生衍射现象，故在使用电子显微镜时必须要求波长小于某一值才能让测量更精确．5．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时（）A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出 C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子【考点】光电效应现象及其物理意义．【专题】光电效应专题．【答案】C【分析】当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有光电子从锌板逸出．【解答】解：紫外线照射锌板，发生光电效应，此时锌板中有电子逸出，锌板失去电子带正电。故C正确，A、B、D错误。故选：C。【点评】解决本题的关键知道光电效应的实质，知道锌板失去电子带正电．6．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长 B．频率 C．能量 D．动量【考点】爱因斯坦光电效应方程；光子的动量；光电效应现象及其物理意义．【专题】光电效应专题．【答案】A【分析】根据爱因斯坦光电效应方程列式，分析钙逸出的光电子波长、频率、能量和动量大小．金属的逸出功W0＝hγc，γc是金属的截止频率．【解答】解：根据爱因斯坦光电效应方程得：Ek＝hγ﹣W0，又W0＝hγc联立得：Ek＝hγ﹣hγc，据题：钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钙表面逸出的光电子最大初动能较小，由P=2mEk，可知该光电子的动量较小，根据λ=h故选：A。【点评】解决本题的关键要掌握光电效应方程，明确光电子的动量与动能的关系、物质波的波长与动量的关系λ=h7．氢原子基态的能量为E1＝﹣13.6eV，若用一束能量为13.5eV的电子束轰击处于基态的氢原子，则氢原子经单次碰撞被激发到的激发态最大的量子数n等于（）A．1 B．11 C．11.7 D．12【考点】分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）．【专题】定性思想；推理法；原子的能级结构专题．【答案】B【分析】先求出氢原子全部吸收电子的动能后的能量值，然后根据氢原子的能级图：En=E1n【解答】解：若用一束能量为13.5eV的电子束轰击处于基态的氢原子，则氢原子最多可以全部吸收电子的能量，氢原子吸收能量后的能量值为：En＝E1+Ek＝﹣13.6+13.5＝﹣0.1eV=由于n只能取正整数当n＝11时：E当n＝12时，E由于|可知氢原子不能全部吸收13.5eV的能量，只能吸收一部分的能量，然后跃迁到n＝11的能级。故B正确，ACD错误故选：B。【点评】该题考查玻尔理论，在解答的过程中要注意：氢原子可以吸收全部的电子的动能，也可以吸收电子动能的一部分，而氢原子只能吸收全部的光子的能量！8．根据爱因斯坦的“光子说”可知（）A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B．光的波长越大，光子的能量越小 C．一束单色光的能量可以连续变化 D．只有光子数很多时，光才具有粒子性【考点】光子与光子的能量．【答案】B【分析】爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量与频率成正比，即E＝hν（h＝6.626×10﹣34J．S）【解答】解：A、“光子说”提出光子即有波长又有动量，是波动说和粒子说的统一，故A错误；B、光的波长越大，根据v＝λf，频率越小，故能量E＝hν越小，故B正确；C、爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E＝hν，故光的能量是不连续的，故C错误；D、当光子数很少时，显示粒子性；大量光子显示波动性，故D错误；故选：B。【点评】爱因斯坦的“光子说”很好地将光的粒子性和波动性统一起来，即单个光子显示粒子性，大量光子显示波动性．9．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）A．阴极射线本质是氢原子 B．阴极射线本质是电磁波 C．阴极射线本质是电子 D．阴极射线本质是X射线【考点】阴极射线与阴极射线管的应用．【答案】C【分析】首先知道阴极射线的实质是电子流，电子的电量与氢离子的电量相等，即可求解．【解答】解：阴极射线是电子流，电子带负电。故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】解决本题的关键知道阴极射线的性质，阴极射线有两个性质，一是垂直于阴极，二是带有负电，并且总是从阴极出发，终点与阳极无关，基础题．10．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2，以h表示普朗克常量，A．12hcλ B．23hcλ【考点】金属材料的逸出功．【专题】爱因斯坦的质能方程应用专题．【答案】B【分析】根据光速、频率、波长之间的关系可知光子的能量为E=【解答】解：光子能量为：E=h根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：Ek=根据题意：λ1＝λ，λ2=34λ，Ek1：EK2联立①②③可得逸出W=2hc3故选：B。【点评】本题比较简单，但是涉及物理量比较多，在应用公式的同时要理清物理量之间的关系．二．多选题（共5小题）（多选）11．有关氢原子光谱的说法正确的是（）A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关【考点】氢原子光谱及巴耳末公式．【专题】计算题．【答案】BC【分析】本题目的是考查玻尔理论：①氢原子的轨道是不连续的，是一些特殊的分立的值，电子只能在这些轨道上绕原子核运动．②电子在不同的轨道上运动时对应不同的能量值，原子只能处于一系列能量不连续的状态中．③当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时只能吸收或发射特定频率的光子．【解答】解：由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能级En=1n2当氢原子从较高轨道跃第n能级迁到较低轨道第m能级时，发射的光子的能量为E＝En﹣Em=1n2显然n、m的取值不同，发射光子的频率就不同故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能力差有关故D错误。由于氢原子发射的光子的能量：E＝En﹣Em=1所以发射的光子的能量值E是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，故A错误B正确。故选：BC。【点评】玻尔理论在高中阶段要求层次较低，难度不大，涉及内容较固定，只要掌握好玻尔理论的内容，即可解决这类问题．（多选）12．光电效应实验中，下列表述正确的是（）A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子【考点】光电流及其影响因素；遏止电压及其影响因素；光电效应的截止频率．