高考物理一輪復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性一．選擇題（共8小題）1．（2025春?南通期末）大量處在第3能級的氦離子（He+）向低能級躍遷，能發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3的三種光子，且ν1＞ν2＞ν3。已知普朗克常量為h，基態(tài)氦離子的能量為E1，則處在第3能級氦離子的能量為（）A．hν1﹣E1 B．hν1+E1 C．h（ν3﹣ν2） D．h（ν3+ν2）2．（2025春?重慶期末）氫原子的能級圖如圖所示，如果大量氫原子處于n＝4能級的激發(fā)態(tài)，則下列說法正確的是（）A．這群氫原子輻射光子的最小能量為0.66eV B．處于n＝4能級的氫原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能電離 C．這群氫原子只能輻射2種頻率的光子 D．這群氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級，輻射光子的波長最大3．（2025春?鼓樓區(qū)校級期末）圖甲為氫原子能級的示意圖，大量氫原子從n＝4的能級向基態(tài)躍遷；圖乙是盧瑟福α粒子散射實驗，則（）A．這些氫原子在躍遷過程中能輻射出3種不同頻率的電磁波 B．躍遷過程中電子的動能增大、電勢能減小，動能和電勢能的和不變 C．α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是受到原子核的核力作用 D．α粒子從Q到M的過程中，動能和電勢能的和不變4．（2025春?武漢期末）工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備需用到光控繼電器，其原理圖如圖所示，核心元件包含光電管（陰極K）、電源、電流放大器和電磁鐵。已知用綠光能使逸出功為W的光電管發(fā)生光電效應(yīng)，電源電壓足夠，普朗克常量為h，真空中的光速為c。下列說法正確的是（）A．b端應(yīng)為電源正極 B．該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長為?cWC．若用黃光照射該光電管，光控繼電器一定無法工作 D．調(diào)換電源正負(fù)極，即使入射光頻率足夠高，電磁繼電器始終無法工作5．（2025?長春模擬）愛因斯坦提出了光子說，很好地解釋了光電效應(yīng)實驗中的各種現(xiàn)象。與光電效應(yīng)實驗有關(guān)的四幅圖如圖所示，下列說法正確的是（）A．如圖1裝置，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗電器的張角變大 B．由圖2可知，黃光越強，光電流越大，說明光子的能量與光強有關(guān) C．由圖3可知，v1?D．由圖4可知，E等于該金屬的逸出功6．（2025?大興區(qū)模擬）我國在貴州平塘建成了世界最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST，其科學(xué)目標(biāo)之一是搜索地外文明。在宇宙中，波長位于搜索地外文明的射電波段的輻射中存在兩處較強的輻射，一處是波長為21cm的中性氫輻射，另一處是波長為18cm的羥基輻射。在真空中，這兩種波長的輻射相比，中性氫輻射的光子（）A．頻率更大 B．能量更小 C．動量更大 D．傳播速度更大7．（2025?臨汾模擬）光電管可以將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，將光電管連接成如圖電路。當(dāng)用綠光照射光電管時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）A．增大電源電壓U，ab間的電壓可能為零 B．增大電源電壓U，ab間的電壓可能增大 C．增大電源電壓U，ab間的電壓一定增大 D．電源電壓U反向，ab間的電壓一定為零8．（2025?諸暨市模擬）我國物理學(xué)家曾謹(jǐn)言曾說：“20世紀(jì)量子物理學(xué)所碰到的問題是如此復(fù)雜和困難，以至沒有可能期望一個物理學(xué)家能一手把它發(fā)展成一個完整的理論體系?！毕铝幸幌盗欣碚摱己土孔恿W(xué)的建立緊密相關(guān)，其內(nèi)容正確的是（）A．普朗克黑體輻射理論認(rèn)為：微觀粒子的能量是分立的 B．玻爾的氫原子模型認(rèn)為：電子繞核運動的軌道可以是任意半徑 C．德布羅意的“物質(zhì)波”假設(shè)認(rèn)為：實物粒子也具有波動性，波長λ=pD．愛因斯坦的光電效應(yīng)理論認(rèn)為：光電子的最大初動能與入射光的強弱有關(guān)二．多選題（共4小題）（多選）9．（2025春?貴陽期末）如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計。K是光電管的陰極，A是光電管的陽極，它們都是半徑為r的圓形金屬板，兩圓心間距離為l，兩圓心連線與兩板垂直，當(dāng)兩板間存在電壓時，板間的電場可視為勻強電場。R為滑動變阻器，長度ab＝bc＝cd＝df。電壓表V（0刻度在表盤中間）和靈敏電流計G均為理想電表。頻率為ν的細(xì)激光束照射到K的中心O上，使陰極發(fā)射光電子。不計光電子之間的相互作用和重力，普朗克常量為h，電子帶電量為﹣e（e為元電荷），電子質(zhì)量為m，下列說法正確的是（）A．保持激光束的頻率不變而增加激光束的強度，遏止電壓會增大 B．合上開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左端a滑動時，靈敏電流計G讀數(shù)逐漸減小，且有可能變?yōu)? C．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從c向右滑動，靈敏電流計G的讀數(shù)將隨電壓表V讀數(shù)的增大而一直增大 D．若滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左滑動到達(dá)b處時，靈敏電流計G讀數(shù)剛好為0，則陰極K的金屬材料的逸出功為?ν?（多選）10．（2025春?桃城區(qū)校級期末）如圖所示為康普頓的光子散射實驗，已知入射光子的波長為λ0，與靜止的電子發(fā)生碰撞，碰后光子的動量大小為p1，方向與入射方向夾角為α；碰后電子的動量大小為p2，方向與入射方向夾角為β，已知普朗克常量為h，下列關(guān)系式中正確的是（）A．?λ0=p1+p2 B．?λ0=p1cosα+p2cosβ （多選）11．（2025春?未央?yún)^(qū)校級期末）下列說法正確的是（）A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) B．康普頓在研究石墨對X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后有波長大于原波長的射線 C．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的 D．一群氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，最多能放出3種不同頻率的光子（多選）12．（2025?諸暨市模擬）有關(guān)以下四幅圖的描述，正確的是（）A．圖甲中，兩板間的薄片越薄，干涉條紋間距越大 B．圖乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圓孔后產(chǎn)生 C．圖丙中，照相機鏡頭上的增透膜，在拍攝水下的景物時可消除水面的反射光 D．圖丁中，入射的光子與電子碰撞時，一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，光子的波長變長三．填空題（共4小題）13．（2025?龍巖二模）某種原子能級躍遷時放出三種頻率分別為ν1、ν2、ν3的光子，且ν1＜ν2＜ν3。若用這三種光照射圖中的光電管時均能發(fā)生光電效應(yīng)，則用頻率為（填“ν1”“ν2”或“ν3”）的光照射時逸出光電子的最大初動能最大。欲使電流計G示數(shù)為零，應(yīng)將滑片P向（填向“左”“右”）移動。14．（2025春?上海校級期末）如圖甲是某校興趣小組用光電效應(yīng)測陰極材料逸出功的電路圖，實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置使電流表示數(shù)恰好為零，記錄下此時入射光的頻率ν和電壓表示數(shù)U。改變?nèi)肷涔獾念l率，重復(fù)上述步驟獲取多組數(shù)據(jù)，做出如圖乙所示的U﹣ν圖像，已知電子的電荷量為e，普朗克常量為h，則陰極材料的逸出功為，增大入射光的頻率ν，U﹣ν圖像的斜率（選填“變大”、“不變”或“變小”）。15．（2025?德化縣校級模擬）密立根用如圖所示的實驗裝置來測定很小的帶電油滴所帶的電荷量。油滴從噴霧器噴出時由于摩擦而帶電，落入兩塊相互平行的極板MN之間（M板帶正電、N板帶負(fù)電），透過顯微鏡尋找那些剛好懸浮在極板間的油滴。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)算出油滴的質(zhì)量，再根據(jù)油滴懸浮時受到的電場力和重力平衡，可計算出油滴所帶的電荷量。（1）若P為從顯微鏡中觀察到的懸浮油滴，則可推知P帶電荷。（選填“正”或“負(fù)”）（2）已知極板M、N之間的距離為d，電壓為U，則兩板之間的電場強度E的大小為。（3）油滴P可視為球體，并測得其半徑為R，已知油的密度為ρ，重力加速度為g，極板M、N之間的距離為d，電壓為U，則該油滴的電荷量q＝。（提示：球的體積公式V=16．（2025?福建模擬）一群處于n＝4能級上的氫原子，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出種不同頻率的光，其中最小頻率為Hz（保留2位有效數(shù)字）。四．解答題（共4小題）17．（2025?畢節(jié)市模擬）如圖所示，真空中足夠大的鋅板M和金屬網(wǎng)N豎直正對平行放置，接入電路中。用一波長為λ的細(xì)光束照射鋅板M的中心O，會不停地向各個方向逸出電子，當(dāng)M、N之間所加電壓達(dá)到U0時，電流表示數(shù)恰好為零。已知MN之間的水平距離為d，電子的電荷量為e，光速為c，普朗克常量為h，不計電子間的相互作用。求：（1）光電子的最大初動能Ek；（2）鋅的逸出功W0；（3）當(dāng)電壓為162518．（2025?大興區(qū)模擬）一種測定電子比荷(e（1）求電子進(jìn)入C、D間的速度大?。浚?）若撤去C、D兩極板間電壓，只保留磁場，電子束將射在熒光屏上某點，若已知電子在磁場中做圓周運動的半徑R，求電子的比荷。（3）若撤去C、D兩極板間的磁場，只在兩極板C、D間施加電壓U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點；已知極板的長度為L1，極板區(qū)的右側(cè)邊緣到熒光屏的距離為L2，P點到O點的距離為y。求電子的比荷。19．（2025春?三明校級期末）19世紀(jì)后期，對陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識有兩種觀點。一種觀點認(rèn)為陰極射線是電磁輻射，另一種觀點認(rèn)為陰極射線是帶電粒子。1897年，湯姆孫判斷出該射線的電性，并求出了這種粒子的比荷，為確定陰極射線的本質(zhì)做出了重要貢獻(xiàn)。假設(shè)你是當(dāng)年“陰極射線是帶電粒子”觀點的支持者，請回答下列問題：（1）如圖所示的真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的粒子經(jīng)加速后形成一束很細(xì)的射線，以平行于金屬板C、D的速度沿板間軸線進(jìn)入C、D間的區(qū)域，若兩極板C、D間無電壓、粒子將打在熒光屏上O點。