第十六章近代物理

課程標(biāo)準(zhǔn)備考策略

1.知道原子的結(jié)構(gòu)，理解玻爾理

1.了解人類探索原子及其結(jié)構(gòu)的歷史。知道原子的核式結(jié)論及原子躍遷規(guī)律，理解氫原子

構(gòu)模型。通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結(jié)構(gòu)。光譜。

2.了解原子核的組成和核力的性質(zhì)。知道四種基本相互作2.理解光電效應(yīng)現(xiàn)象，掌握光

用。能根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程。電效應(yīng)方程，掌握應(yīng)用圖像分析

3.了解放射性和原子核衰變。知道半衰期及其統(tǒng)計意義。光電效應(yīng)問題。

了解放射性同位素的應(yīng)用，知道射線的危害與防護。3.理解天然放射現(xiàn)象，知道三

4.認(rèn)識原子核的結(jié)合能，了解核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)。種射線的特點，知道半衰期的概

關(guān)注核技術(shù)應(yīng)用對人類生活和社會發(fā)展的影響。念，理解衰變規(guī)律。

5.了解人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索歷程4.會書寫核反應(yīng)方程，掌握質(zhì)

能方程，會計算核能

第1講光電效應(yīng)波粒二象性

陞備知識梳理自立學(xué)習(xí)?去啾回扣

1.黑體、黑體輻射的實驗規(guī)律

(1)黑體：能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。

(2)黑體輻射的實驗規(guī)律

①對于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除了與溫度有關(guān),還與材料的種類及表面狀

況有關(guān)。

②黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的逼庭有關(guān)，隨著溫度的升高，一方面,

各種波長的輻射強度都有皿，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,如圖

所示。

2.能量子

(1)定義；普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時，只能輻射或吸收某個最小能量值

￡的整數(shù)倍,這個不可再分的最小能量值￡叫作能量子。

(2)能量子大?。骸?叵,其中￡是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，〃稱為普朗克常量。

力=6.626X10-34js(一般取〃=6.63X1034Js)?>

3.光電效應(yīng)及其規(guī)律

(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象：照射到金屬表面的光，能使金屬中的曳主從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出

來的電子叫光電子。

(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件：入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率。

(3)光電效應(yīng)規(guī)律

①每種金屬都有一個被止頻率，入射光的頻率必須先型土這個械止頻率才能產(chǎn)生光

電效應(yīng)。

②光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān),只隨入射光頻率的增大而增大。

③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過ICTs。

④當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時，飽和光電流的大小與入射光的強度成正比。

光電效應(yīng)現(xiàn)象可認(rèn)為是光子把原子最外層的電子撞：出來，是一對一的關(guān)系，而且是瞬

時的。

4.愛因斯坦光電效應(yīng)方程

(1)光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個光子，光子

的能量戶也。

(2)逸出功Wo：電子從金屬中逸出所需做功的最小值。

(3)最大初動能：發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的里土吸收光子后克服原子核的引力逸出

時所具有的動能的最大值.

(4)光電效應(yīng)方程

①表達式：/“=&+%或&=力丫~~卬0。

②物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是〃打這些能量的一部分用來克

服金屬的逸出功1%,剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的黃大宏皿。

5.光的波粒二象性與物質(zhì)波

(1)光的波粒二象性

①光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性。

②光電效應(yīng)說明光具有粒子性。

③光既具有波動性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

(2)物質(zhì)波

任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長

〃為運動物體的動量，〃為普朗克常量。

|概念辨析?