【答案】CD【分析】发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，遏制电压与最大初动能有关，入射光的频率越大．最大初动能越大．光强不一定能发生光电效应，不一定有光电流，在发生光电效应时，入射光的强度影响光电流的大小．【解答】解：A、光电流的大小与光照时间无光，与光的强度有关。故A错误。B、发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光强，不一定能发生光电效应。故B错误。C、根据光电效应方程Ekm＝eUc＝hγ﹣W0，知遏止电压与入射光的频率有关。故C正确。D、发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率。故D正确。故选：CD。【点评】解决本题关键掌握光电效应的条件和规律．知道光电流的大小在发生光电效应的前提下，与入射光的强度有关．（多选）13．下列说法正确的是（）A．β、γ射线都是电磁波 B．原子核中所有核子单独存在时质量总和大于该原子核的总质量 C．在LC振荡电路中，电容器刚放电时，电容器极板上电量最多，回路电流最小 D．处于n＝4激发态的氢原子共能辐射4种不同频率的光子【考点】分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）；分析能级跃迁过程中释放的光子种类；电磁波的产生．【专题】定性思想；推理法；原子的能级结构专题．【答案】BC【分析】根据数学组合Cn2，即可求得几种光子；β射线实际上是中子转变成质子而放出的电子；核子结合成原子核时要释放能量，由质能方程【解答】解：A、β射线为高速电子流，不是电磁波，故A错误；B、根据选修3﹣5教材82页的解释，原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，故B正确。C、LC振荡电路中，电容器开始放电时，由于自感线圈阻碍电流，因此回路电路从小变大，故C正确。D、N＝4激发态的氢原子可以放出C42=6故选：BC。【点评】考查跃迁放出与吸收的光子，注意β射线从何而来，及衰变的类型与区别，掌握比结合能与结合能的不同，及理解质能方程的含义．（多选）14．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【考点】光电效应现象及其物理意义．【专题】定量思想；推理法；光电效应专题．【答案】AD【分析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素【解答】解：A、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大，故A正确；B、入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故B错误；C、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当改变频率小于ν，但不一定小于极限频率，故C错误D、在光电效应中，根据光电效应方程知，Ekm＝hv﹣W0，入射光的频率越高，光电子最大初动能越大。故D正确故选：AD。【点评】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，并能灵活运用．（多选）15．图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是（）A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C．只要增大电压，光电流就会一直增大 D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 E．遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大【考点】光电流与电压的关系图像；光电效应的条件和判断能否发生光电效应；光电流及其影响因素；遏止电压及其影响因素；爱因斯坦光电效应方程．【专题】定性思想；推理法；光电效应专题．【答案】ABE【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目．根据光电效应方程得出最大遏止电压与入射光的频率的关系．【解答】解：A、由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A正确。B、根据光电效应方程知，Ekm＝hv﹣W0＝eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B正确。C、增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故C错误。D、发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D错误。E、根据Ekm＝eUc中，遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大，故E正确。故选：ABE。【点评】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道影响光电子最大初动能的因素，注意遏止电压与入射光的频率有关，与光的强度无关．三．解答题（共5小题）16．我国自行研制的一种大型激光器，能发出频率为νν、功率为P0的高纯度和高亮度激光。如图所示，光电管的阴极K用某金属制成，闭合开关S，当该激光射向阴极，产生了光电流。移动变阻器的滑片P，当光电流恰为零时，电压表的示数为Ue，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c。求：（1）激光器发出的光子的动量p；（2）光电管阴极K的截止频率vc；（3）若该激光垂直照射到某纯黑物体表面时能被完全吸收，纯黑物体受到该激光的压力【考点】爱因斯坦光电效应方程；光子的动量；动量定理的内容和应用．【专题】计算题；定性思想；推理法；光电效应专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）依据德布罗意波公式，结合c＝λv，即可求解；（2）根据动能定理与光电效应方程，结合极限频率与遏止电压的概念，即可求解；（3）依据动量定理，结合光子数目公式n=P【解答】解：（1）由德布罗意波公式，P=h结合c＝λv解得：光子的动量P=h（2）由动能定理，可得：eUc＝Ekm；由光电效应方程，Ekm＝hv﹣W0；解得：W0＝hv﹣eUc；再由W0＝hvc；解得：vc＝v-e（3）由动量定理：Ft＝ΔP而t时间内光子个数为：n=t时间内动量变化量：ΔP＝nP解得：F=答：（1）激光器发出的光子的动量hv（2）光电管阴极K的截止频率v-e（3）若该激光垂直照射到某纯黑物体表面时能被完全吸收，纯黑物体受到该激光的压力P0【点评】考查德布罗意波公式，掌握动能定理与动量定理的应用，理解光电效应方程的内容，注意正确建立物理模型是解题的关键。17．