如何判斷射線粒子的電性？（2）已知C、D間的距離為d，在C、D間施加電壓U，使極板D的電勢高于極板C，同時在極板間施加一個磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，可以保持射線依然打到O點。求該勻強磁場的方向和此時射線粒子的速度v的大小。（3）撤去（2）中的磁場，C、D間的電壓仍為U，射線打在屏上P點。已知極板的長度為l1，極板區(qū)的中點M到熒光屏中點O的距離為l2，P到O的距離為y。試求射線粒子的比荷。20．（2025春?徐州期末）如圖所示，當(dāng)電鍵斷開時，用頻率為ν的一束光照射金屬極板K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零，合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電壓表讀數(shù)為U時，電流表讀數(shù)恰好為零，已知普朗克常量為h，電子電量為e，求：（1）光電子的最大初動能Ek；（2）該金屬的逸出功W0。

高考物理一輪復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性參考答案與試題解析一．選擇題（共8小題）1．（2025春?南通期末）大量處在第3能級的氦離子（He+）向低能級躍遷，能發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3的三種光子，且ν1＞ν2＞ν3。已知普朗克常量為h，基態(tài)氦離子的能量為E1，則處在第3能級氦離子的能量為（）A．hν1﹣E1 B．hν1+E1 C．h（ν3﹣ν2） D．h（ν3+ν2）【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．【專題】定量思想；方程法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．【答案】B【分析】能級間躍遷釋放或吸收的能量等于兩能級間的能級差，由此分析?！窘獯稹拷猓河深}，結(jié)合玻爾理論可知，頻率為ν1、ν2、ν3的三種光子分別是從n＝3→n＝1、從n＝2→n＝1和從n＝3→n＝2躍遷產(chǎn)生的，則hν1＝E3﹣E1；hν2＝E2﹣E1；hν3＝E3﹣E2可得E3＝E1+hν1＝E1+h（ν2+ν3），故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c評】解決本題的關(guān)鍵知道能級間躍遷能級差與光子能量的關(guān)系。2．（2025春?重慶期末）氫原子的能級圖如圖所示，如果大量氫原子處于n＝4能級的激發(fā)態(tài)，則下列說法正確的是（）A．這群氫原子輻射光子的最小能量為0.66eV B．處于n＝4能級的氫原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能電離 C．這群氫原子只能輻射2種頻率的光子 D．這群氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級，輻射光子的波長最大【考點】分析能級躍遷過程中釋放的光子種類；計算能級躍遷過程中吸收或釋放的光子的頻率和波長；原子電離的條件；玻爾原子理論的基本假設(shè)；氫原子能級圖．【專題】定量思想；方程法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據(jù)Cn【解答】解：ACD、這群原子能輻射出C42=6種不同頻率的光子，根據(jù)玻爾理論可知氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級，輻射光子的能量最小，氫原子輻射光子的最小能量為ΔE43＝E4﹣E3B、處于n＝4能級的氫原子具有的能量為﹣0.85eV，所以至少需吸收0.85eV能量的光子才能電離，故B錯誤。故選：A?！军c評】本題考查了玻爾理論的應(yīng)用，基礎(chǔ)題。3．（2025春?鼓樓區(qū)校級期末）圖甲為氫原子能級的示意圖，大量氫原子從n＝4的能級向基態(tài)躍遷；圖乙是盧瑟福α粒子散射實驗，則（）A．這些氫原子在躍遷過程中能輻射出3種不同頻率的電磁波 B．躍遷過程中電子的動能增大、電勢能減小，動能和電勢能的和不變 C．α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是受到原子核的核力作用 D．α粒子從Q到M的過程中，動能和電勢能的和不變【考點】分析能級躍遷過程中釋放的光子種類；盧瑟福α粒子散射實驗．【專題】定性思想；推理法；原子的核式結(jié)構(gòu)及其組成；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；理解能力．【答案】D【分析】根據(jù)Cn2判斷；根據(jù)玻爾理論，結(jié)合電場力做功判斷；根據(jù)【解答】解：A、大量氫原子從n＝4的能級向基態(tài)躍遷，能輻射出C4B、氫原子從高能級躍遷到低能級的過程中電子的軌道半徑減小，庫侖力做正功，電子的電勢能減小，動能增大；由于向外輻射光子，所以氫原子的總能量減少，故B錯誤；C、α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是受到原子核的庫侖力作用，故C錯誤；D、α粒子從Q到M的過程中，只有電場力做功，動能和電勢能的和不變，故D正確。故選：D?！军c評】該題考查玻爾理論以及α粒子散射實驗，屬于對基礎(chǔ)知識的考查，在平時的學(xué)習(xí)中多加積累即可。4．（2025春?武漢期末）工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電控制設(shè)備需用到光控繼電器，其原理圖如圖所示，核心元件包含光電管（陰極K）、電源、電流放大器和電磁鐵。