第1頁（共1頁）2026年高考物理模擬試卷必刷題——原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性一．選擇題（共10小題）1．某激光器能發(fā)射波長為λ的激光，發(fā)射功率為P，c表示光速，h表示普朗克常量，則激光器每分鐘發(fā)射的能量子數(shù)為（）A．λphc B．hpλc C．60λphc 2．圖甲為某同學(xué)做研究光電效應(yīng)的實驗裝置圖，他通過實驗得到的單色光a、b的光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示，下列分析正確的是（）A．光a比b的遏止電壓更大 B．光a比b的頻率更大 C．光a比b的強度更小 D．光a比b的飽和光電流更大3．在光電效應(yīng)實驗中，用兩束不同頻率的光分別照射兩金屬板，逸出的光電子最大初動能相等。由此可判斷（）A．兩束光的強度一定相同 B．兩金屬的截止頻率相同 C．兩金屬的逸出功不同 D．逸出的光電子最大初速度不同4．如圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，光電管陰極K為鈣金屬，逸出功為3.2eV，圖乙是氫原子的能級圖。若用大量處于n＝4能級的氫原子發(fā)出的光照射陰極K，下列躍遷過程發(fā)出的光不能使K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的是（）A．從n＝4躍遷到n＝1 B．從n＝4躍遷到n＝3 C．從n＝3躍遷到n＝1 D．從n＝2躍遷到n＝15．如圖所示為密立根油滴實驗的示意圖，初始時開關(guān)處于閉合狀態(tài)。噴霧器將細小的油滴噴入極板M上方空間，油滴因摩擦帶負電。某顆油滴經(jīng)M板上的小孔進入下方的電場后最終靜止在距小孔d2的P點，已知電源電壓為U，該油滴帶電量為﹣q，重力加速度為gA．U=mgB．該過程中電場力對該油滴做的功為-UqC．保持開關(guān)閉合，僅將N板向上平移少許，該油滴將向下運動 D．?dāng)嚅_開關(guān)，僅將N板向上平移少許，該油滴將靜止在P點下方6．2025年是量子力學(xué)誕生一百周年，量子力學(xué)已經(jīng)對多個領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠影響，包括物理學(xué)、化學(xué)、計算機科學(xué)、通信技術(shù)和生物學(xué)，已成為現(xiàn)代科學(xué)的重要基石之一，下列與量子力學(xué)的奠基性事件有關(guān)的說法中正確的是（）A．康普頓效應(yīng)表明光具有波動性 B．盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 C．實物粒子不僅具有粒子性而且具有波動性 D．玻爾的原子理論成功解釋了所有原子的光譜現(xiàn)象7．如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A光照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B光照射時電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是（）A．A光的頻率不一定大于B光的頻率 B．在水中A光的速度大于B光的速度 C．用A光和B光分別在同一雙縫干涉實驗裝置上做實驗，A光的干涉條紋間距較寬 D．用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是從a流向b8．某同學(xué)采用如圖甲所示的實驗裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。電源的極性可以改變，當(dāng)在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表的電壓值U稱為遏止電壓?，F(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極（ν1＜ν2），測量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e。圖乙為頻率為ν1的單色光的實驗圖像。則下列選項正確的是（）A．加正向電壓時，將滑片P向右滑動，可增大光電子的最大初動能，電流表的示數(shù)增大 B．若改用頻率為ν2的單色光照射光電管，乙圖像與橫軸交點在ν1光照射時的右側(cè) C．分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測量到遏止電壓分別為U1和U2，陰極K金屬的極限頻率νcD．若用頻率更高的光照射光電管，則飽和光電流一定增大9．用光子能量為ε的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大初動能為12ε?，F(xiàn)用光子能量為2ε的單色光照射該金屬，則最大初動能的光電子剛逸出時，其物質(zhì)波波長為（已知電子質(zhì)量為m、普朗克常數(shù)為A．2hmε B．h2mε C．h3mε10．圖示為氫原子能級圖。一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，可以輻射出6種不同頻率的光，其中有幾種頻率的光可以使逸出功為6.20eV的金屬板發(fā)生光電效應(yīng)（）A．4 B．3 C．2 D．1二．多選題（共2小題）（多選）11．明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載，“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示，一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（）A．