如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为ν1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U1；用频率为ν2的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数U2。（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。（3）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器，其发射功率P为3×107W。若发射的微波可视为球面波，请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。（估算中取π≈3）【考点】光电效应现象及其物理意义；爱因斯坦光电效应方程；用能量守恒定律解决实际问题．【专题】计算题；定量思想；推理法；光电效应专题；推理论证能力．【答案】（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动；（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式为h==e（3）大引起神经混乱的有效攻击的最远距离为100m。【分析】（1）根据电路图，当电子受到电场阻力运动时，则微安表示数才可能为零，从而可确定a、b电势高低；再根据光电效应方程，结合遏止电压和最大初动能的关系求出普朗克常量。（2）当入射光子的频率大于金属的逸出功时，会发生光电效应，根据光电效应方程判断光电子最大初动能与什么因素有关，而光子数目越多，则产生光电流越大。（3）根据单位面积接收的微波功率求出接触的面积，抓住发射的微波为球面波，结合球面面积公式求出球的半径，即有效的攻击距离ν【解答】解：（1）根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有K的电势高于A点，即触头P向a端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零；（2）根据光电效应方程得，Ek1＝hν1﹣W0＝eU1。Ek2＝hν2﹣W0＝eU2联立两式解得：h=（3）引起神经混乱时，单位面积接收的微波功率达到250W/m2，则接触面积：s=因为发射的微波可视为球面波，所以接触面积：s＝4πR2，代入数据解得：R＝100m；答：（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动；（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式为h=e（3）大引起神经混乱的有效攻击的最远距离为100m。【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能的关系，注意理解遏止电压的含义。解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目。18．我们知道，根据光的粒子性，光的能量是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，光子具有动量（hv/c）和能量（hv），当光子撞击到光滑的平面上时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的作用力。光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压。联想到人类很早就会制造并广泛使用的风帆，能否做出利用太阳光光压的“太阳帆”进行宇宙航行呢？1924年，俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔明确提出“用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度”，首次提出了太阳帆的设想。但太阳光压很小，太阳光在地球附近的光压大约为10﹣6N/m2，但在微重力的太空，通过增大太阳帆面积，长达数月的持续加速，使得太阳帆可以达到甚至超过宇宙速度。IKAROS是世界第一个成功在行星际空间运行的太阳帆。2010年5月21日发射，2010年12月8日，IKAROS在距离金星80，800公里处飞行掠过，并进入延伸任务阶段。设太阳单位时间内向各个方向辐射的总能量为E，太空中某太阳帆面积为S，某时刻距太阳距离为r（r很大，故太阳光可视为平行光，太阳帆位置的变化可以忽略），且帆面和太阳光传播方向垂直，太阳光频率为ν，真空中光速为c，普朗克常量为h。（1）当一个太阳光子被帆面完全反射时，求光子动量的变化ΔP，判断光子对太阳帆面作用力的方向。（2）计算单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数。（3）事实上，到达太阳帆表面的光子一部分被反射，其余部分被吸收。被反射的光子数与入射光子总数的比，称为反射系数。若太阳帆的反射系数为ρ，求该时刻太阳光对太阳帆的作用力。【考点】光具有波粒二象性；动量定理的内容和应用．【专题】计算题；定性思想；推理法；光电效应专题．【答案】见试题解答内容【分析】（1）根据动量变化量公式和动量定理直接求出ΔP大小，利用符号的正负来判断作用力的方向；（2）先算出单位时间内到达太阳帆表面上光的总能量，再除以太阳帆的表面积可求出结果；（3）先算出被反射光的ΔP1，再算出吸收光的ΔP2，然后整体运用动量定理求解相应的作用力。【解答】解：（1）规定光子的初速度方向为正方向，因此光子动量的变化Δp=-p根据动量定理Ft＝Δp，可知光子对太阳帆面作用力的方向与入射光子速度方向相反。（2）由于每个光子能量为：E0＝hν，而单位时间内到达太阳帆光能量E总=S则单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数光子数为：N=（3）在时间Δt，反射光子动量变化Δp吸收光子动量变化Δp根据动量定理FΔt＝Δp1+Δp2，解得：F=答：（1）光子动量的变化Δp=2hν（2）单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数N=（3）该时刻太阳光对太阳帆的作用力为F=【点评】解答本题的关键是：要熟练掌握动量变化量的公式，注意正负方向的选择；同时在必要的时候可以整体运用动量定理来求解太阳光对太阳帆的作用力。19．（1）人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律。请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s，求该紫外线的波长λ（电子质量me＝9.11×10﹣31kg，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J•s，1eV＝1.60×10﹣19J）（2）风力发电是一种环保的电能获取方式。图为某风力发电站外观图。设计每台风力发电机的功率为40kW．