已知用綠光能使逸出功為W的光電管發(fā)生光電效應(yīng)，電源電壓足夠，普朗克常量為h，真空中的光速為c。下列說法正確的是（）A．b端應(yīng)為電源正極 B．該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長為?cWC．若用黃光照射該光電管，光控繼電器一定無法工作 D．調(diào)換電源正負(fù)極，即使入射光頻率足夠高，電磁繼電器始終無法工作【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電效應(yīng)的截止頻率．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；理解能力．【答案】B【分析】根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)判斷；根據(jù)逸出功的定義判斷；光電效應(yīng)發(fā)生的條件是入射光頻率大于臨界頻率；根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷。【解答】解：A、圖中a與光電管的陽極相連，所以a端應(yīng)為電源正極，故A錯誤；B、該金屬的逸出功為W＝hν=?cλ，所以該光電管發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長為C、黃色光的頻率雖然小于綠色光的頻率，但只要大于光電管的極限頻率，光控繼電器可以工作，故C錯誤；D、調(diào)換電源正負(fù)極后光電管兩端所加電壓為反向電壓，若入射光頻率足夠高，光電子仍然可以達(dá)到陽極，則電磁繼電器仍然可以工作，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題主要考查發(fā)生光電效應(yīng)的條件和臨界頻率的概念，學(xué)生應(yīng)對課本基本知識掌握扎實。5．（2025?長春模擬）愛因斯坦提出了光子說，很好地解釋了光電效應(yīng)實驗中的各種現(xiàn)象。與光電效應(yīng)實驗有關(guān)的四幅圖如圖所示，下列說法正確的是（）A．如圖1裝置，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗電器的張角變大 B．由圖2可知，黃光越強，光電流越大，說明光子的能量與光強有關(guān) C．由圖3可知，v1?D．由圖4可知，E等于該金屬的逸出功【考點】光電流與電壓的關(guān)系圖像；愛因斯坦光電效應(yīng)方程．【答案】D【分析】根據(jù)光電效應(yīng)過程中有光電子飛出解釋；光照越強，光電流越大，說明飽和光電流與光的強度有關(guān)；入射光的頻率增大，光電子的最大初動能增大，遏止電壓增大；根據(jù)光電效應(yīng)方程得出U﹣ν的關(guān)系式，通過關(guān)系式得出斜率、截距表示的含義。根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合圖線的縱軸截距求出金屬的逸出功，結(jié)合橫軸截距得出金屬的極限頻率，從而得出逸出功。【解答】解：A、先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，由于光電效應(yīng)激發(fā)電子，鋅板電量減少，則驗電器的張角會變小，等鋅板電量為零時，驗電器就無法張開，如果紫外線燈繼續(xù)照射鋅板，就會使鋅板帶正電，驗電器的張角又增大，故A錯誤；C、根據(jù)光電效應(yīng)方程有：Ek＝eUC＝hv﹣W0整理得：U遏止電壓為0時對應(yīng)的頻率為截止頻率，圖像可知v2為該金屬的截止頻率，故C錯誤；B、由圖2可知，電壓相同時，光照越強，光電流越大，只能說明光電流強度與光的強度有關(guān)，而光子的能量只與光的頻率有關(guān)，與光的強度無關(guān)，故B錯誤；D、根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程有：Ek＝hv﹣W0可知圖像縱截距絕對值表示逸出功，故E等于該金屬的逸出功，故D正確。故選：D?！军c評】該題考查對光電效應(yīng)的規(guī)律以及與光電效應(yīng)有關(guān)的幾個圖像的理解，遏止電壓：使光電流減小到零時的最小反向電壓Uc.截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率（又叫極限頻率）。不同的金屬對應(yīng)著不同的截止頻率。逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，叫做該金屬的逸出功。6．（2025?大興區(qū)模擬）我國在貴州平塘建成了世界最大單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST，其科學(xué)目標(biāo)之一是搜索地外文明。在宇宙中，波長位于搜索地外文明的射電波段的輻射中存在兩處較強的輻射，一處是波長為21cm的中性氫輻射，另一處是波長為18cm的羥基輻射。在真空中，這兩種波長的輻射相比，中性氫輻射的光子（）A．頻率更大 B．能量更小 C．動量更大 D．傳播速度更大【考點】光子與光子的能量．【專題】比較思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．【答案】B【分析】由光子頻率與波長公式，比較波長；、由能量公式E＝hν，比較能量；由動量與波長公式p=?所有光波在真空中傳播的速度相同?！窘獯稹拷猓篈BC．根據(jù)光子頻率與波長公式ν=可知，中性氫輻射的光子波長更長；根據(jù)能量公式E＝hν中性氫輻射的光子頻率更小，能量更??；根據(jù)動量與波長公式p=中性氫輻射的光子波長更長，動量更小，故AC錯誤，B正確；D．