在該三棱鏡中a光傳播速度大于b光 B．在該三棱鏡中a光波長小于b光 C．a(chǎn)光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生 D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光的遏止電壓低（多選）12．密立根通過油滴實驗測得電子的電荷量，并因此獲得了1923年的諾貝爾物理學(xué)獎。實驗可簡化為如圖所示的裝置，霧狀小油滴在真空環(huán)境下被噴到水平放置的平行板電容器兩極板間，調(diào)節(jié)兩極板間的電壓U，恰使某個油滴懸浮在A點。已知油滴質(zhì)量為m，兩板間距為d，重力加速度大小為g，電容器的下極板接地（A點始終在兩極板間）。則（）A．油滴帶負電，電荷量為mgdUB．若只減小兩極板間距d，將有向右的電流經(jīng)過a點，并且該油滴將向下加速運動 C．若只將正極板下移一小段距離，A點的電勢升高 D．若只將負極板上移一小段距離，A點的電勢升高三．填空題（共4小題）13．氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ、Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n＞2的能級躍遷到n＝2的能級發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，遏止電壓最大的譜線是。14．研究光電效應(yīng)實驗的電路如甲圖所示，實驗中光電流與電壓的關(guān)系如乙圖所示。乙圖中①、②兩束入射光較強的是光束（選填“①”或“②”）；光束①比光束③的頻率（選填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K極時，逸出的光電子的最大初動能Ek＝（已知電子電量為e）。15．根據(jù)α粒子散射實驗。某α粒子在從a運動到b再運動到c的過程中：（可重復(fù)選）A.一直增大B.一直減小C.先增大再減小D.先減小再增大E.不變（1）α粒子的動能。（2）α粒子的電勢能。（3）α粒子的加速度。16．利用雙縫干涉測量激光的波長。已知雙縫相距為d，測得雙縫到光屏的距離為L，相鄰兩條亮紋中心間距為Δx，則光的波長λ＝。該激光器的發(fā)光功率為P，光在真空中傳播的速度為c，普朗克常量為h，則該激光器每秒發(fā)射光子的個數(shù)。四．解答題（共4小題）17．真空中一對半徑均為R1的圓形金屬板P、Q圓心正對平行放置，兩板距離為d，Q板中心鍍有一層半徑為R2（R2＜R1）的圓形鋅金屬薄膜。當(dāng)鋅金屬薄膜受到紫外線持續(xù)照射后，將會觀察到光電效應(yīng)現(xiàn)象，即薄膜表面有電子逸出的現(xiàn)象，可認為薄膜表面任意位置均有逸出，電子逸出的速率相等，速度方向隨機。如圖所示，現(xiàn)將兩金屬板P、Q與可變電源相連接，通過改變金屬板之間的兩端電壓UPQ（可認為PQ之間為勻強電場），可以控制電子的運動。已知電子逸出時的速率為v0，電子電荷量為e，電子質(zhì)量為m。忽略電子的重力以及電子之間的相互作用，不考慮平行板的邊緣效應(yīng)，光照條件保持不變，只有鋅金屬薄膜發(fā)生光電效應(yīng)。（1）若UPQ小于零，調(diào)整電源兩端電壓，使得P板上恰好各處均接收不到Q板上逸出的電子。求此時電壓U1；（2）若UPQ大于零，實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)UPQ大于或等于某一電壓值Um時，鋅金屬薄膜上的所有電子都可在P板接收到。求Um。18．光梳是一種復(fù)色光，包含頻率等間距分布的多種單色光，其中各單色光光強I（ν）與頻率ν的關(guān)系如圖（a）所示。各單色光的頻率可以表示為νk＝ν0+k?Δv（k＝0，±1，±2，…），其中ν0是中心頻率，相鄰兩單色光的頻率差為Δν。（1）在雙縫干涉實驗中，分別用頻率為ν0、ν+1光進行實驗，其他參數(shù)保持不變的情況下得到圖（b）（c）兩幅干涉圖樣。則圖（c）用的是（選填：“ν0”或“ν+1”）光。（2）用光梳照射到某種金屬，驗證光電效應(yīng)的實驗規(guī)律。①（多選）若頻率為ν0的光能使金屬表面發(fā)射光電子，光梳中一定可以使金屬表面發(fā)射光電子的單色光有。A.ν+1B.ν+2C.ν﹣1D.ν﹣2②頻率為ν0的光照射某種金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ek，已知元電荷電量為e；普朗克常量為h，則該金屬的逸出功為；若以頻率ν+3的光射同一金屬材料，此時光電子的最大初動能。（3）某光梳的光強I與頻率ν的關(guān)系如圖所示，則光強I與波長λ的關(guān)系可能為。（4）當(dāng)光照射到物體表面上，光子會被反射或者吸收，此時對物體表面會產(chǎn)生壓強，這壓強被稱為“光壓”。某激光器功率為P，發(fā)射出波長為λ的激光。假設(shè)這束光垂直照射到物體表面時，光子全部被垂直反射。如圖所示為Δt時間內(nèi)光子束的“柱狀模型”，已知光束橫截面積為S，普朗克常量為h，光速為c。①一個光子反射前后，動量變化量Δp為。②Δt時間內(nèi)到達物體表面的光子數(shù)n為。③（計算）求激光束對物體表面產(chǎn)生的光壓Y。（用P、S、c表示）19．如圖所示為一臺小型發(fā)電機的結(jié)構(gòu)及供電示意圖，電阻為r的線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)為n，轉(zhuǎn)動角速度為ω，線圈面積為S，線圈與阻值為R的電阻、理想二極管、開關(guān)S、真空器件P連接，P側(cè)面開有通光窗N，其余部分不透光，P內(nèi)有陰極K和陽極A，陰極材料的逸出功為W，開始時開關(guān)S斷開，電壓表和電流表都是理想交流電表。電子電荷量為e，普朗克常量為h。（1）求電流表的示數(shù)為多大；（2）閉合S，用單色光照射陰極K，若電流表的示數(shù)不變，求單色光的最大頻率。20．美國物理學(xué)家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系，描繪出圖乙中的圖像，由此算出普朗克常量。已知電子電荷量大小為e。請回答下列問題：（1）圖甲中電極A連接電源的正極還是負極；（2）求普朗克常量；（3）求該金屬的逸出功。