1.只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。(X)

2.光電子就是光子。(X)

3.極止頻率越大的金屬材料逸出功越大。(J)

4.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小。(X)

5.入射光的頻率越大，逸出功越大。(X)

6.光電效應(yīng)說明了光具有粒子性，證明光的波動說是錯誤的。(X)

陜鍵能力提升互動探究?考點精講

考點一光電效應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用

1.與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對比

(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表

面受到光照射時發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子。

(2)光電子的動能與光電子的最大初動能：只有金屬表面的電子直接向外飛出時，只需克

服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動能。

(3)光電流與飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所

加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件

下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。

(4)入射光強度與光子能量：入射光強度指單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能

量，而光子能量E=的。

(5)光的強度與飽和光電流：頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光越強，飽和光

電流越大。

2.光電效應(yīng)的研究思路

(1)兩條線索

［強度一決定著每杪鐘光源發(fā)射的光子數(shù)------

照射光I頻率——決定著留個光子的能量----------

［每秒鐘逸出的光電子數(shù)一決定者光電流的大小」

光電子I光電子逸出后的最大初動能￡產(chǎn);2^---------------------------

(2)兩條對應(yīng)關(guān)系

①入射光強度大~光子數(shù)目多一發(fā)射光電子多一光電流大。

②光子頻率高f光子能量大一光電子的最大初動能大。

【典例I】2024年5月19日，我國最大的海上光伏項目——中核田灣200萬千瓦灘涂

光伏示范項目在江蘇連云港正式開工建設(shè)。光伏發(fā)電的主要原理是光電效應(yīng)，即在光的照射

卜.物體表面能發(fā)射出電子的現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn)，用紫光照射金屬鋅能發(fā)生光電效應(yīng)，而紅光照

射時不能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，這是因為(A)

A.紅光的頻率小于金屬鋅的截止頻率

B.紅光光子能量大于紫光光子能量

C.紅光照射的時間不夠長

D.紅光的強度小于紫光的強度

【解析】只有當(dāng)入射光的頻率大于或等于金屬的戒止頻率時，才能發(fā)生光也效應(yīng)，紅

光照射時不能使鋅發(fā)生光也效應(yīng)，這是因為紅光的頻率小于金屬鋅的橫止頻率，與光照時間

無關(guān)，故A正確，C錯誤；紅光頻率小于紫光頻率，則紅光光子能量小于紫光光子能量，故

B錯誤；根據(jù)題意無法比較紅光的強度與紫光的強度的大小關(guān)系，故D錯誤。

對點演練〕

1.下列有關(guān)光電效應(yīng)的說法正確的是（B）

A.只要入射光照射時間足夠長，任何金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)

B.對于某種金屬，只要入射光頻率低于截止頻率就不能發(fā)生光電效應(yīng)

C.金屬的逸出功與入射光的頻率有關(guān)，入射光頻率越大，逸出功越大

D.飽和光電流與入射光的頻率有關(guān)，入射光頻率越大，飽和光電流一定越大

解析：光也效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于或等于金屬的微止頻率，與入射光照射時間

無關(guān)，故A錯誤，B正確：金屬的逸出功與金屬本身有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，故C錯誤:

在光電效應(yīng)中，入射光越強，飽和光電流越大，與入射無頻率無關(guān)，故D錯誤。

2.某光源發(fā)出的光由不同頻率的光組成，不同頻率的光的強度如圖所示，表中給出了某

些材料的截止頻率，用該光源發(fā)出的光照射表中材料，下列說法正確的是（D）

t光強

024681()1214p/(10MHz)