实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29kg/m3，当地水平风速约为10m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？【考点】爱因斯坦光电效应方程；光子的动量；用能量守恒定律解决实际问题．【专题】计算题．【答案】见试题解答内容【分析】明确爱因斯坦的光子说的内容和正确应用光电效应方程即可解决（1）题；解决（2）题的关键是建立正确的模型，即风的动能转换为电能。【解答】解：（1）爱因斯坦提出的光子说很好的解释了光电效应现象。由爱因斯坦光电效应方程：EK＝hv﹣W0①光速、波长、频率之间关系：c＝λv②联立①②得紫外线的波长为：λ=（2）风力发电过程是利用风的动能转化为电能；设发电机的叶片长度为r，则单位时间内吹过叶片的风的体积为：V＝vπr2则单位时间内风的动能为：EK=12mv联立③④得风力发电机的叶片长度为：r＝10m。【点评】本题考查了光子说、光电效应方程、能量守恒定律，比较简单，但是在运算中容易出错。20．美国物理学家密立根通过油滴实验精确测量出电子的电荷量。测量原理是：让一些体积非常微小的带电油滴进入电场中，当电场力恰好与油滴所受重力平衡时，油滴处于悬浮状态。如图所示，匀强电场的电场强度大小为E，方向竖直向下，一滴质量为m的油滴恰好静止于电场中的P点，重力加速度为g。问：（1）油滴带何种电荷；（2）油滴所带电荷量q的大小。【考点】密立根油滴实验；从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题．【专题】定量思想；方程法；带电粒子在复合场中的运动专题．【答案】见试题解答内容【分析】根据受力分析，结合平衡条件，来判定电场力方向，再依据电场强度的方向，确定电荷的电性；根据电场力等于重力，从而求得电量的大小。【解答】解：（1）由题意可知，电场力与重力平衡，由于电场强度方向向下，则电场力向上，因此油滴带负电；（2）根据平衡条件，则有：qE＝mg解得：q=答：（1）油滴带负电；（2）油滴所带电荷量q的大小为mgE【点评】考查平衡条件的应用，掌握受力分析的方法，注意负电荷的电场力方向与电场强度的方向关系。

考点卡片1．动能定理的简单应用【知识点的认识】1.动能定理的内容：合外力做的功等于动能的变化量。2.表达式：W合＝ΔEk＝Ek末﹣Ek初3.本考点针对简单情况下用动能定理来解题的情况。【命题方向】如图所示，质量m＝10kg的物体放在水平地面上，物体与地面的动摩擦因数μ＝0.2，g＝10m/s2，今用F＝50N的水平恒力作用于物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，作用时间t＝6s后撤去F，求：（1）物体在前6s运动的过程中的加速度；（2）物体在前6s运动的位移（3）物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功。分析：（1）对物体受力分析知，物体做匀加速运动，由牛顿第二定律就可求出加速度；（2）用匀变速直线运动的位移公式即可求得位移的大小；（3）对全程用动能定理，可以求得摩擦力的功。解答：（1）对物体受力分析，由牛顿第二定律得F﹣μmg＝ma，解得a＝3m/s2，（2）由位移公式得X=12at2=12×3×6（3）对全程用动能定理得FX﹣Wf＝0Wf＝FX＝50×54J＝2700J。答：（1）物体在前6s运动的过程中的加速度是3m/s2；（2）物体在前6s运动的位移是54m；（3）物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功为2700J。点评：分析清楚物体的运动过程，直接应用牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律求解即可，求摩擦力的功的时候对全程应用动能定理比较简单。【解题思路点拨】1．应用动能定理的一般步骤（1）选取研究对象，明确并分析运动过程。（2）分析受力及各力做功的情况①受哪些力？②每个力是否做功？③在哪段位移哪段过程中做功？④做正功还是负功？⑤做多少功？求出代数和。（3）明确过程始末状态的动能Ek1及Ek2。（4）列方程W总＝Ek2﹣Ek1，必要时注意分析题目潜在的条件，补充方程进行求解。注意：①在研究某一物体受到力的持续作用而发生状态改变时，如涉及位移和速度而不涉及时间时应首先考虑应用动能定理，而后考虑牛顿定律、运动学公式，如涉及加速度时，先考虑牛顿第二定律。②用动能定理解题，关键是对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出物体运动过程的草图，以便更准确地理解物理过程和各物理量的关系。有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，在计算外力做功时更应引起注意。2．动量定理的内容和应用【知识点的认识】1．内容：物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量．2．表达式：p′﹣p＝I或mv﹣mv0＝Ft．3．用动量概念表示牛顿第二定律：由mv﹣mv0＝Ft，得到F=mv-mv0【命题方向】篮球运动员通常要伸出两臂迎接传来的篮球，接球时，两臂随球迅速收缩至胸前，这样可以（）A、减小篮球对手的冲量B、减小篮球对人的冲击力C、减小篮球的动量变化量D、增大篮球的动量变化量分析：分析接球的动作，先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理即可分析。解答：A、先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球引至胸前，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得：﹣Ft＝0﹣mv，解得：F=mvt，当时间增大时，作用力就减小，而冲量和动量的变化量都不变，故A错误C、运动员接球过程，球的末动量为零，球的初动量一定，则球的动量的变化量一定，故CD错误。故选：B。点评：本题主要考查了动量定理的直接应用，应用动量定理可以解题，解题时要注意，接球过程球的动量变化量一定，球与手受到的冲量一定，球动量的变化量与冲量不会因如何接球而改变。【解题方法点拨】1．动量、动量的变化量、冲量、力都是矢量．解题时，先要规定正方向，与正方向相反的，要取负值．2．恒力的冲量用恒力与力的作用时间的乘积表示，变力的冲量计算，要看题目条件确定．如果力随时间均匀变化，可取平均力代入公式求出；力不随时间均匀变化，就用I表示这个力的冲量，用其它方法间接求出．3．只要涉及了力F和力的作用时间t，用牛顿第二定律能解答的问题、用动量定理也能解答，而用动量定理解题，更简捷．3．从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题【知识点的认识】本考点旨在针对需要从能量转化与守恒的角度解决的电场问题，可能涉及到功能关系、动能定理、能量守恒、机械能守恒定律、电场力做功与电势能的变化等情况。