2026年高考物理模擬試卷必刷題——一．選擇題（共10小題）題號12345678910答案CDCBBCDCCB二．多選題（共2小題）題號1112答案ADAC一．選擇題（共10小題）1．某激光器能發(fā)射波長為λ的激光，發(fā)射功率為P，c表示光速，h表示普朗克常量，則激光器每分鐘發(fā)射的能量子數(shù)為（）A．λphc B．hpλc C．60λphc 【考點】光子與光子的能量．【專題】定量思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．【答案】C【分析】求出每個能量子的能量以及激光器在每分鐘內(nèi)發(fā)出的總能量，總能量除以每個能量子的能量等于光子數(shù)。【解答】解：每個能量子能量ε=h發(fā)射功率為P，激光器在每分鐘內(nèi)發(fā)出的總能量E＝60P故激光器每分鐘發(fā)出的能量子數(shù)N=Eε=60Ph故選：C?！军c評】掌握了單個光子的能量表達式和光速c與波長λ、頻率ν的關(guān)系式即可順利解決此類題目。2．圖甲為某同學(xué)做研究光電效應(yīng)的實驗裝置圖，他通過實驗得到的單色光a、b的光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示，下列分析正確的是（）A．光a比b的遏止電壓更大 B．光a比b的頻率更大 C．光a比b的強度更小 D．光a比b的飽和光電流更大【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電流及其影響因素；遏止電壓及其影響因素．【專題】比較思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】D【分析】從乙圖可知遏止電壓大小，根據(jù)飽和光電流大小分析光照強度，根據(jù)光電效應(yīng)方程和動能定理分析光子頻率。【解答】解：A．從乙圖可知，光a比b的遏止電壓小，故A錯誤；B．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動能定理可得eUc＝hν﹣W0，可知光a比b的頻率更小，故B錯誤；CD．從乙圖可知，a光的飽和光電流比b光大，所以光a比b的強度更大，故C錯誤，D正確。故選：D。【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道遏止電壓與最大初動能之間的關(guān)系。本題考查知識點簡單，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中要牢記公式以及物理量之間的關(guān)系。3．在光電效應(yīng)實驗中，用兩束不同頻率的光分別照射兩金屬板，逸出的光電子最大初動能相等。由此可判斷（）A．兩束光的強度一定相同 B．兩金屬的截止頻率相同 C．兩金屬的逸出功不同 D．逸出的光電子最大初速度不同【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；理解能力．【答案】C【分析】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和動能定理判斷判斷。【解答】解：ABC、由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν﹣W0＝hν﹣hν0用兩束不同頻率的光分別照射兩金屬板，逸出的光電子最大初動能相等，則兩金屬的逸出功不同，兩金屬的截止頻率不相同，與光的強度無關(guān)，故AC錯誤，C正確；D、根據(jù)動能公式Ekm=1故選：C?！军c評】該題考查光電效應(yīng)方程的應(yīng)用，牢記光電效應(yīng)方程是關(guān)鍵。4．如圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，光電管陰極K為鈣金屬，逸出功為3.2eV，圖乙是氫原子的能級圖。若用大量處于n＝4能級的氫原子發(fā)出的光照射陰極K，下列躍遷過程發(fā)出的光不能使K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的是（）A．從n＝4躍遷到n＝1 B．從n＝4躍遷到n＝3 C．從n＝3躍遷到n＝1 D．從n＝2躍遷到n＝1【考點】原子能級躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；理解能力．【答案】B【分析】結(jié)合題圖，分別計算出每個選項的躍遷過程釋放的光子能量，將其與金屬的逸出功比較，即可分析判斷ABCD正誤?！窘獯稹拷猓篈．由hν＝En﹣Em可知，從n＝4能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光子的能量為12.75eV，大于金屬鈣的逸出功，能使金屬鈣發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤；B．同理可知，從n＝4能級躍遷到n＝3能級發(fā)出的光子的能量為0.66eV，小于金屬鈣的逸出功，不能使金屬鈣發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；C．