2015-2024年十年高考物理真題分類匯編專題22 波粒二象性（全國）（解析版）

2015-2024年十年高考真題匯編PAGEPAGE1專題22波粒二象性考點十年考情（2015-2024）命題趨勢考點1波粒二象性（10年幾考）2024·遼寧·高考真題、2024·江西·高考真題、2024·浙江·高考真題、2024·海南·高考真題、2024·北京·高考真題、2024·湖南·高考真題、2024·全國·高考真題、2024·江蘇·高考真題、2024·浙江·高考真題、2023·北京·高考真題、2023·遼寧·高考真題、2023·全國·高考真題、2023·浙江·高考真題、2023·海南·高考真題、2022·江蘇·高考真題、2022·河北·高考真題、2022·浙江·高考真題、2022·湖南·高考真題、2022·全國·高考真題、2022·天津·高考真題、2021·江蘇·高考真題、2021·海南·高考真題、2021·遼寧·高考真題、2021·天津·高考真題、2021·浙江·高考真題、2021·河北·高考真題、2021·浙江·高考真題、2020·江蘇·高考真題、2020·天津·高考真題、2020·浙江·高考真題、2019·北京·高考真題、2019·天津·高考真題、2019·海南·高考真題、2019·浙江·高考真題、2019·江蘇·高考真題、2018·江蘇·高考真題、2018·全國·高考真題、2018·天津·高考真題、2018·浙江·高考真題、2017·天津·高考真題、2017·北京·高考真題、2017·江蘇·高考真題、2017·海南·高考真題、2017·上海·高考真題、2017·全國·高考真題、2016·全國·高考真題、2016·海南·高考真題、2016·江蘇·高考真題、2015·上海·高考真題、2015·全國·高考真題、2015·江蘇·高考真題從內(nèi)容來看，對于光電效應(yīng)、氫原子的能級結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)方程的書寫、核能的計算問題的命題比較頻繁。從整體命題趨勢上看。常考類型有：①光電效應(yīng)現(xiàn)象與光電效應(yīng)方程的應(yīng)用；②原子核式結(jié)構(gòu)；③氫原子光譜規(guī)律、能級躍遷；④核衰變與核反應(yīng)方程；⑤核能與愛因斯坦質(zhì)能方程?？键c01波粒二象性一、單選題1．（2024·江西·高考真題）近年來，江西省科學家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國際上第三條技術(shù)路線。某氮化鎵基材料的簡化能級如圖所示，若能級差為（約）,普朗克常量，則發(fā)光頻率約為（

）A． B． C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量，由光子的能量得故選C。2．（2024·浙江·高考真題）玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示，處于n=3能級的原子向低能級躍遷，會產(chǎn)生三種頻率為、、的光，下標數(shù)字表示相應(yīng)的能級。已知普朗克常量為h，光速為c。正確的是（）A．頻率為的光，其動量為B．頻率為和的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝量，均產(chǎn)生光電子，其最大初動能之差為C．頻率為和的兩種光分別射入雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L的干涉裝置，產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為。D．若原子n=3躍遷至n=4能級，入射光的頻率【答案】B【詳解】A．根據(jù)玻爾理論可知則頻率為的光其動量為選項A錯誤；B．頻率為和的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝量，均產(chǎn)生光電子，其最大初動能分別為最大初動能之差為選項B正確；C．頻率為和的兩種光分別射入雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L的干涉裝置，根據(jù)條紋間距表達式產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為選項C錯誤；D．若原子n=3躍遷至n=4能級，則可得入射光的頻率選項D錯誤；故選B。3．（2024·海南·高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開關(guān)，用頻率為的光照射光電管，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，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）A．其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大B．改用比更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為UC．其他條件不變，使開關(guān)接，電流表示數(shù)仍為零D．光電管陰極材料的截止頻率【答案】D【詳解】A．當開關(guān)S接1時，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程故其他條件不變時，增大光強，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；B．若改用比更大頻率的光照射時，調(diào)整電流表的示數(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；C．其他條件不變時，使開關(guān)S接2，此時可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示數(shù)不為零，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程其中聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為故D正確。故選D。4．（2024·北京·高考真題）產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學獎，阿秒（as）是時間單位，1as=1×10?18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超快“光快門”，使探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10?34J?s，下列說法正確的是（