所有光波在真空中傳播的速度相同，都是c，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題解題關(guān)鍵是掌握光的頻率僅由振源決定，光的速度由介質(zhì)決定，難度不高。7．（2025?臨汾模擬）光電管可以將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，將光電管連接成如圖電路。當(dāng)用綠光照射光電管時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）A．增大電源電壓U，ab間的電壓可能為零 B．增大電源電壓U，ab間的電壓可能增大 C．增大電源電壓U，ab間的電壓一定增大 D．電源電壓U反向，ab間的電壓一定為零【考點】用光電管研究光電效應(yīng)；光電流及其影響因素；遏止電壓及其影響因素．【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】B【分析】可以發(fā)生光電效應(yīng)，即光電流不為零，電源電壓U為正向電壓，若光電流已經(jīng)達(dá)到了飽和光電流，ab間電壓不會繼續(xù)增大，結(jié)合遏止電壓分析?！窘獯稹拷猓篈．當(dāng)用綠光照射光電管時，可以發(fā)生光電效應(yīng)，即光電流不為零，電源電壓U為正向電壓，增大電源電壓U，光電流不會減少為零，根據(jù)歐姆定律可知，ab間的電壓就不可能為零，故A錯誤；BC．若光電流未達(dá)到飽和光電流，光電流隨著電源電壓U的增大而增大，ab間電壓也增大；若光電流已經(jīng)達(dá)到了飽和光電流，光電流隨著電源電壓U的增大保持不變，根據(jù)歐姆定律可知，ab間電壓也不變，故B正確，C錯誤；D．若電源電壓U小于遏止電壓，則電源電壓U反向，光電流不為零，根據(jù)歐姆定律可知，ab間的電壓就不為零，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題考查光電效應(yīng)相關(guān)知識，知道光電效應(yīng)發(fā)生條件，飽和電流以及遏止電壓等概念是解題關(guān)鍵。8．（2025?諸暨市模擬）我國物理學(xué)家曾謹(jǐn)言曾說：“20世紀(jì)量子物理學(xué)所碰到的問題是如此復(fù)雜和困難，以至沒有可能期望一個物理學(xué)家能一手把它發(fā)展成一個完整的理論體系?！毕铝幸幌盗欣碚摱己土孔恿W(xué)的建立緊密相關(guān)，其內(nèi)容正確的是（）A．普朗克黑體輻射理論認(rèn)為：微觀粒子的能量是分立的 B．玻爾的氫原子模型認(rèn)為：電子繞核運動的軌道可以是任意半徑 C．德布羅意的“物質(zhì)波”假設(shè)認(rèn)為：實物粒子也具有波動性，波長λ=pD．愛因斯坦的光電效應(yīng)理論認(rèn)為：光電子的最大初動能與入射光的強弱有關(guān)【考點】德布羅意波的公式；原子核的電荷與尺度；熱輻射、黑體和黑體輻射現(xiàn)象；能量子與量子化現(xiàn)象．【專題】定量思想；推理法；物理光學(xué)綜合專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據(jù)能量量子化、軌道量子化以及物質(zhì)波公式和光電效應(yīng)最大初動能知識進(jìn)行分析解答?！窘獯稹拷猓篈.普朗克黑體輻射理論提出微觀粒子的能量是分立的，故A正確；B.玻爾的氫原子模型認(rèn)為電子繞核運動的軌道不是任意半徑，即軌道量子化，故B錯誤；C.德布羅意的“物質(zhì)波”假設(shè)認(rèn)為實物粒子也具有波動性，波長λ=?D.愛因斯坦的光電效應(yīng)理論認(rèn)為光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，故D錯誤。故選：A。【點評】考查能量量子化、軌道量子化以及物質(zhì)波公式和光電效應(yīng)最大初動能知識，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。二．多選題（共4小題）（多選）9．（2025春?貴陽期末）如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻不計。K是光電管的陰極，A是光電管的陽極，它們都是半徑為r的圓形金屬板，兩圓心間距離為l，兩圓心連線與兩板垂直，當(dāng)兩板間存在電壓時，板間的電場可視為勻強電場。R為滑動變阻器，長度ab＝bc＝cd＝df。電壓表V（0刻度在表盤中間）和靈敏電流計G均為理想電表。頻率為ν的細(xì)激光束照射到K的中心O上，使陰極發(fā)射光電子。不計光電子之間的相互作用和重力，普朗克常量為h，電子帶電量為﹣e（e為元電荷），電子質(zhì)量為m，下列說法正確的是（）A．保持激光束的頻率不變而增加激光束的強度，遏止電壓會增大 B．合上開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左端a滑動時，靈敏電流計G讀數(shù)逐漸減小，且有可能變?yōu)? C．當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從c向右滑動，靈敏電流計G的讀數(shù)將隨電壓表V讀數(shù)的增大而一直增大 D．若滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左滑動到達(dá)b處時，靈敏電流計G讀數(shù)剛好為0，則陰極K的金屬材料的逸出功為?ν?【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；歐姆定律的簡單應(yīng)用；金屬材料的逸出功．