同理可知，從n＝3能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光子的能量為12.09eV，大于金屬鈣的逸出功，能使金屬鈣發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤；D．同理可知，從n＝2能級躍遷到n＝1能級發(fā)出的光子的能量為10.20eV，大于金屬鈣的逸出功，能使金屬鈣發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯誤。故選：B。【點評】本題考查原子能級躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合，解題時需注意，原子從高能級向低能級躍遷時會輻射光子，如果用躍遷發(fā)射的光去照射金屬，可能會發(fā)生光電效應(yīng)。5．如圖所示為密立根油滴實驗的示意圖，初始時開關(guān)處于閉合狀態(tài)。噴霧器將細小的油滴噴入極板M上方空間，油滴因摩擦帶負電。某顆油滴經(jīng)M板上的小孔進入下方的電場后最終靜止在距小孔d2的P點，已知電源電壓為U，該油滴帶電量為﹣q，重力加速度為gA．U=mgB．該過程中電場力對該油滴做的功為-UqC．保持開關(guān)閉合，僅將N板向上平移少許，該油滴將向下運動 D．?dāng)嚅_開關(guān)，僅將N板向上平移少許，該油滴將靜止在P點下方【考點】密立根油滴實驗；共點力的平衡問題及求解．【專題】定量思想；推理法；電場力與電勢的性質(zhì)專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據(jù)油滴最終靜止，列平衡方程求解；根據(jù)做功公式分析求解；根據(jù)平行板電容器公式、電容定義式與勻強電場強度與電勢差的關(guān)系判斷極板間的電場強度如何變化，即可求解。【解答】解：A、油滴靜止時受力平衡，則qU解得U=故A錯誤；B、極板M與P點之間的電勢差為U2，該過程中電場力對該油滴做的功為W=-qUC、保持開關(guān)閉合，兩板間電場強度E=可知，僅將N板向上平移少許，兩板間電場強度增大，電場力大于重力，油滴將向上運動，故C錯誤；D、斷開開關(guān)，僅將N板向上平移少許，根據(jù)C=?rS4πkd；解得E=可知E不變，則油滴受力不變，油滴仍將靜止在P點，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題考查了油滴運動方向問題，難度中等，分析清楚極板間電場強度如何變化是解題的關(guān)鍵。6．2025年是量子力學(xué)誕生一百周年，量子力學(xué)已經(jīng)對多個領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠影響，包括物理學(xué)、化學(xué)、計算機科學(xué)、通信技術(shù)和生物學(xué)，已成為現(xiàn)代科學(xué)的重要基石之一，下列與量子力學(xué)的奠基性事件有關(guān)的說法中正確的是（）A．康普頓效應(yīng)表明光具有波動性 B．盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 C．實物粒子不僅具有粒子性而且具有波動性 D．玻爾的原子理論成功解釋了所有原子的光譜現(xiàn)象【考點】實物粒子的波動性．【專題】定性思想；推理法；原子的核式結(jié)構(gòu)及其組成；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)常見的物理現(xiàn)象、物理學(xué)史等等知識進行解答，記牢相關(guān)科學(xué)家的物理學(xué)貢獻即可?！窘獯稹拷猓篈．康普頓效應(yīng)表明光具有粒子性，光的干涉、衍射以及多普勒效應(yīng)表明光具有波動性，故A錯誤；B．盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果建立的核式結(jié)構(gòu)模型，并非發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子，故B錯誤；C．實物粒子既具有粒子性而且具有波動性（物質(zhì)波），故C正確；D．玻爾的原子理論僅能解釋氫原子的光譜現(xiàn)象，故D錯誤。故選：C。【點評】對于物理學(xué)上著名物理學(xué)家的理論、實驗和重大發(fā)明要加強識記，這也是考試內(nèi)容之一，重視知識的積累。7．如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A光照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B光照射時電流表指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是（）A．A光的頻率不一定大于B光的頻率 B．在水中A光的速度大于B光的速度 C．用A光和B光分別在同一雙縫干涉實驗裝置上做實驗，A光的干涉條紋間距較寬 D．用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是從a流向b【考點】光電效應(yīng)的條件和判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)；光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件、光子的頻率、光在介質(zhì)中的傳播速度以及雙縫干涉條紋間距公式結(jié)合電流的方向進行分析解答。