【命题方向】图所示，轨道由粗糙斜面AB、DF与半径为R的光滑圆弧BCD组成，斜面的动摩擦因数为0.5，斜面与水平面间的夹角60°，∠BOD＝120°，虚线BM左侧、DN右侧分布等大反向匀强电场E，带电量为﹣q（q＞0）的物块从A点以6gR的初速度沿斜面向下运动，物块质量为m，物块可视为质点。AB长度为2R，电场强度大小为3mgq，重力加速度为A、物块到B点时的速度为2B、物块在最低点的最大压力为3mgC、物块最终在圆弧BCD做往返运动D、物块在斜面运动的总路程为3R分析：从A到B的过程，根据动能定理，可以得到B点时的速度；从B到C用动能定理，可以得到C点的速度，结合竖直面的圆周运动规律和牛顿第三定律，可以计算C点的压力；根据对物块在斜面的受力分析，可以判断其会停在斜面上还是会在圆弧内圆周运动；根据全过程动能定理可以判断其总路程。解答：A、对物块在左侧斜面上释放时进行受力分析，可以得到如图：在垂直于斜面的方向上：mgcos60°+qEsin60°＝N，此时摩擦力为滑动摩擦力，故：f＝μN，解得N＝2mg，在物块从A到B的过程中，对物块应用动能定理：mg⋅2Rsin60°-qEB、在物块从B到C的过程中，对物块应用动能定理：mgR(1-cos60°)=12mvC2-1CD、物块从B到右侧的过程，设到某点速度减为0，在右侧斜面的位移为x，则在该过程中：-mgxsin60°-qExcos60°-μNx=0-12mvB2，解得：x＝R，此时摩擦力反向，之后：mgsin60°＝qEcos60°，摩擦力减为0，物块刚好可以在斜面上静止，总路程故选：AD。点评：本题考查涉及电场力的功能关系问题，注意当速度减为0时，摩擦力可以突变，方向大小皆可变。在计算物块对地面压力时，根据圆周运动规律得到支持力后，要写结合牛顿第三定律得到压力。【解题思路点拨】电场中的功能关系如下：1.合力做功等于物体动能的变化量，即W合＝ΔEk，这里的W合指合外力做的功。2.静电力做功决定带电体电势能的变化量，即WAB＝EPA﹣EPB＝﹣ΔEP。这与重力做功和重力势能变化之间的关系类似。3.只有静电力做功时，带电体电势能与机械能的总量不变，即EP1+E机1＝EP2+E机2。这与只有重力做功时，物体的机械能守恒类似。4．用能量守恒定律解决实际问题【知识点的认识】1.能量守恒定律是自然界最基础的定律之一，可以用来解决实际的问题。2.能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变，叫能量守恒定律．【命题方向】春天，农民需要用水泵给缺水农田灌溉，已知水泵能在1h内将3×105kg的水抽到12m高处．（1）连续工作5h，所做的有用功是多少？（2）若水泵的工作效率为80%，则水泵5h内所做总功功率是多少？（3）若此水泵用一柴油机带动，假设柴油机完全燃烧所释放的内能有40%转化为水的机械能，则每小时消耗多少柴油？（柴油热值为3×107J/kg，g取10N/kg）分析：（1）由功的计算公式可以求出所做的有用功．（2）由效率公式求出总功，然后由功率公式求出功率．（3）求出柴油释放飞能量，然后求出柴油的质量．解答：（1）5h有用功为：W＝nGh＝nmgh＝5×3×105×10×12＝1.8×108J；（2）5h水泵做的总功：W总=Wη=1.8×1功率：P=W总t=（3）5h柴油机燃烧柴油释放的能量：Q=W总η=由Q＝mq可知，需要柴油的质量：m=Qq每小时消耗柴油的质量：18.75kg5答：（1）连续工作5h，所做的有用功是1.8×108J；（2）若水泵的工作效率为80%，则水泵5h内所做总功功率是1.25×104W；（3）每小时消耗多少柴油为3.75kg．点评：本题考查了求功、功率、求柴油的质量，应用功的计算公式、效率公式、功率公式与热值公式即可正确解题．【解题思路点拨】应用能量转化守恒定律解题的步骤（1）分清有几种形式的能在变化，如动能、势能（包括重力势能、弹性势能、电势能）、内能等．（2）明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量△E减和增加的能量△E增的表达式．（3）列出能量守恒关系式：△E减＝△E增．5．电磁波的产生【知识点的认识】1.麦克斯韦从理论上预见，电磁波在真空中的传播速度等于光速，由此麦克斯韦语言了光是一种电磁波。2.电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。【命题方向】关于电磁波，下列说法正确的是（）A、电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B、周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C、电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D、电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失分析：电磁波在真空中的传播速度都相同。变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波。电磁波是横波，传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直。当波源的电磁振荡停止时，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失。解答：A、电磁波在真空中的传播速度均相同，与电磁波的频率无关，故A正确；B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，相互激发，形成电磁波，故B正确；C、电磁波是横波，每一处的电场强度和磁场强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，故C正确；D、当电磁振荡停止了，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会消失，还要继续传播，故D错误。故选：ABC。点评：此题考查了电磁波的发射、传播和接收，解决本题的关键知道电磁波的特点，以及知道电磁波产生的条件。【解题思路点拨】1.变化的电场和磁场由进及远地向周围传播，形成了电磁波。2.电磁振荡产生电磁波时，即使电磁振荡停止了，已经发出的电磁波是不会消失的。会继续传播下去。6．光电效应现象及其物理意义【知识点的认识】1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．特别提醒：（1）光电效应的实质是光现象转化为电现象．（2）定义中的光包括可见光和不可见光．2．几个名词解释（1）遏止电压：使光电流减小到零时的最小反向电压UC．（2）截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率（又叫极限频率）．不同的金属对应着不同的截止频率．（3）逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．3．光电效应规律（1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于极限频率才能产生光电效应．