材料鉀鈣鋁

截止頻率/（1（嚴(yán)Hz）5.447.7310.95

A.僅鉀能產(chǎn)生光電子

B.僅鋁、鈣能產(chǎn)生光電子

C.僅鈣、鉀能產(chǎn)生光電子

D.鴇、鈣、鉀都能產(chǎn)生光電子

解析：由題圖可知，該光源發(fā)出的光的頻率在6X1014?]4X10"HZ,而三種材料中，鴇

的截止頻率最高，是10.95X10MHz,小于14X10MHz,所以該光源能使這三種材料眷產(chǎn)生

光電子，故選D。

考點二光電效應(yīng)的方程和圖像

1.三個關(guān)系式

⑴愛因斯坦光電效應(yīng)方程反=加一Wo。

（2）光電子的最大初動能反可以利用光電管通過實驗的方法測得，即Ek=eUc，其中5

是遏止電壓。

（3）光電效應(yīng)方程中的Wo為逸出功，由金屬木身決定，它與金屬的截止頻率心的關(guān)系是

VVo=/7VCo

2.四類圖像

由圖線直接（間接）得到的物

圖像名稱圖線形狀

理量

耳①截止頻率Vc：圖線與V軸交

最大初動能反與入射光頻率點的橫坐標(biāo)

V的關(guān)系0②逸出功Wo：圖線與反軸交

-E點的縱坐標(biāo)的絕對值，即Wo

=|-E]=E

③普朗克常量小圖線的斜率，

即k=h

①截止頻率之：圖線與橫軸交

點的橫坐標(biāo)

②遏止電壓以：隨入射光頻

率的增大而增大

謁止電壓小與入射光頻率1，③普朗克常量〃：等于圖線的

的關(guān)系斜率與電子電荷量的乘積，即

h=ke

④逸出功Wo：圖線與a軸交

點的縱坐標(biāo)的絕對值與電子

電荷量的乘積，即Wo=eUm

①遏止電壓Ucl、a2

'—黃光

②飽和電流

入射光顏色不同時，光電流與二-----藍光

￡⑤最大初動能

電壓的關(guān)系

UMC>~uEa=eUci、

=

Ek2eUc2

①遏止電壓a：圖線與橫軸

3--z--強光（黃）交點的橫坐標(biāo)

入射光顏色相同、強度不同斤------弱光（黃）

②飽和電流/ml、；m2：光電流

時，光電流與電壓的關(guān)系

的最大值

?---------------U

③最大初動能反=。伉

考向1光電效應(yīng)方程的應(yīng)用

【典例2】（2024.海*卷）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，單刀雙擲開關(guān)S接1,用

頻率為次的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0,此時電壓表的示數(shù)

為5,己知電子電荷量為e,普朗克常量為〃，下列說法正確的是（D）

A.其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大

B.改用比以更大頻丞的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為U

C.其他條件不變，使開關(guān)接S2,電流表示數(shù)仍為零

D.光電管陰極材料的截止頻率收=也一半

【解析】當(dāng)開關(guān)S按1時，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程有。必=〃片一卬0,故其他條件不

變時，增大尤強，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤：若改用比也更大頻率的光照射時，調(diào)整也

流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大，即此時電壓表示數(shù)大于U,故B

錯誤；其他條件不變時，使開關(guān)S接2,此時才力＞1%,可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示我不為

零，故C錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有6幼=加|一用），其中胸=/?收，聯(lián)立解得光電

管陰極材料的截,止頻率為網(wǎng)=片一半\故D正確。

考向2光電效應(yīng)圖像選取

【典例3]研究某種金屬的光電效應(yīng)規(guī)律，所得相關(guān)圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所