【解答】解：A.A光能發(fā)生光電效應(yīng)，B光不能發(fā)生光電效應(yīng)，則A光的頻率大于截止頻率，B光的頻率小于截止頻率，故A光的頻率一定大于B光的頻率，故A錯誤；B.A光的頻率大于B光的頻率，則A光的折射率大于B光的折射率，根據(jù)v=cn，在水中A光的速度小于B光的速度，故C.A光的頻率大于B光的頻率，根據(jù)λ=cf，則A光的波長小于B光的波長，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Δx=ldλD.用A光照射光電管時，光電子從陰極射出，光電子從b流過電流表G到a，故流過電流表G的電流方向是從a流向b，故D正確。故選：D?！军c評】考查光電效應(yīng)的相關(guān)問題，理解光電效應(yīng)發(fā)生的條件和雙縫干涉的相關(guān)知識，屬于較低難度考題。8．某同學(xué)采用如圖甲所示的實驗裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。電源的極性可以改變，當(dāng)在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表的電壓值U稱為遏止電壓?，F(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極（ν1＜ν2），測量到遏止電壓分別為U1和U2，設(shè)電子質(zhì)量為m、電荷量為e。圖乙為頻率為ν1的單色光的實驗圖像。則下列選項正確的是（）A．加正向電壓時，將滑片P向右滑動，可增大光電子的最大初動能，電流表的示數(shù)增大 B．若改用頻率為ν2的單色光照射光電管，乙圖像與橫軸交點在ν1光照射時的右側(cè) C．分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測量到遏止電壓分別為U1和U2，陰極K金屬的極限頻率νcD．若用頻率更高的光照射光電管，則飽和光電流一定增大【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電效應(yīng)的截止頻率；遏止電壓及其影響因素．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】C【分析】光電子的最大初動能是由入射光的頻率決定的，與光電管兩端的電壓無關(guān)；根據(jù)動能定理分析；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程分析；光飽和電流由入射光強度決定，與入射光的頻率無關(guān)?！窘獯稹拷猓篈．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0可知光電子的最大初動能與入射光的頻率、金屬的逸出功有關(guān)，與兩端電壓無關(guān)，故A錯誤；B．乙圖像是光電流隨所加電壓的變化圖像，圖像與橫軸的交點表示遏止電壓，根據(jù)動能定理有eU＝Ek＝hν﹣W0，若改用頻率為ν2的單色光照射光電管，即增大入射光的頻率，則遏止電壓增大，可知乙圖像與橫軸交點在ν1光照射時的左側(cè)，故B錯誤；C．由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0，結(jié)合動能定理有eU1＝Ek1＝hν1﹣W0eU2＝Ek2＝hν2﹣W0其中W0＝hνc可得νc=UD．若用頻率更高的光照射光電管，單位時間內(nèi)從陰極K逸出的光電子數(shù)不一定多，飽和電流也就不一定大，故D錯誤。故選：C。【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道遏止電壓與最大初動能之間的關(guān)系。本題考查知識點簡單，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中要牢記公式以及物理量之間的關(guān)系，同時注意計算的準確性。9．用光子能量為ε的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大初動能為12ε?，F(xiàn)用光子能量為2ε的單色光照射該金屬，則最大初動能的光電子剛逸出時，其物質(zhì)波波長為（已知電子質(zhì)量為m、普朗克常數(shù)為A．2hmε B．h2mε C．h3mε【考點】物質(zhì)波與概率波；愛因斯坦光電效應(yīng)方程．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，以及動量和動能的關(guān)系，物質(zhì)波波長公式計算即可?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)愛因斯坦光電方程，有?-W0=12?，2?﹣W0＝EK，解得最大初動能的光電子剛逸出時的動量為p=2mEk故選：C。【點評】本題考查了動量與動能的關(guān)系，對愛因斯坦的光電效應(yīng)方程和物質(zhì)波波長公式的應(yīng)用。10．圖示為氫原子能級圖。一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，可以輻射出6種不同頻率的光，其中有幾種頻率的光可以使逸出功為6.20eV的金屬板發(fā)生光電效應(yīng)（）A．4 B．3 C．2 D．1【考點】原子能級躍遷與光電效應(yīng)的結(jié)合．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據(jù)玻爾理論求解原子躍遷時釋放的能量，結(jié)合光電效應(yīng)發(fā)生的條件分析?！窘獯稹拷猓阂蝗簹湓犹幱趎＝4的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，可以釋放6種不同能量的光子，原子在不同能級躍遷時釋放能量ΔE＝Em﹣En由n＝2躍遷到n＝1，輻射的光子能量為10.2eV，從n＝3躍遷到n＝1，輻射的光子能量為12.09eV，從n＝3躍遷到n＝2，輻射的光子能量為1.89eV，從n＝4躍遷到n＝1，輻射的光子能量為12.75eV，從n＝4躍遷到n＝2，輻射的光子能量為2.55eV，由n＝4躍遷到n＝3，輻射的光子能量為0.66eV，可見有3種光子能量大于金屬板的逸出功6.20eV，所以有3種頻率的光能使金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確，ACD錯誤。