）A．對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B．此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C．此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)大于電子的運動周期【答案】C【詳解】A．此阿秒光脈沖的波長為λ=cT=30nm<550nm由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長為550nm的可見光比此阿秒光脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯誤；B．由知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯誤；C．阿秒光脈沖的光子能量最小值故此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離，故C正確；D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)小于電子的運動周期，故D錯誤。故選C。5．（2024·湖南·高考真題）量子技術(shù)是當前物理學應(yīng)用研究的熱點，下列關(guān)于量子論的說法正確的是（）A．普朗克認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．德布羅意認為質(zhì)子具有波動性，而電子不具有波動性【答案】B【詳解】A．普朗克認為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；B．產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光，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；C．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)可知波長變長，故C錯誤；D．德布羅意認為物質(zhì)都具有波動性，包括質(zhì)子和電子，故D錯誤。故選B。6．（2024·全國·高考真題）三位科學家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點方面的突出貢獻，榮獲了2023年諾貝爾化學獎。不同尺寸的量子點會發(fā)出不同顏色的光。現(xiàn)有兩種量子點分別發(fā)出藍光和紅光，下列說法正確的是（）A．藍光光子的能量大于紅光光子的能量B．藍光光子的動量小于紅光光子的動量C．在玻璃中傳播時，藍光的速度大于紅光的速度D．藍光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率【答案】A【詳解】AB．由于紅光的頻率小于藍光的頻率，則紅光的波長大于藍光的波長，根據(jù)可知藍光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)可知藍光光子的動量大于紅光光子的動量，故A正確，B錯誤；C．由于紅光的折射率小于藍光，根據(jù)可知在玻璃中傳播時，藍光的速度小于紅光的速度，故C錯誤；D．光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯誤。故選A。7．（2024·江蘇·高考真題）在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是哪一種（）A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ4【答案】C【詳解】根據(jù)光電方程可知當只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時對應(yīng)波長為的光子能量最大。故選C。8．（2024·浙江·高考真題）氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光進行如下實驗研究，則（）A．照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，光的側(cè)移量小C．以相同功率發(fā)射的細光束，真空中單位長度上光的平均光子數(shù)多D．相同光強的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的飽和光電流小【答案】C【詳解】A．根據(jù)巴耳末公式可知，光的波長較長。波長越長，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬，故A錯誤；B．光的波長較長，根據(jù)可知光的頻率較小，則光的折射率較小，在平行玻璃磚的偏折較小，光的側(cè)移量小，故B錯誤；C．光的頻率較小，光的光子能量較小，以相同功率發(fā)射的細光束，光的光子數(shù)較多，真空中單位長度上光的平均光子數(shù)多，故C正確；D．若、光均能發(fā)生光電效應(yīng)，相同光強的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的頻率較小，光的光子能量較小，光的光子數(shù)較多，則光的飽和光電流大，光的飽和光電流小，故D錯誤。故選C。9．（2024·浙江·高考真題）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。正對M放置一金屬網(wǎng)N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠小于板長），電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，則（）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C．電子從M到N過程中y方向位移大小最大為D．M、N間加反向電壓時電流表示數(shù)恰好為零【答案】C【詳解】AB．根據(jù)動能定理，從金屬板M上逸出的光電子到到達N板時則到達N板時的動能為與兩極板間距無關(guān)，與電子從金屬板中逸出的方向無關(guān)，選項AB錯誤；C．平行極板M射出的電子到達N板時在y方向的位移最大，則電子從M到N過程中y方向最大位移為解得選項C正確；D．M、N間加反向電壓電流表示數(shù)恰好為零時，則解得選項D錯誤。故選C。10．