【專題】定量思想；方程法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】根據(jù)光電效應(yīng)方程分析解答，滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左端a滑動時，光電管上的電壓為反向電壓；滑動變阻器的滑動觸頭P從c向右滑動的過程中，陰極發(fā)射出的電子在電場力的作用下都到達(dá)A極，電流達(dá)到飽和電流，靈敏電流計G的讀數(shù)不變；根據(jù)光電效應(yīng)方程，結(jié)合動能定理求出?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0，其中W0是金屬的逸出功，可知光電子的最大初動能與光的強度無關(guān)，所以保持激光束的頻率不變而增加激光束的強度，遏止電壓不變，故A錯誤；B、合上開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左端a滑動時，光電管上的電壓為反向電壓，而反向電壓會阻礙電子向陽極A運動，則達(dá)到A的光電子數(shù)目會減少，所以靈敏電流計G讀數(shù)逐漸減小，且有可能變?yōu)?，故B正確；C、若滑片向右滑動時，光電流增大，但達(dá)到飽和電流后穩(wěn)定不變，故C錯誤；D、甲圖中滑動變阻器的滑動觸頭P從c向左滑動到達(dá)b處時，靈敏電流計G讀數(shù)剛好為0，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，結(jié)合串聯(lián)電路的特點可知此時遏止電壓為Uc=14E，根據(jù)動能定理據(jù)Ekm＝eUc，結(jié)合光電效應(yīng)方程Ekm＝hν﹣W0得，逸出功W0＝hν﹣Ekm＝hν故選：BD?！军c評】本題考查愛因斯坦光電效應(yīng)方程，解題關(guān)鍵掌握題意，分析電子的運動情況，根據(jù)光電效應(yīng)方程結(jié)合類平拋運動規(guī)律解答。（多選）10．（2025春?桃城區(qū)校級期末）如圖所示為康普頓的光子散射實驗，已知入射光子的波長為λ0，與靜止的電子發(fā)生碰撞，碰后光子的動量大小為p1，方向與入射方向夾角為α；碰后電子的動量大小為p2，方向與入射方向夾角為β，已知普朗克常量為h，下列關(guān)系式中正確的是（）A．?λB．?λC．p1cosα＝p2cosβ D．p1sinα＝p2sinβ【考點】光子的動量；康普頓效應(yīng)的現(xiàn)象及解釋．【專題】定量思想；方程法；光的波粒二象性和物質(zhì)波專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】通過德布羅意公式求解入射光的動量；再根據(jù)動量守恒求解?！窘獯稹拷猓篈B．根據(jù)德布羅意公式可知入射光子的動量p=沿著光子入射方向的動量守恒，即水平方向由動量守恒定律可知?λ0=p1cosα+p2CD．沿垂直于光子入射方向的動量也守恒，可知光子沿垂直于光子入射方向的動量和電子沿垂直于光子入射方向的動量大小相等，即p1sinα＝p2sinβ，故C錯誤，D正確。故選：BD?！军c評】考查德布羅意公式和動量守恒定律，熟練掌握動量守恒式是矢量式，規(guī)定正方向進(jìn)而準(zhǔn)確求解。（多選）11．（2025春?未央?yún)^(qū)校級期末）下列說法正確的是（）A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) B．康普頓在研究石墨對X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后有波長大于原波長的射線 C．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的 D．一群氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，最多能放出3種不同頻率的光子【考點】分析能級躍遷過程中釋放的光子種類；盧瑟福α粒子散射實驗；分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．【專題】定性思想；推理法；光的波粒二象性和物質(zhì)波專題；原子的核式結(jié)構(gòu)及其組成；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；理解能力．【答案】BD【分析】根據(jù)物理學(xué)史可得ABC選項，根據(jù)Cn【解答】解：A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故A錯誤；B．康普頓在研究石墨對X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后有波長大于原波長的射線，其解釋為根據(jù)石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒，光子和電子碰撞后，電子獲得一定的動量，光子動量變小，根據(jù)λ=?C．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，是不連續(xù)的，故C正確；D．一群氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，根據(jù)玻爾理論可知最多能放出C3故選：BD?！军c評】本題考查物理學(xué)史和玻爾理論，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶，重視歷史知識積累。（多選）12．（2025?諸暨市模擬）有關(guān)以下四幅圖的描述，正確的是（）A．圖甲中，兩板間的薄片越薄，干涉條紋間距越大 B．圖乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圓孔后產(chǎn)生 C．圖丙中，照相機鏡頭上的增透膜，在拍攝水下的景物時可消除水面的反射光 D．