故選：B?！军c評】本題考查氫原子的玻爾理論和光電效應(yīng)，解題關(guān)鍵是知道能級間躍遷所滿足的規(guī)律，即Em﹣En＝ΔE＝hν，并能靈活運用。二．多選題（共2小題）（多選）11．明代學(xué)者方以智在《陽燧倒影》中記載，“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示，一束復(fù)色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（）A．在該三棱鏡中a光傳播速度大于b光 B．在該三棱鏡中a光波長小于b光 C．a(chǎn)光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生 D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，則a光的遏止電壓低【考點】光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義；光的折射定律；光的全反射現(xiàn)象；光的偏振現(xiàn)象及原理．【專題】定量思想；方程法；光的折射專題；光的衍射、偏振和電磁本性專題；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】依據(jù)發(fā)生全反射的條件分析；依據(jù)光的折射定律，判定兩光的折射率大小，由折射定律得出折射率關(guān)系，就知道波長關(guān)系；偏振現(xiàn)象是橫波所特有的；根據(jù)公式v=c【解答】解：A、由題圖知三棱鏡對a光的折射率小于對b光的折射率，即na＜nb，同種介質(zhì)對頻率越大的光折射率越大，即νa＜νb，由n=cν，得va＞vb，即a光在三棱鏡中的傳播速度大于b光，故A正確；B又n＝聯(lián)立解得：λ=則可知：λa＞λb，故B錯誤；C、偏振現(xiàn)象是橫波所特有的，故a、b兩光都能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故C錯誤；D、若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)Ek＝hν﹣W0，可知a光的最大初動能小，根據(jù)eUc＝Ek，可知a光的遏止電壓低，故D正確。故選：AD?！军c評】解決該題的關(guān)鍵是能從光路圖分析得到兩種光的折射率大小關(guān)系，知道光的折射率越大，則頻率越大，波長越小，熟記全反射的條件。（多選）12．密立根通過油滴實驗測得電子的電荷量，并因此獲得了1923年的諾貝爾物理學(xué)獎。實驗可簡化為如圖所示的裝置，霧狀小油滴在真空環(huán)境下被噴到水平放置的平行板電容器兩極板間，調(diào)節(jié)兩極板間的電壓U，恰使某個油滴懸浮在A點。已知油滴質(zhì)量為m，兩板間距為d，重力加速度大小為g，電容器的下極板接地（A點始終在兩極板間）。則（）A．油滴帶負電，電荷量為mgdUB．若只減小兩極板間距d，將有向右的電流經(jīng)過a點，并且該油滴將向下加速運動 C．若只將正極板下移一小段距離，A點的電勢升高 D．若只將負極板上移一小段距離，A點的電勢升高【考點】密立根油滴實驗；電容器的動態(tài)分析（U不變）——板間距離變化．【專題】定量思想；推理法；電容器專題；推理論證能力．【答案】AC【分析】根據(jù)上極板帶正電，下極板帶負電，電場方向向下，由于油滴懸浮在A點平衡，可知電場力方向向上，結(jié)合將正極板下移一小段距離，即極板間間距減小分析求解?！窘獯稹拷猓篈、由題可知，上極板帶正電，下極板帶負電，電場方向向下，由于油滴懸浮在A點平衡，可知電場力方向向上，電場力方向與電場方向相反，可知，油滴帶負電；根據(jù)平衡條件可得qUd=mg，可得電荷量為q=mgdB、若只減小兩極板間距d，根據(jù)C=εrS4πkd可知，電容C增大，根據(jù)C=QU，由于板間電壓不變，所以電容器所帶電荷量Q增大，則有向右的電流經(jīng)過C、若只將正極板下移一小段距離，根據(jù)E=Ud可知，板間場強增大，由于A點與負極板的距離不變，所以A點與負極板的電勢差變大，則A點的電勢升高，故D、若只將負極板上移一小段距離，根據(jù)E=Ud可知，板間場強增大，由于A點與正極板的距離不變，所以A點與正極板的電勢差變大，則A點的電勢降低，故故選：AC?！军c評】本題考查了電容器相關(guān)知識，理解電容器的定義式和決定式，熟練掌握不同情況下電容器參數(shù)的變化是解決此類問題的關(guān)鍵。三．填空題（共4小題）13．氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線Hα、Hβ、Hγ、Hδ，都是氫原子中電子從量子數(shù)n＞2的能級躍遷到n＝2的能級發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，遏止電壓最大的譜線是Hδ?！究键c】分析能級躍遷過程中釋放的光子種類；氫原子能級圖．【專題】比較思想；推理法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．【答案】Hδ?！痉治觥坑刹ㄩL與頻率關(guān)系，可判定四條譜線的頻率高低，從而確定其的能量大小，再結(jié)合躍遷過程中，釋放能量即為前后能級之差，并由能量大小，來判定頻率的高低，再由動能定理和愛因斯坦光電效應(yīng)方程判斷?！