示，Ek為光電子的最大初動能、v為入射光的頻率、/為光電流、U為兩極板間的電壓、5

為遏止電壓。下列說法正確的是（D）

A.由圖甲知，入射光的頻率為三時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為專

B.由圖乙知，入射光的光照強度越大，光電子的最大初動能越大

C.由圖丙知，入射光2的頻率大于入射光1的頻率

D.由圖「知，入射光的頻率大于總時，入射光的頻率越大，遏止電壓越大

【解析】根據(jù)反=加一1%,Wo=/n3結(jié)合圖甲可知，合為極止頻率，當(dāng)入射光的頻

率為葭時，不能發(fā)生光也效應(yīng)，不能產(chǎn)生光電子，故A錯誤；光位子的最大初動能由入射光

的頻率與金屬的選出功共同決定，與光照強度無關(guān)，故B錯誤；根據(jù)題圖丙可知Ucl＞Uc2,

根據(jù)尸Eki=〃環(huán)一版,eUc2=Ek2=hv2-W0,則有也＞小,即入射光2的頻率小于入射光1

的頻率，故C錯誤：由&='一她可知，入射光的頻率大于吠時，入射光的頻率越大，遇

ee

止電壓越大，故D正確。

考向3光電效應(yīng)/一U圖像信息應(yīng)用

【典例4]用如圖甲所示的實驗裝置研究光電效應(yīng)，電路中電源的正負極可以對調(diào)，

用一定強度、頻率為v的激光照射陰極K時，得到的光電子遏止電壓為Uo,飽和電流為An，

如圖乙所示。已知光電子的質(zhì)量為〃7,所帶的電荷量為一e,普朗克常量為力，下列說法正確

的是（B）

窗口

光束

A.陰極K的逸出功為人，+c4

B.陰極K單位時間內(nèi)射出的光電子數(shù)為?

c.光電子的最大初速度為、管

D.陰極K的截止頻率為丫+半

【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm=hv-W（）f根據(jù)最大初動能與遏止也壓的關(guān)系有Ekm

=eUo,解得胸=人，一eUo,故A錯誤：由于飽和電流為八，根據(jù)電流的定義式有八=孑，陰

極K單位時間內(nèi)射出的光電子數(shù)為〃=5,解得〃*故B正確；光電子的最大動能為E"

=/端，結(jié)合上述解得呼,故C錯誤；令找上頻率為助則有皿=加，0,解得vo

=v-華,故D錯誤。

考向4光電效應(yīng)U.-v圖像信息應(yīng)用

【典例5】（2022?河北卷）如圖所示是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電

壓a與入射光頻率丫的實驗曲線，該實驗直接證明了愛閃斯坦光電效應(yīng)方程，并口第一次利

用光電效應(yīng)實驗測定了普朗克常量力。由圖像可知（A）

A.鈉的逸出功為人收

B.鈉的截止頻率為8.5X10"Hz

C.圖中直線的斜率為普朗克常量〃

D.遏止電壓&與入射光頻率v成正比

【解析】根據(jù)遏止電壓與最大初動能的關(guān)系有eG=Ekmax,根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方

程有反max=6-l%,當(dāng)a為0時，解得卬0=6&A正確；鈉的截止頻率為心,根據(jù)題圖

可知，微止頻率小于8.5X10MHz,B錯誤；根據(jù)上述分析，有“=4，一學(xué)，可知題圖中直

h

線的斜率表示工，遏止電壓伍與入射光頻率1，成線性關(guān)系，不是正比關(guān)系，C、D錯誤。

考向5光電效應(yīng)EL圖像信息應(yīng)用

【典例6]甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能與入射光頻率間的

關(guān)系分別如圖中的。、力所示。下列判斷正確的是(B)

A.圖線〃與〃不一定平行

B.圖線。與〃的斜率是定值，與入射光和金屬材料均無關(guān)系

C.乙金屬的截止頻率小于甲金屬的截止頻率

D.甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金屬的入射光頻

率大

【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程反=加一版可知，反一丫圖線的斜率代表普朗克常量，兩

直線一定平行，A錯誤：普朗克常量與入射光和金屬材料均無關(guān)系，B正確：橫軸極距表示

最大初動能為零時的入射光頻率，也就是金屬的裁止頻室，故乙金屬的極止頻率大于甲金屬

的截止頻率，C錯誤；甲、乙兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，若光電子的最大初動能相同，甲金