（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．（3）只要入射光的频率大于金属的极限频率，照到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10﹣9s，与光的强度无关．（4）当入射光的频率大于金属的极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比．【命题方向】题型一：光电效应规律的理解关于光电效应的规律，下面说法中正确的是（）A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能也就越大B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C．对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应D．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则所有金属产生的光电子的最大初动能一定相同分析：光电效应具有瞬时性，根据光电效应方程判断光电子的最大初动能与什么因素有关．解答：A、根据光电效应方程Ekm＝hv﹣W0，知入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大．故A正确．B、光电效应具有瞬时性，入射光的强度不影响发出光电子的时间间隔．故B错误．C、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即入射光的波长小于金属的极限波长．故C错误．D、不同的金属逸出功不同，根据光电效应方程Ekm＝hv﹣W0，知同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，光电子的最大初动能不同．故D错误．故选A．点评：解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程．【解题方法点拨】光电效应规律的解释存在极限频率电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子核的引力做功W0，入射光子能量不能小于W0，对应的最小频率ν0=W0光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大，一个电子只能吸收一个光子，故光电子最大初动能与光照强度无关效应具有瞬时性（10﹣9s）光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程7．光电效应的条件和判断能否发生光电效应【知识点的认识】发生光电的条件是：入射光的频率大于金属的截止频率（或者说说入射光的光子的能量大于金属的逸出功）。【命题方向】现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（）A、a光束照射时，不能发生光电效应B、c光束照射时，不能发生光电效应C、a光束照射时，释放出的光电子数目最多D、c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小分析：根据光电效应的条件：γ＞γ0，而λ=cγ，判断出a解答：AB、波长关系为λa＞λb＞λc，则γa＜γb＜γc．b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，根据光电效应的条件，a光照射不能发生光电效应，c光照射能发生光电效应。故A正确，B错误。C、放出的光电子数目与入射光的频率无关，由入射光的强度决定。故C错误。D、根据光电效应方程：Ekm=hcλ-故选：A。点评：解决本题的关键掌握光电效应的条件，光电效应方程及单位时间内放出光电子的数目由入射光的强度决定．【解题思路点拨】只有当入射光的频率大于金属的截止频率时，才能发生光电效应，否则，就算光照再强也不可能发生。8．光电效应的截止频率【知识点的认识】1.定义：当人射光的频率减小到某一数值νc时，光电流消失，这表明已经没有光电子了。νc称为截止频率或极限频率。2.性质：截止频率时金属自身的性质。不同的金属截止频率不同。3.截止频率的计算截止频率与逸出功的关系：W0＝hνc，可以推出νc=【命题方向】已知铁的逸出功是4.7eV，试求：（1）铁的光电效应极限频率；（2）用波长为150nm的光照在铁表面上时发射出的光电子的最大动能。分析：（1）根据逸出功公式W0＝hν0，可以求出铁的光电效应极限频率；（2）先求出入射光的频率，再根据光电效应方程可以求出光电子的最大动能。解答：（1）光电效应方程为Ekm＝hν﹣W0，其中普朗克常数h＝6.63×10﹣34J•s＝4.14×10﹣15eV•s，铁的逸出功：W0＝hν0＝4.7eV铁的光电效应极限频率ν0=W0h=4.74.14（2）波长λ＝150nm＝1.5×10﹣7m入射光的频率：ν=cλ=3×10光电子的最大动能：Ekm＝hν﹣W0＝4.14×10﹣15×2.0×1015eV﹣4.7eV＝3.58eV。答：（1）铁的光电效应极限频率为1.14×1015Hz；（2）用波长为150nm的光照在铁表面上时发射出的光电子的最大动能为3.58eV。点评：本题考查了逸出功、光电效应方程等知识点。正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键。【解题思路点拨】1.截止频率是金属自身的性质，不同的金属逸出功不同，与入射的光没有关系。2.只要入射光的频率小于截止频率，就不会发生光电效应。3.可以用hνc＝W0来计算截止频率或逸出功。9．光电流及其影响因素【知识点的认识】1.光电流的定义：在光电效应中，光电子从极板逸出，电路中形成光电流。2.光电流的影响因素：存在饱和电流：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。也就是说，在电流较小时电流随着电压的增大而增大；但当电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流也不会再进一步增大了。这说明，在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，电压增加到一定值时，所有光电子都被阳极A吸收，这时即使再增大电压，电流也不会增大。实验表明，在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。这说明，对于一定频率（颜色）的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。3.饱和光电流随电压变化的曲线如下图：【命题方向】发生光电效应时，若保持入射光强度不变，而增大入射光的波长，则（）A、光电流强度减小，光电子的最大初动能不变B、光电流强度不变，光电子的最大初动能减小C、光电流强度减小，光电子的最大初动能减小D、光的波长增大到一定程度后，就不能发生光电效应分析：根据光电效应的规律可知：保持入射光强度不变，单位时间金属发射出来的光电子数目不变，形成的光电流强度不变．