窘獯稹拷猓核臈l譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，在真空中的波長由長到短，根據(jù)公式c＝λν可知，四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ的頻率是由大到小，即Hδ的頻率最大，而ΔE＝Em﹣En＝hν，則Hδ對應(yīng)的前后能級之差最大，根據(jù)動能定理得：﹣eUC＝0﹣Ek，結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W，可知遏止電壓最大的譜線是Hδ。故答案為：Hδ。【點評】本題考查躍遷過程中能級的高低，掌握頻率的大小與波長的高低的關(guān)系，理解光電效應(yīng)方程。14．研究光電效應(yīng)實驗的電路如甲圖所示，實驗中光電流與電壓的關(guān)系如乙圖所示。乙圖中①、②兩束入射光較強的是光束①（選填“①”或“②”）；光束①比光束③的頻率?。ㄟx填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K極時，逸出的光電子的最大初動能Ek＝eUc2（已知電子電量為e）。【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．【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，小，eUc2。【分析】根據(jù)光飽和電流分析；根據(jù)光電效應(yīng)方程和動能定理比較；根據(jù)動能定理計算?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)光電效應(yīng)規(guī)律：用光照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)，光的強度越強，產(chǎn)生的光電子數(shù)目就越多，對應(yīng)的光電流越大，由圖乙可知，光束①照射K極產(chǎn)生的飽和光電流比②的大，故入射光較強的是光束①。根據(jù)光電效應(yīng)方程和動能定理可得Ek＝hν﹣W0＝eUc由圖可知光束③的遏止電壓大，故光束①比光束③的頻率小。用光束①照射K極時，根據(jù)動能定理可知逸出的光電子的最大初動能為Ek＝eUc2故答案為：①，小，eUc2?！军c評】本題考查了對光電效應(yīng)基本規(guī)律的理解，知道最大初動能和遏止電壓之間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵。15．根據(jù)α粒子散射實驗。某α粒子在從a運動到b再運動到c的過程中：（可重復(fù)選）A.一直增大B.一直減小C.先增大再減小D.先減小再增大E.不變（1）α粒子的動能D。（2）α粒子的電勢能C。（3）α粒子的加速度C?！究键c】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；推理論證能力．【答案】（1）D；（2）C；（3）C【分析】（1）α粒子在原子核形成的電場中運動時，電荷間的電場力做功，根據(jù)電場力做功情況，即可判斷α粒子動能變化情況；（2）根據(jù)電場力做功情況判斷電勢能的變化情況；（3）距離原子核近的地方電場強度大，電場力大，加速度大?！窘獯稹拷猓海?）α粒子受到斥力作用，根據(jù)電場力做功特點可知：從a運動b過程中電場力做負功，電勢能增加，動能減小，從b運動到c過程中，電場力做正功，電勢能減小，動能增加，可知α粒子在從a運動到b再運動到c的過程中，動能先減小再增大，故選：D；（2）α粒子在從a運動到b再運動到c的過程中，電場力先做負功后做正功，電勢能先增大再減小，故選：C；（3）距離原子核近的地方電場強度大，故越靠近原子核加速度越大，因此α粒子加速度先增大后減小，故選：C。故答案為：（1）D；（2）C；（3）C【點評】本題借助α粒子散射實驗考查了帶電粒子在電場中運動時動能、勢能、加速度等物理量的變化情況，根據(jù)電場有關(guān)知識即可解答。16．利用雙縫干涉測量激光的波長。已知雙縫相距為d，測得雙縫到光屏的距離為L，相鄰兩條亮紋中心間距為Δx，則光的波長λ＝d?ΔxL。該激光器的發(fā)光功率為P，光在真空中傳播的速度為c，普朗克常量為h，則該激光器每秒發(fā)射光子的個數(shù)Pd?ΔxhcL【考點】光子與光子的能量；光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系．【專題】定量思想；推理法；光的干涉專題；推理論證能力．【答案】d?ΔxL；【分析】根據(jù)條紋間距公式求解波長；求出激光器時間1s內(nèi)發(fā)射光子的總能量以及每個光子的能量，二者相除等于該激光器每秒發(fā)射光子的個數(shù)?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)條紋間距公式知Δx=解得λ=該激光器時間t內(nèi)發(fā)射光子的總能量為E總＝Pt每個光子的能量為E=故該激光器每秒發(fā)射光子的個數(shù)為n=故答案為：d?ΔxL；【點評】掌握了單個光子的能量表達式和總能量表達式即可順利解決此類題目。四．解答題（共4小題）17．真空中一對半徑均為R1的圓形金屬板P、Q圓心正對平行放置，兩板距離為d，Q板中心鍍有一層半徑為R2（R2＜R1）的圓形鋅金屬薄膜。當(dāng)鋅金屬薄膜受到紫外線持續(xù)照射后，將會觀察到光電效應(yīng)現(xiàn)象，即薄膜表面有電子逸出的現(xiàn)象，可認為薄膜表面任意位置均有逸出，電子逸出的速率相等，速度方向隨機。如圖所示，現(xiàn)將兩金屬板P、Q與可變電源相連接，通過改變金屬板之間的兩端電壓UPQ（可認為PQ之間為勻強電場），可以控制電子的運動。已知電子逸出時的速率為v0，電子電荷量為e，電子質(zhì)量為m。