（2023·北京·高考真題）在發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象后，人們往往試圖用不同的理論方法來解釋，比如，當發(fā)現(xiàn)光在地球附近的重力場中傳播時其頻率會發(fā)生變化這種現(xiàn)象后，科學家分別用兩種方法做出了解釋?，F(xiàn)象：從地面P點向上發(fā)出一束頻率為的光，射向離地面高為H（遠小于地球半徑）的Q點處的接收器上，接收器接收到的光的頻率為。方法一：根據(jù)光子能量（式中h為普朗克常量，m為光子的等效質(zhì)量，c為真空中的光速）和重力場中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的頻率。方法二：根據(jù)廣義相對論，光在有萬有引力的空間中運動時，其頻率會發(fā)生變化，將該理論應(yīng)用于地球附近，可得接收器接收到的光的頻率，式中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。下列說法正確的是（）A．由方法一得到，g為地球表面附近的重力加速度B．由方法二可知，接收器接收到的光的波長大于發(fā)出時光的波長C．若從Q點發(fā)出一束光照射到P點，從以上兩種方法均可知，其頻率會變小D．通過類比，可知太陽表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變大【答案】B【詳解】A．由能量守恒定律可得解得選項A錯誤；B．由表達式可知即接收器接受到的光的波長大于發(fā)出的光的波長，選項B正確；C．若從地面上的P點發(fā)出一束光照射到Q點，從以上兩種方法均可知，其頻率變小，若從Q點發(fā)出一束光照射到P點，其頻率變大，選項C錯誤；D．由上述分析可知，從地球表面向外輻射的光在傳播過程中頻率變?。煌ㄟ^類比可知，從太陽表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變小，選項D錯誤。故選B。11．（2023·遼寧·高考真題）原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則（）

A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek【答案】A【詳解】A．由圖可知①和③對應(yīng)的躍遷能級差相同，可知①和③的能量相等，選項A正確；B．因②對應(yīng)的能級差小于④對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)可知②的頻率小于④的頻率，選項B錯誤；C．因②對應(yīng)的能級差小于①對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于①，②的頻率小于①，則若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項C錯誤；D．因④對應(yīng)的能級差大于①對應(yīng)的能級差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因用①照射某金屬表面時能逸出光電子的最大初動能為Ek，根據(jù)則用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能大于Ek，選項D錯誤。故選A。12．（2023·全國·高考真題）銫原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10-5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量，元電荷）（）A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz【答案】C【詳解】銫原子利用的兩能極的能量差量級對應(yīng)的能量為由光子能量的表達式可得，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為109Hz。故選C。13．（2023·浙江·高考真題）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，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到該天體發(fā)出的頻率為v的N個光子。普朗克常量為h，則該天體發(fā)射頻率為v光子的功率為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)天體發(fā)射頻率為v光子的功率為P，由題意可知其中t=1s，解得故選A。14．（2022·江蘇·高考真題）上海光源通過電子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（）A．頻率減小 B．波長減小 C．動量減小 D．速度減小【答案】B【詳解】AB．根據(jù)可知光子的能量增加后，光子的頻率增加，又根據(jù)可知光子波長減小，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)可知光子的動量增加；又因為光子質(zhì)量不變，根據(jù)可知光子速度增加，故C錯誤，D錯誤。故選B。15．（2022·河北·高考真題）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓與入射光頻率的實驗曲線，該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實驗測定了普朗克常量h。由圖像可知（）A．鈉的逸出功為 B．鈉的截止頻率為C．圖中直線的斜率為普朗克常量h D．遏止電壓與入射光頻率成正比【答案】A【詳解】A．根據(jù)遏止電壓與最大初動能的關(guān)系有根據(jù)電效應(yīng)方程有當結(jié)合圖像可知，當為0時，解得A正確；B．鈉的截止頻率為，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于，B錯誤；C．結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得可知，圖中直線的斜率表示，C錯誤；D．根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓與入射光頻率成線性關(guān)系，不是成正比，D錯誤。故選A。16．（2018·全國·高考真題）用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為。已知普朗克常量為，真空中的光速為，能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為（）A．