屬的入射光頻率小，D錯誤。

考點三光的波粒二象性和物質(zhì)波

1.光的波粒二象性

(1)光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的；光的波動也不同

于宏觀觀念的波。

(2)光的粒子性的含義是“不連續(xù)”“一份一份”的；光子不同于宏觀觀念的粒子。

2.物質(zhì)波

⑴物質(zhì)波的波長：%是普朗克常量。

(2)德布羅意波也是概率波，衍射圖樣中的先圓是電子落點概率大的地方，但概率的大小

受波動規(guī)律的支配。

【典例7】(多選)電子雙縫干涉實驗是近代證實物質(zhì)波存在的實驗。如圖所示，電子槍

持續(xù)發(fā)射的電子動量為1.2X1023kg.m/s,然后讓它們通過雙縫打到屏上。己知電子質(zhì)量取

9.1X10引kg,普朗克常量取6.6X10-34j$下列說法正確的是(BD)

[X廣

())-------?I---*

電子槍M

A.發(fā)射電子的動能約為8.0XIO*j

B.發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5XIO*1m

C.只有成對電子分別同時通過雙縫才能發(fā)生干涉

D.如果電子是一個一個發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣

02

【解析】根據(jù)動量的大小與動能的關(guān)系可知發(fā)射電子的動能約為Ek=%=

(1.2X10-23)2J=8.（）x1（）/7j,A錯誤；發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為2='=；,?j23m=

2X9.1XIO31

5.5X10"m,B正確；電子也具有波粒二象性，故電子的波動性是每個電子本身的性質(zhì)，則

即使電子依次通過雙縫也能發(fā)生干涉現(xiàn)象，只是需要大量位子才能顯示出干涉圖樣，C錯誤,

D正確。

〔對點演練〕

3.（多選）物理學(xué)家做了?個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，

若減小入射光的強度，使光子只能一個一個地通過狹縫。實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太

長，底片上只能出現(xiàn)一些如圖中所示不規(guī)則的點；如果曝光時間足夠長，底片上就會出現(xiàn)如

圖內(nèi)所示規(guī)則的干涉條紋。對于這個實驗結(jié)果的認(rèn)識正確的是（BC）

甲乙丙

A.曝光時間不長時，光的能量太小，底片上的條紋看不清楚，故出現(xiàn)不規(guī)則的點

B.單個光子的運動沒有確定的軌道

C.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方

D.只有光子具有波粒二象性，微觀粒子不具有波粒二象性

解析：光具有波粒二象性，少數(shù)光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動

性。單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)測，大量光子的落點出現(xiàn)一定的規(guī)律性，落在某些區(qū)

域的可能性較大，這些區(qū)域正是波通過雙縫后發(fā)生干涉時振幅加強的區(qū)域。不論光子還是微

觀粒子，都具有波粒二象性，故B、C正確，A、D錯誤。

4.已知電子的質(zhì)量約為9.1X10'31kg,―個電子和一個宜徑為4pm的油滴具有相同的

動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為（D）

A.108B.10-

C.102D.I08

解析：根據(jù)德布羅意波長公式/1=:和〃=西瓦，解得）=總應(yīng)，由題意可知，電子與

油滴的動能相同，則其波長與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有仝=參，油的密度比水的密

度小，約為0.8X1O'kg/n?,由于已知油滴的直徑，則油滴的質(zhì)量為機油=〃七兀42.7X1014kg,

JU\/77XIO'14

代入數(shù)據(jù)解得'/一二比1.7X1。8,故選Do

弱49.1X10-31

課時作業(yè)77

，學(xué)基礎(chǔ)鞏固八

1.（5分）（2024?湖南卷）量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點，下列關(guān)于量子論的說法

正確的是（B）

A.普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的

B.光電效應(yīng)實驗中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可?以

讓電子從該金屬表面逸出

C.康普頓研究石墨對X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分

D.德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動性，而電子不具有波動性

解析：普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；產(chǎn)生光電效

應(yīng)的條件是光的頻率大于或等于金屬的截止頻率，紫光的頻率大于紅光的，若紅光能使金屬

發(fā)生光電效應(yīng)，可知紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；石墨對X射線的散射過程