圖丁中，入射的光子與電子碰撞時，一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，光子的波長變長【考點】康普頓效應(yīng)的現(xiàn)象及解釋；用薄膜干涉檢查工件的平整度；增透膜與增反膜；光的單縫衍射和小孔衍射．【專題】定性思想；推理法；光的干涉專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】兩板間的薄片越薄，干涉條紋間距越大；光屏上的中央亮斑是泊松亮斑是圓板衍射形成的圖樣；在照相機鏡頭前加一偏振片，減少水面反射光的影響；入射的光子與電子碰撞時，一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，光子的波長變長。【解答】解：A、圖甲中，兩板間的薄片越薄，則空氣薄膜的厚度減小，而膜的厚度是兩列反射光波路程差的2倍，而兩列反射光波的路程差等于發(fā)生穩(wěn)定干涉的光波半波長的偶數(shù)倍或奇數(shù)倍，因此可知滿足半波長偶數(shù)倍或奇數(shù)倍的數(shù)量減少，明暗條紋變稀疏，則條紋間距變大，故A正確；B、圖乙中，光屏上的中央亮斑是泊松亮斑是圓板衍射形成的圖樣，故B錯誤；C、為使拍攝的水面下景物更清晰，可利用偏振現(xiàn)象，在照相機鏡頭前加一偏振片，減少水面反射光的影響，故C錯誤；D、在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長變長，故D正確。故選：AD。【點評】考查的是光學(xué)中的干涉、衍射、偏振和量子物理中的康普頓效應(yīng)的核心概念，重點關(guān)注現(xiàn)象的條件、原理差異及公式的定性應(yīng)用，需注意區(qū)分易混淆的物理模型和元件功能。三．填空題（共4小題）13．（2025?龍巖二模）某種原子能級躍遷時放出三種頻率分別為ν1、ν2、ν3的光子，且ν1＜ν2＜ν3。若用這三種光照射圖中的光電管時均能發(fā)生光電效應(yīng)，則用頻率為ν3（填“ν1”“ν2”或“ν3”）的光照射時逸出光電子的最大初動能最大。欲使電流計G示數(shù)為零，應(yīng)將滑片P向左（填向“左”“右”）移動?！究键c】愛因斯坦光電效應(yīng)方程．【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；理解能力．【答案】ν3；左?！痉治觥扛鶕?jù)光電效應(yīng)方程判斷；結(jié)合電路的結(jié)構(gòu)判斷。【解答】解：用這三種光照射圖中的光電管時均能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)Ekm＝hν﹣W0，可知用頻率最大的ν3光照射時逸出光電子的最大初動能最大。欲使電流計G示數(shù)為零，則應(yīng)把光電管的兩端接入反向電壓，即將滑片P向左滑。故答案為：ν3；左?！军c評】本題考查了光電效應(yīng)方程，難度不大，關(guān)鍵要熟悉教材，掌握這些知識點的基本規(guī)律，并能靈活運用。14．（2025春?上海校級期末）如圖甲是某校興趣小組用光電效應(yīng)測陰極材料逸出功的電路圖，實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置使電流表示數(shù)恰好為零，記錄下此時入射光的頻率ν和電壓表示數(shù)U。改變?nèi)肷涔獾念l率，重復(fù)上述步驟獲取多組數(shù)據(jù)，做出如圖乙所示的U﹣ν圖像，已知電子的電荷量為e，普朗克常量為h，則陰極材料的逸出功為hν0，增大入射光的頻率ν，U﹣ν圖像的斜率不變（選填“變大”、“不變”或“變小”）?！究键c】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】hν0，不變?！痉治觥扛鶕?jù)動能定理和光電效應(yīng)方程結(jié)合圖像的斜率和截距進(jìn)行分析解答?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)eU＝Ek＝hν﹣W0，得U=?eν?W0e，當(dāng)U＝0時，W0故答案為：hν0，不變?！军c評】考查動能定理和光電效應(yīng)方程結(jié)合圖像的斜率和截距的應(yīng)用，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。15．（2025?德化縣校級模擬）密立根用如圖所示的實驗裝置來測定很小的帶電油滴所帶的電荷量。油滴從噴霧器噴出時由于摩擦而帶電，落入兩塊相互平行的極板MN之間（M板帶正電、N板帶負(fù)電），透過顯微鏡尋找那些剛好懸浮在極板間的油滴。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)算出油滴的質(zhì)量，再根據(jù)油滴懸浮時受到的電場力和重力平衡，可計算出油滴所帶的電荷量。（1）若P為從顯微鏡中觀察到的懸浮油滴，則可推知P帶負(fù)電荷。（選填“正”或“負(fù)”）（2）已知極板M、N之間的距離為d，電壓為U，則兩板之間的電場強度E的大小為Ud（3）油滴P可視為球體，并測得其半徑為R，已知油的密度為ρ，重力加速度為g，極板M、N之間的距離為d，電壓為U，則該油滴的電荷量q＝4πR3ρgd【考點】密立根油滴實驗；靜電感應(yīng)與感應(yīng)起電．【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在電場中的運動專題；推理論證能力．【答案】（1）負(fù)；（2）Ud；（3）4π【分析】（1）根據(jù)平衡條件結(jié)合電場方向判斷帶電情況；（2）根據(jù)勻強電場的公式列式求解；（3）根據(jù)平衡條件、質(zhì)量公式和電場強度公式列式解答。