1×1014Hz B．8×1014Hz C．2×1015Hz D．8×1015Hz【答案】B【詳解】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程當最小時代入數(shù)值可得故B正確，ACD錯誤。故選B。17．（2022·浙江·高考真題）如圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）A．逸出光電子的最大初動能為10.80eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C．有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)D．用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)【答案】B【詳解】A．從n=3躍遷到n=1放出的光電子能量最大，根據(jù)可得此時最大初動能為故A錯誤；B．根據(jù)又因為從n=3躍遷到n=1放出的光子能量最大，故可知動量最大，故B正確；C．大量氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)能放出種頻率的光子，其中從n=3躍遷到n=2放出的光子能量為不能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)，其他兩種均可以，故C錯誤；D．由于從n=3躍遷到n=4能級需要吸收的光子能量為所以用0.85eV的光子照射，不能使氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，故D錯誤。故選B。18．（2022·湖南·高考真題）關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和微觀粒子波粒二象性，下列說法正確的是（

）A．盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型解釋了原子光譜的分立特征B．玻爾的原子理論完全揭示了微觀粒子運動的規(guī)律C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣揭示了電子的粒子性【答案】C【詳解】A．波爾的量子化模型很好地解釋了原子光譜的分立特征，A錯誤；B．玻爾的原子理論成功的解釋了氫原子的分立光譜，但不足之處，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點，如電子軌道的概念，還不成完全揭示微觀粒子的運動規(guī)律，B錯誤；C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，C正確；D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證實了電子的波動性，質(zhì)子、中子及原子、分子均具有波動性，D錯誤。故選C。19．（2022·全國·高考真題）一點光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×10-7m的光，在離點光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個。普朗克常量為h=6.63×10-34Js。R約為（

）A．1×102m B．3×102m C．6×102m D．9×102m【答案】B【詳解】一個光子的能量為E=hνν為光的頻率，光的波長與頻率有以下關(guān)系c=λν光源每秒發(fā)出的光子的個數(shù)為P為光源的功率，光子以球面波的形式傳播，那么以光源為原點的球面上的光子數(shù)相同，此時距光源的距離為R處，每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個，那么此處的球面的表面積為S=4πR2則聯(lián)立以上各式解得R≈3×102m故選B。20．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進行光電效應(yīng)探究，其截止頻率，保持入射光不變，則光電子到達A極時動能的最大值隨電壓U變化關(guān)系的圖像是（）A．B．C． D．【答案】C【詳解】光電管所加電壓為正向電壓，則根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子到達A極時動能的最大值可知圖像的斜率相同，均為e；截止頻率越大，則圖像在縱軸上的截距越小，因，則圖像C正確，ABD錯誤。故選C。21．（2021·海南·高考真題）某金屬在一束單色光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能為，已知該金屬的逸出功為，普朗克常量為h。根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)理論，該單色光的頻率為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知解得該單色光的頻率為故選D。22．（2021·遼寧·高考真題）赫茲在研究電磁波的實驗中偶然發(fā)現(xiàn)，接收電路的電極如果受到光照，就更容易產(chǎn)生電火花。此后許多物理學家相繼證實了這一現(xiàn)象，即照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出。最初用量子觀點對該現(xiàn)象給予合理解釋的科學家是（）A．玻爾 B．康普頓C．愛因斯坦 D．德布羅意【答案】C【詳解】A．玻爾引入量子化的觀念解釋了氫原子光譜，與題意不符，A錯誤；B．康普頓提出康普頓效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了光子不僅具有能量，還具有動量，證明了光具有粒子性，與題意不符，B錯誤；C．愛因斯坦提出光子說，從理論上解釋了光電效應(yīng)的實驗現(xiàn)象，符合題意，C正確；D．德布羅意提出一切物質(zhì)都具有波粒二象性，與題意不符，D錯誤。故選C。23．（2021·天津·高考真題）光刻機是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。紫外線進入液體后與其在真空中相比（）A．波長變短 B．光子能量增加 C．頻率降低 D．傳播速度增大【答案】A【詳解】紫外線進入液體后與真空相比，頻率不變，傳播速度減小，根據(jù)λ=可知波長變短；根據(jù)可知，光子能量不變。故選A。24．