遵循動量守恒定律，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)2=%可

知波長變長，故C錯誤；德布羅意認(rèn)為物質(zhì)都具有波動性，包括質(zhì)子和電子，故D錯浜。

2.（5分）（多選）如圖所示，用導(dǎo)線把不帶電的驗電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅

板時，發(fā)生的現(xiàn)象是（BC）

A.有光子從鋅板逸出

B.有電子從鋅板逸出

C.驗電器指針張開一個角度

D.鋅板帶負電

解析：用紫外線照射鋅板時，鋅板里的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為

光也于，故A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相I可電性的電,荷，鋅板失去電弓帶正

電，且失去的電子越多，帶正電的電荷量越多，臉電器指針張角越大，故C正確，D錯誤。

3.（5分）四種溫度下黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系如圖所示。有關(guān)黑體輻射的實驗規(guī)

律和科學(xué)家們對黑體輻射的研究，下列說法正確的是（D）

A.在同一溫度下，波長越短的電磁波輻射強度越大

B.隨著溫度升高，輻射強度的極大值向波長較長的方向移動

C.隨著溫度升高，波長短的輻射強度增大，波長長的輻射強度減小

D.德國物理學(xué)家普朗克借助于能量子假說，提出的黑體輻射強度公式與實驗相符

解析：由題圖可知，隨著溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，B錯誤；

隨著溫度升高，各種波長的輻射強度都增大，C錯誤；在同一溫度下，隨著波長變短，曲磁

波輻射強度先增大后減小，A錯誤；德國物理學(xué)家普朗克借助于能量子假說，提出的黑體輻

射強度公式與實險相符，D正確。

4.（5分）（多選）（2024?遼寧卷）X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電

子，并對光電子進行分析的科研儀器。用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子,

若增加此X光的強度，貝?。築D）

A.該金屬逸出功增大

B.X光的光子能量不變

C.逸出的光電子最大初動能增大

D.單位時間逸出的光電子數(shù)增多

解析：金屬的逸出功走金屬的固甫屬性，僅與金屬自身有關(guān)，增加此X光的強度，該金

屬逸出功不變，故A錯誤；根據(jù)光子能量公式￡=加可知，增加此X光的強度，X光的光子

能量不變，故B正確；根據(jù)愛因斯坦光電方程可知逸出的光電子最大初動能

不變，故C錯誤；增加此X光的強度，單位時間照射到金屬表面的光子變多，則單位時間逸

出的光電子數(shù)增多，故D正確。

5.（5分）（多選）（2024.貴州卷）我國在貴州平塘建成了世界最大單I」徑球面射電望遠鏡

FAST,其科學(xué)目標(biāo)之?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（BC）

A.頻率更大B.能量更小

C.動量更小D.傳播速度更大

解析：所有光波在真空中傳播的速度相同，都是c,D錯誤；由光子頻率與波長公式v

cI]

=:,能量公式動量與波長公式■可知，波長更長，頻率更小，能量更小，動量更

AA

小，A錯誤，B、C正確。

6.（5分）金屬鈦由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，良好的耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿，以

及高強度、低密度，被美譽為“太空金屬”。用頻率為2.5X1015Hz的單色光照射金屬鈦表

面，發(fā)生光電效應(yīng)。從鈦表面放出光電子的最大初動能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖所示。