增大入射光的波长，即减小了入射光的频率，光电子的最大初动能减小．产生光电效应的条件是：入射光的波长必须小于极限波长．解答：ABC、根据光电效应的规律可知：保持入射光强度不变，单位时间金属发射出来的光电子数目不变，形成的光电流强度不变。增大入射光的波长，即减小了入射光的频率，光电子的最大初动能减小。故AC错误，B正确。D、光的波长增大到大于金属的极限波长后，就不能发生光电效应。故D正确。故选：BD。点评：本题考查对光电效应规律的理解和掌握程度．光电效应产生的条件是：入射光的频率必须大于金属的极限频率，或入射光的波长小于极限波长．【解题思路点拨】1.光电流的大小与光照强度有关。2.光子能量与光照强度的关系光子的能量即每个光子的能量，其值为ɛ＝hν（ν为光子的频率），其大小由光的频率决定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量hν与入射光子数n的乘积，即入射光的强度等于nhν。3.光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。4.光的强度与饱和光电流饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。10．遏止电压及其影响因素【知识点的认识】1.如果施加反向电压，也就是阴极接电源正极、阳极接电源负极，在光电管两极间形成使电子减速的电场，电流有可能为0。使光电流减小到0的反向电压Uc称为截止电压。截止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度，初速度的上限vc应该满足以下关系12m进一步的实验表明，同一种金属对于一定频率的光，无论光的强弱如何，截止电压都是一样的。光的频率ν改变时，截止电压Uc也会改变。这意味着，对于同一种金属，光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。2.截止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有关。3.截止电压的计算：通过Ek＝eUc可得Uc=Eke。【命题方向】用频率为γ的单色光照射阴极K时，能发生光电效应，改变光电管两端的电压，测得遏止电压为U.已知电子的电量为e，普朗克常量为h。若换用频率为2γ的单色光照射阴极K时，遏止电压为（）A、U0+hγeB、1.5U0C、2U0D、分析：由电子的最大初动能Ek与遏止电压U0的关系式Ek＝eU0及光电效应方程为Ek＝hν﹣W0可分析求解。解答：设金属的逸出功为W0，根据动能定理，光电子的最大初动能Ek与遏止电压U0的关系式Ek＝eU0，光电效应方程为Ek＝hν﹣W0，联立可得eU0＝hν﹣W0①若换用频率为2ν的单色光照射阴极K时，同理可得eU0′＝2hν﹣W0②，由①②联立解得U0′=U0+hν故选：A。点评：本题考查了光电效应的相关问题，考查知识点针对性强，重点突出，考查了学生掌握知识与应用知识的能力。【解题思路点拨】1.截止电压是有入射光线和金属的逸出功共同决定的，并且只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关。2.遏止电压与爱因斯坦光电效应的联系是：eUc＝Ek＝hv﹣W0。11．金属材料的逸出功【知识点的认识】1.逸出功的定义：要使电子脱离某种金属，需要外界对它做功，做功的最小值叫作这种金属的逸出功，用W0表示。2.逸出功的意义：金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来，必须获得一些能量，以克服这种阻碍。电子要想从金属中脱离，至少要吸收W0的的能量。3.性质：逸出功是金属自身的性质，不同金属的逸出功大小不同。4.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。5.也可以通过爱因斯坦光电效应方程Ek＝hv﹣W0计算金属的逸出功。其中Ek是光电子的最大初动能。【命题方向】某种金属光电效应过程中的极限频率8×1014Hz，已知h＝6.63×10﹣34Js，求：（1）该金属的逸出功多大？（2）当照射光的频率1×1015Hz时，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能多大？分析：（1）根据W＝hν0即可求解．（2）根据爱因斯坦光电效应方程，求解光电子的最大初动能；解答：（1）由WA＝hγ0即得：WA＝6.63×10﹣34×8×1014＝5.304×10﹣19J（2）由EKm＝hγ﹣WA得：EKm＝6.63×10﹣34×1×1015﹣5.304×10﹣19J＝1.326×10﹣19J答：（1）该金属的逸出功5.304×10﹣19J；（2）当照射光的频率1×1015Hz时，从该金属表面逸出的光电子的最大初动能1.326×10﹣19J．点评：考查爱因斯坦光电效应方程，掌握发生光电效应现象的条件：入射光的频率大于或等于极限频率．当发生光电效应时，入射光的频率越高，而金属的逸出功是一定，则光电子的最大初动能越大．【解题思路点拨】1.逸出功是金属自身的属性，不同的金属逸出功不同。2.逸出功的存在给出了光电效应的条件，也就是入射光子的能量必须至少等于逸出功，从而也就确定了金属的极限频率。3.逸出功的存在表明了光电子具有一定的初速度，也就是逸出光电子的最大初动能。12．爱因斯坦光电效应方程【知识点的认识】为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光电效应理论。1.光电效应方程：Ek＝hν﹣W0，其中hν为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功．2.爱因斯坦对光电效应的理解：①只有当hv＞W0时，光电子才可以从金属中逸出，vc=W②光电子的最大初动能Ek与入射光的频率v有关，而与光的强弱无关。这就解释了截止电压和光强无关。③电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的。④对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。【命题方向】如图，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零．（1）求此时光电子的最大初动能的大小．（2）求该阴极材料的逸出功．分析：光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．解答：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U＝0.60V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU＝Ekm由光电效应方程：Ekm＝hν﹣W0由以上二式：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV．所以此时最大初动能为0.6eV，该材料的逸出功为1.9eV．答：（1）求此时光电子的最大初动能的大小是0.6eV．