【解答】解：（1）根據(jù)平衡條件可知，油滴受到向上的電場力，所以油滴帶負(fù)電；（2）根據(jù)勻強電場公式可知E=U（3）因為油滴P懸浮，所以油滴P受到的重力和電場力平衡，即mg＝qE，m=ρ?43πR3故答案為：（1）負(fù)；（2）Ud；（3）4π【點評】考查帶電粒子在電場中的平衡問題，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析解答。16．（2025?福建模擬）一群處于n＝4能級上的氫原子，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出6種不同頻率的光，其中最小頻率為1.6×1014Hz（保留2位有效數(shù)字）?！究键c】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．【專題】定量思想；推理法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．【答案】6；1.6×1014【分析】根據(jù)Cn2求出氫原子發(fā)出光子的種數(shù)；根據(jù)hν＝Em﹣E【解答】解：一群處于n＝4能級上的氫原子，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出C4種不同頻率的光；從n＝4能級躍遷到n＝3能級發(fā)出的光能量最小，為E＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51）eV＝0.66eV根據(jù)E＝hν其中e＝1.6×10﹣19Ch＝6.6×10﹣34J?s代入數(shù)據(jù)可得ν≈1.6×1014Hz。故答案為：6；1.6×1014【點評】本題考查對玻爾理論的理解和應(yīng)用能力，關(guān)鍵抓住輻射的光子能量與能級差之間的關(guān)系。四．解答題（共4小題）17．（2025?畢節(jié)市模擬）如圖所示，真空中足夠大的鋅板M和金屬網(wǎng)N豎直正對平行放置，接入電路中。用一波長為λ的細(xì)光束照射鋅板M的中心O，會不停地向各個方向逸出電子，當(dāng)M、N之間所加電壓達(dá)到U0時，電流表示數(shù)恰好為零。已知MN之間的水平距離為d，電子的電荷量為e，光速為c，普朗克常量為h，不計電子間的相互作用。求：（1）光電子的最大初動能Ek；（2）鋅的逸出功W0；（3）當(dāng)電壓為1625【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光子的動量．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】（1）光電子的最大初動能等于eU0；（2）鋅的逸出功等于?c（3）金屬網(wǎng)N能接收到光電子的區(qū)域面積等于94【分析】（1）根據(jù)功能關(guān)系求解最大動能；（2）由光電效應(yīng)方程列式求解；（3）求解恰能到達(dá)N的光電子初速度與M之間夾角，結(jié)合運動的合成與分解以及幾何關(guān)系求解?！窘獯稹拷猓海?）在M、N之間加電壓為U0時，電流表示數(shù)恰好為零，由功能關(guān)系得Ek＝eU0（2）由光電效應(yīng)方程有Ek＝hν﹣W0又ν=解得W（3）當(dāng)電壓為1625U0?16解得sinθ=45，由牛頓第二定律得a=根據(jù)運動的合成與分解y＝v0tcosθ，d=則金屬網(wǎng)N能接收到光電子的區(qū)域面積S，則S＝πy2解得S=答：（1）光電子的最大初動能等于eU0；（2）鋅的逸出功等于?c（3）金屬網(wǎng)N能接收到光電子的區(qū)域面積等于94【點評】正確理解該實驗的原理和光電效應(yīng)方程中各個物理量的含義是解答本題的關(guān)鍵。18．（2025?大興區(qū)模擬）一種測定電子比荷(e（1）求電子進(jìn)入C、D間的速度大?。浚?）若撤去C、D兩極板間電壓，只保留磁場，電子束將射在熒光屏上某點，若已知電子在磁場中做圓周運動的半徑R，求電子的比荷。（3）若撤去C、D兩極板間的磁場，只在兩極板C、D間施加電壓U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點；已知極板的長度為L1，極板區(qū)的右側(cè)邊緣到熒光屏的距離為L2，P點到O點的距離為y。求電子的比荷?！究键c】陰極射線與陰極射線管的應(yīng)用；帶電粒子由電場進(jìn)入磁場中的運動．【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在磁場中的運動專題；帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題；推理論證能力．【答案】（1）電子進(jìn)入C、D間的速度大小為UBd（2）電子的比荷為UB（3）電子的比荷為2UyB【分析】（1）電子所受電場力與洛倫茲力平衡，求速度；（2）洛倫茲力提供向心力，求比荷；（3）水平方向勻速直線運動列式，豎直方向做勻加速運動，表達(dá)速度牛頓第二定律，求加速度，結(jié)合平拋運動的特點，求比荷?！窘獯稹拷猓海?）電子所受電場力與洛倫茲力平衡，則有U解得v=（2）撤去電場，電子只受到洛倫茲力作用，做勻速圓周運動，則有Bev=m解得e（3）若撤去磁場，則電子只受到電場力作用，在極板間做平拋運動，離開極板后做勻速直線運動，則有水平方向L1＝vt豎直方向vy＝at結(jié)合牛頓第二定律eU解得a=設(shè)電子離開極板時的速度偏向角為θ，根據(jù)平拋運動的特點則有tanθ=解得e答：（1）電子進(jìn)入C、D間的速度大小為UBd（2）電子的比荷為UB（3）電子的比荷為2UyB【點評】本題解題關(guān)鍵是掌握平衡時電場力和洛倫茲力相等，不平衡時，洛倫茲力提供向心力，比較基礎(chǔ)。19．（2025春?三明校級期末）19世紀(jì)后期，對陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識有兩種觀點。一種觀點認(rèn)為陰極射線是電磁輻射，另一種觀點認(rèn)為陰極射線是帶電粒子。1897年，湯姆孫