普朗克常量〃=6.63X107$則下列說法正確的是（B）

A.鈦的截止頻率為2.5X1015Hz

B.鈦的逸出功為6.63X10*19j

C.隨著入射光頻率的升高，鈦的逸出功增大

D.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

解析：由題圖可知，當(dāng)最大初動能等于零時，入射光的頻率等于金屬的截止頻率，則有

151519

Vc=I.0X10Hz,可知欽的逸出功Wb=Avc=6.63X10MxLOXIOJ=6.63X10JtA錯誤，

B正確；逸出功由金屬本身的性質(zhì)決定，與入射光頻率無關(guān)，C錯誤；由題圖可知，光電子

的最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，D錯誤“

7.（5分）某研究小組用圖甲所示光電效應(yīng)實驗的電路圖，來研究兩個光電管〃、〃用同一

種光照射情況下的光電流與電壓的關(guān)系，測得兩光電管。、b兩極間所加電壓U與光電流/

的關(guān)系如圖乙所示。則下列有關(guān)這兩個光電管的說法正確的是（B）

A.。的飽和光電流大，所以照射光電管

B.照射光電管〃時產(chǎn)生光電子的最大初動能大

C.照射兩光電管時光電管匕產(chǎn)生光電子需要的時間較長

D.光電管。陰極所用金屬的截止頻率小

解析：照射兩個光電管所用的是同一種光，光子能量相同，A錯誤：根據(jù)動能定理有一

eUc=O-Ekf可知最大初動能與遏止電壓成正比，根據(jù)題圖可知所以照射光電管〃

時產(chǎn)生光電子的最大初動能大，B正確；發(fā)生光電效應(yīng)的過程是瞬時的，C錯誤；。對應(yīng)的

遏止電壓小，說明對應(yīng)的最大初動能小，根據(jù)光電效應(yīng)方程4=的一加c,可知光電管。陰極

所用金屬的截止頻率大，D錯誤。

星綜合提升一

8.（5分）（2023?浙江I月選考）被譽為“中國天眼”的大口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)660

余顆新脈沖星，領(lǐng)先世界。天眼對距地球為L的天體進行觀測，其接收光子的橫截面半徑為

R。若天體射向天眼的輻射光子中，有水〃VI）倍被天眼接收，天眼每秒接收到該天體發(fā)出的

頻率為y的N個光子。普朗克常量為〃，則該天體發(fā)射頻率為v光子的功率為（A）

4NGhv2NUhv

A，啊B.啊

心加心hv

J4R2N52R2N

解析：以天體為球心，在天眼處對應(yīng)的球形的表面積為$=4兀〃，天眼接收光子的橫截

面的面積為S2=JIR2,天眼接收光子的功率為P|=Mw,該天體發(fā)射頻率為V光子的功里尸=

=4空,故A正確，B、C、D錯誤。

9.（5分）（2025?湖北武漢高三檢測）用如圖所示的實驗裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能

量為2.75eV的光照射到光電管上時發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零。移動滑動變

阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時，電流表示數(shù)為零，則在該實驗中

（D）

B.光電管陰極的逸出功為1.7eV

C.開關(guān)S斷開，電流表G示數(shù)為零

D.當(dāng)滑動變阻器的滑片P由〃端向。端滑動時，電壓表示數(shù)增大

解析：由題意可知，遏止電壓a=L7V,光電子的最大初動能Ek=eUc=L7eV,A錯

誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出功死=￡一1=1.05eV,B錯誤；斷開開關(guān)S,依然發(fā)生

光電效應(yīng)，產(chǎn)生光電流，光電管、電流表、滑動變阻器構(gòu)成閉合回路，電流表中電流不為零,

C錯誤：電源電壓為反向電壓，當(dāng)滑動變阻器的滑片P由〃端向a端滑動時，反向電,壓增大,

電壓表示數(shù)增大，D正確。

10.（5分）（2024.浙江卷）如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會逸出光電子，最大速

率為。m。正對M放置一金屬網(wǎng)N,在M、N之間加恒定電壓已知M、N間距為d（遠小

于板長），電子的質(zhì)量為機、電荷量為e，貝U（C）

u

A.M、N間距離增大時電子到達N的動能也增大

B.只有沿x方向逸出的電子到達N時才有最大動能就i+eU

C.電子從M到N過程中），方向位移大小最大為以＜\傷

D.M、N間加反向電壓筆1時電流表示數(shù)恰好為零

解析：根據(jù)動能定理，從金屬板M