（2）求该阴极材料的逸出功是1.9eV．点评：正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键．【解题方法点拨】光电效应方程Ek＝hv﹣W0的四点理解（1）式中的Ek是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属表面时剩余动能大小可以是0～Ek范围内的任何数值。（2）光电效应方程实质上是能量守恒方程。①能量为ɛ＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引而做功，另一部分就是电子离开金属表面时的动能。②如果克服吸引力做功最少，为W0，则电子离开金属表面时动能最大，为Ek，根据能量守恒定律可知Ek＝hν﹣W0。（3）光电效应方程包含了产生光电效应的条件。若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hv一W0＞0，亦即hν＞W0，ν＞W0h=νc，而13．光电流与电压的关系图像【知识点的认识】光电流与电压的关系如图1.由图可知再光电效应中存在饱和电流在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。也就是说，在电流较小时电流随着电压的增大而增大；但当电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流也不会再进一步增大了。这说明，在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，电压增加到一定值时，所有光电子都被阳极A吸收，这时即使再增大电压，电流也不会增大。实验表明，在光的频率不变的情况下，入射光越强饱和电流越大。这说明，对于一定频率（颜色）的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。2.由图可知存在截止电压如果施加反向电压，也就是阴极接电源正极、阳极接电源负极，在光电管两极间形成使电子减速的电场，电流有可能为0。使光电流减小到0的反向电压Uc称为截止电压。截止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度，初速度的上限vc应该满足以下关系：12进一步的实验表明，同一种金属对于一定频率的光，无论光的强弱如何，截止电压都是一样的。光的频率v改变时，截止电压Uc也会改变。这意味着，对于同一种金属，光电子的能量只与人射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。【命题方向】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、甲光的频率大于乙光的频率B、甲、乙两光比较，甲为强光，乙为弱光C、乙光的波长大于丙光的波长D、乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率E、甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大的初动能分析：光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大。光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零。eU截=12mvm2=hγ﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大。从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的解答：A、根据eU截=12mvm2=hν﹣W，入射光的频率越高，对应的截止电压UB、若甲、乙曲线为同一光电管得出，可知甲的饱和光电流大于乙的饱和光电流，则甲光的光强大于乙光的光强。故B正确。C、丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长，故C正确；D、同一金属，截止频率是相同的，故D错误。E、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能。故E正确。故选：BCE。点评：该题考查光电效应的实验，解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截=12mvm【解题思路点拨】1.由光电流和电压的关系图像可以读出光电流存在饱和电流值和截止电压。2.饱和光电流受入射光的强度影响，对于一定频率的光，入射光越强，饱和光电流越大。14．光子与光子的能量【知识点的认识】1.爱因斯坦认为电磁波本身的能量也是不连续的，即认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为hν，其中，h为普朗克常量。这些能量子后来称为光子。2.光子的能量为：ɛ＝hν。【命题方向】根据爱因斯坦光子说，1个光子的能量等于（h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长）（）A、λhB、hλC、hλ分析：根据ɛ＝hν可以求一个光子的能量，而真空中的光速和波长、频率之间的关系为：c＝λν．解答：根据爱因斯坦光子说，1个光子的能量ɛ＝hν，其中ν为光子的频率，而光速c＝λν，故一个光子的能量E＝hcλ，故D故选：D。点评：掌握了单个光子的能量表达式和光速c与波长λ、频率γ的关系式即可顺利解决此类题目．【解题思路点拨】光子的能量大小为ɛ＝hν。15．光子的动量【知识点的认识】康普顿用光子模型成功的解释了康普顿效应。他的基本思想是：光子不进具有能量，而且具有动量，光子的动量p与光子的波长λ和普朗克常量h有关。这三个量之间的关系为：p=h【命题方向】频率为ν的光子动量为p=hλ，能量为A、EλhB、pEC、EpD分析：光是一种波，光子的速度可根据波速公式v＝λγ，光子能量与频率的关系是E＝hγ，联立可解．解答：由光子的能量公式E＝hν得，光子的频率为γ=由p=hλ，得光子的波长为由波速和频率的关系式v＝λγ，得光子的速度：v＝λEh=h故选：AC。点评：解决本题的关键要掌握波速公式v＝λγ和光子能量公式E＝hγ，明确公式中各个量的关系．【解题思路点拨】1.光子的动量为p=2.由E＝hν和p=h16．光具有波粒二象性【知识点的认识】一、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．2．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性．3．光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．【命题方向】关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性分析：一切物质都具有波粒二象性，波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的