忽略電子的重力以及電子之間的相互作用，不考慮平行板的邊緣效應(yīng)，光照條件保持不變，只有鋅金屬薄膜發(fā)生光電效應(yīng)。（1）若UPQ小于零，調(diào)整電源兩端電壓，使得P板上恰好各處均接收不到Q板上逸出的電子。求此時電壓U1；（2）若UPQ大于零，實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)UPQ大于或等于某一電壓值Um時，鋅金屬薄膜上的所有電子都可在P板接收到。求Um。【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；帶電粒子在恒定的電場中做加速（或減速）運動．【專題】計算題；信息給予題；定量思想；推理法；帶電粒子在電場中的運動專題；光電效應(yīng)專題；理解能力．【答案】（1）調(diào)整電源兩端電壓，使靈敏電流計示數(shù)恰好為零，此時電壓為mv（2）鋅金屬薄膜上的所有電子都可在P板接收到，Um為2md【分析】（1）根據(jù)動能定理求解作答；（2）從鋅膜邊緣平行Q板射出的動能最大的光電子做勻變速曲線（類平拋）運動，剛好能到達P板邊緣時，則所有電子均能到達P板，根據(jù)類平拋運動規(guī)律求解作答?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)動能定理-解得U（2）當(dāng)UpQ＞0時，若從鋅膜邊緣平行Q板射出的動能最大的光電子做勻變速曲線（類平拋）運動，剛好能到達P板邊緣時，則所有電子均能到達P板，此時電源兩端電壓為Um；電子的初速度為v0、運動時間為t根據(jù)牛頓第二定律，光電子運動的加速度a=平行于金屬板方向的運動有：R1﹣R2＝v0t垂直于金屬板方向的運動有d=聯(lián)立可得Um答：（1）調(diào)整電源兩端電壓，使靈敏電流計示數(shù)恰好為零，此時電壓為mv（2）鋅金屬薄膜上的所有電子都可在P板接收到，Um為2md【點評】本題主要是考查帶電粒子在電場中的運動，掌握動能定理、類平拋運動規(guī)律的運用，根據(jù)牛頓第二定律求解列平拋運動的加速度是解題的關(guān)鍵。18．光梳是一種復(fù)色光，包含頻率等間距分布的多種單色光，其中各單色光光強I（ν）與頻率ν的關(guān)系如圖（a）所示。各單色光的頻率可以表示為νk＝ν0+k?Δv（k＝0，±1，±2，…），其中ν0是中心頻率，相鄰兩單色光的頻率差為Δν。（1）在雙縫干涉實驗中，分別用頻率為ν0、ν+1光進行實驗，其他參數(shù)保持不變的情況下得到圖（b）（c）兩幅干涉圖樣。則圖（c）用的是ν0（選填：“ν0”或“ν+1”）光。（2）用光梳照射到某種金屬，驗證光電效應(yīng)的實驗規(guī)律。①（多選）若頻率為ν0的光能使金屬表面發(fā)射光電子，光梳中一定可以使金屬表面發(fā)射光電子的單色光有AB。A.ν+1B.ν+2C.ν﹣1D.ν﹣2②頻率為ν0的光照射某種金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ek，已知元電荷電量為e；普朗克常量為h，則該金屬的逸出功為hν0﹣Ek；若以頻率ν+3的光射同一金屬材料，此時光電子的最大初動能3hΔν+Ek。（3）某光梳的光強I與頻率ν的關(guān)系如圖所示，則光強I與波長λ的關(guān)系可能為D。（4）當(dāng)光照射到物體表面上，光子會被反射或者吸收，此時對物體表面會產(chǎn)生壓強，這壓強被稱為“光壓”。某激光器功率為P，發(fā)射出波長為λ的激光。假設(shè)這束光垂直照射到物體表面時，光子全部被垂直反射。如圖所示為Δt時間內(nèi)光子束的“柱狀模型”，已知光束橫截面積為S，普朗克常量為h，光速為c。①一個光子反射前后，動量變化量Δp為2hλ②Δt時間內(nèi)到達物體表面的光子數(shù)n為PΔtλhc③（計算）求激光束對物體表面產(chǎn)生的光壓Y。（用P、S、c表示）【考點】光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義；光子的動量；光的雙縫干涉圖樣．【專題】定量思想；推理法；光的干涉專題；光電效應(yīng)專題；物理光學(xué)綜合專題；推理論證能力．【答案】（1）ν0；（2）①AB；②hν0﹣Ek，3hΔν+Ek；（3）D；（4）①2hλ；②PΔtλhc；③激光束對物體表面產(chǎn)生的光壓Y【分析】（1）根據(jù)干涉條紋間距公式分析；（2）①根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件分析；②根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程計算；（3）根據(jù)題圖結(jié)合頻率和波長的關(guān)系分析；（4）①根據(jù)動量變化量的定義分析；②根據(jù)功率和光子的能量計算；③根據(jù)壓強的定義計算?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)νk＝ν0+k?Δv（k＝0，±1，±2，…）可知，ν+1光的頻率大于ν0光的頻率，根據(jù)c＝λν可知，ν0光的波長較長，根據(jù)Δx=ldλ可知，用ν0光做雙縫干涉實驗時的干涉條紋間距較大，所以圖（c（2）①若頻率為ν0的光能使金屬表面發(fā)射光電子，根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件可知，只要頻率大于ν0光的光都可以發(fā)生光電效應(yīng)，故AB正確，CD錯誤。故選：AB。②根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝hν0﹣W0，解得該金屬的逸出功為W0＝hν0﹣Ek，若以頻率ν+3的光射同一金屬材料，此時光電子的最大初動能為E'k＝hν+3﹣W0，其中ν+3＝ν0+3Δν，解得E'k＝3hΔν+Ek。（3）由