（2021·浙江·高考真題）已知普朗克常量，電子的質(zhì)量為，一個電子和一滴直徑約為的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為（）（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)德布羅意波長公式解得由題意可知，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，所以有代入數(shù)據(jù)解得所以C正確；ABD錯誤；故選C。25．（2021·河北·高考真題）普朗克常量，光速為c，電子質(zhì)量為，則在國際單位制下的單位是（）A． B．m C． D．【答案】B【詳解】根據(jù)可得它們的單位為：故選B。26．（2017·天津·高考真題）明代學者方以智在《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．若增大入射角i，則b光先消失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【答案】D【詳解】A．當光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且入射角大于等于臨界角時才會發(fā)生全反射，若增大入射角i，在第二折射面上，兩束光的入射角較小，不會發(fā)生全反射，故光線不會消失，A錯誤；B．由圖可知，a光的偏折程度較小，折射率n較小，由可知，在該三棱鏡中，a光的傳播速度較大，頻率較低，波長較長，B錯誤；C．光波屬于橫波，均能發(fā)生偏振現(xiàn)象，C錯誤；D．由可知，若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，由于a光頻率較低，故a光的遏止電壓較低，D正確。故選D。27．（2021·浙江·高考真題）下列說法正確的是（）A．光的波動性是光子之間相互作用的結(jié)果B．玻爾第一次將“量子”入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動量D．α射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗電器金屬小球的上方，驗電器金屬箔的張角會變大【答案】B【詳解】A．在光的雙縫干涉實驗中，減小光的強度，讓光子通過雙縫后，光子只能一個接一個地到達光屏，經(jīng)過足夠長時間，仍然發(fā)現(xiàn)相同的干涉條紋。這表明光的波動性不是由光子之間的相互作用引起的，故A錯誤；B．玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故B正確；C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，但是不能證明光子除了能量之外還具有動量，選項C錯誤；D．α射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗電器金屬小球的上方時，會使金屬球附近的空氣電離，金屬球吸引負離子而使驗電器金屬箔的張角會變小，選項D錯誤。故選B。28．（2021·浙江·高考真題）2020年12月我國科學家在量子計算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺76個光子100個模式的量子計算機“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機“富岳”快一百萬億倍。關(guān)于量子，下列說法正確的是（）A．是計算機運算的一種程序 B．表示運算速度的一個單位C．表示微觀世界的不連續(xù)性觀念 D．類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子【答案】C【詳解】量子是不可分割的最小的單元，體現(xiàn)了物質(zhì)的不連續(xù)性，即通常所說的“量子化”。故選C。29．（2020·江蘇·高考真題）“測溫槍”（學名“紅外線輻射測溫儀”）具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強度I及其極大值對應(yīng)的波長的變化情況是（）A．I增大，增大 B．I增大，減小C．I減小，增大 D．I減小，減小【答案】B【詳解】黑體輻射的實驗規(guī)律如圖特點是，隨著溫度升高，各種波長的輻射強度都有增加，所以人體熱輻射的強度增大；隨著溫度的升高，輻射強度的峰值向波長較短的方向移動，所以減小。故選B。30．（2020·天津·高考真題）在物理學發(fā)展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究，獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（

）A． B．C． D．【答案】D【詳解】A．雙縫干涉實驗說明了光具有波動性，故A錯誤；B．光電效應(yīng)實驗，說明了光具有粒子性，故B錯誤；C．實驗是有關(guān)電磁波的發(fā)射與接收，與原子核無關(guān)，故C錯誤；D．盧瑟福的α粒子散射實驗導致發(fā)現(xiàn)了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故D正確；故選D。31．（2020·浙江·高考真題）下列說法正確的是（）A．質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比B．天然放射的三種射線，穿透能力最強的是射線C．光電效應(yīng)實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性【答案】D【詳解】A．由公式可知質(zhì)子的德布羅意波長，，故A錯誤；B．天然放射的三種射線，穿透能力最強的是射線，故B錯誤；C．由當，可知截止頻率與入射光頻率無關(guān)，由材料決定，故C錯誤；D．電子束穿過鋁箱后的衍射圖樣說明電子具有波動性，故D正確。故選D。32．（2019·北京·高考真題）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流．表中給出了6次實驗的結(jié)果．組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能第一組14.0弱290.924.0中430.934.0強600.9第二組46.0弱272.956.0中402.966.0強552.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是A．兩組實驗采用了不同頻率的入射光B．兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強越強，光電流越大【答案】B【詳解】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程比較兩次實驗時的逸出功和光電流與光強的關(guān)系解題由題表格中數(shù)據(jù)可知，兩組實驗所用的入射光的能量不同，由公式可知，兩組實驗中所用的入射光的頻率不同，故A正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得：第一組實驗：，第二組實驗：，解得：，即兩種材料的逸出功相同也即材料相同，故B錯誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得：，故C正確；由題表格中數(shù)據(jù)可知，入射光能量相同時，相對光越強，光電流越大，故D正確．33．（2019·天津·高考真題）如圖為、、三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測的光電流和電壓的關(guān)系．由、、組成的復(fù)色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（

）A．B．C．D．【答案】C【詳解】由光電效應(yīng)的方程，動能定理，兩式聯(lián)立可得，故截止電壓越大說明光的頻率越大，則有三種光的頻率，則可知三種光的折射率的關(guān)系為，因此光穿過三棱鏡時b光偏折最大，c光次之，a光最小，故選C，ABD錯誤．34．（2018·天津·高考真題）氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線，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，可以判定A．對應(yīng)的前后能級之差最小B．同一介質(zhì)對的折射率最大C．同一介質(zhì)中的傳播速度最大D．用照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則也一定能【答案】A【詳解】試題分析：根據(jù)分析前后能級差的大??；根據(jù)折射率與頻率的關(guān)系分析折射率的大?。桓鶕?jù)判斷傳播速度的大??；根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的條件是入射光的頻率大于該光的極限頻率判斷是否會發(fā)生光電效應(yīng)．波長越大，頻率越小，故的頻率最小，根據(jù)可知對應(yīng)的能量最小，根據(jù)可知對應(yīng)的前后能級之差最小，A正確；的頻率最小，同一介質(zhì)對應(yīng)的折射率最小，根據(jù)可知的傳播速度最大，BC錯誤；的波長小于的波長，故的頻率大于的頻率，若用照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則不一定能，D錯誤．【點睛】光的波長越大，頻率越小，同一介質(zhì)對其的折射率越小，光子的能量越小．35．（2017·北京·高考真題）2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm（1nm=10–9m）附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為（取普朗克常量h=6.6×10–34J·s，真空光速c=3×108m/s）（

）A．10–21J B．10–18J C．10–15J D．10–12J【答案】B【詳解】一個處于極紫外波段的光子的能量約為由題意可知，光子的能量應(yīng)比電離一個分子的能量稍大，因此數(shù)量級應(yīng)相同。故選B?！军c睛】根據(jù)題意可知光子的能量足以電離一個分子，因此該光子的能量應(yīng)比該分子的電離能大，同時又不能把分子打碎，因此兩者能量具有相同的數(shù)量級，不能大太多。36．（2017·海南·高考真題）三束單色光1、2和3的波長分別為1、2和3（），分別用這三束光照射同一種金屬，已知用光束2照射時，恰能產(chǎn)生光電子，下列說法正確的是（）A．用光束1照射時，能產(chǎn)生光電子B．用光束3照射時，不能產(chǎn)生光電子C．用光束2照射時，光越強，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大D．用光束2照射時，光越強，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多【答案】D【詳解】AB．依據(jù)波長與頻率的關(guān)系=依題意，有所以單色光的頻率根據(jù)光電效應(yīng)方程可知由于用光束2照射金屬時，恰能產(chǎn)生光電子，因此用光束1照射時，不能產(chǎn)生光電子，而用光束3照射時，一定能產(chǎn)生光電子，故AB錯誤；CD．用光束2照射時，光越強，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多，而由光電效應(yīng)方程Ekm=h﹣W可知，光電子的最大初動能與光的強弱無關(guān)，故C錯誤；D正確。故選D。37．（2017·上?！じ呖颊骖}）光子的能量與其（

）A．頻率成正比 B．波長成正比C．速度成正比 D．速度平方成正比【答案】A【詳解】根據(jù)可知，光子的能量與頻率成正比，波長成反比；光子的速度為c，為定值；故選A.38．（2015·上?！じ呖颊骖}）某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強度如圖所示。表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料（）材料鈉銅鉑極限波長（nm）541268196A．僅鈉能產(chǎn)生光電子B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子D．都能產(chǎn)生光電子【答案】D【詳解】根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只要光源的波長小于某金屬的極限波長，就有光電子逸出，該光源發(fā)出的光的波長有小于100nm，小于鈉、銅、鉑三個的極限波長，都能產(chǎn)生光電子。故選D。39．（2015·上?！じ呖颊骖}）用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，在膠片上出現(xiàn)的圖像如圖所示，該實驗表明A．光的本質(zhì)是波B．光的本質(zhì)是粒子C．光的能量在膠片上分布不均勻D．光到達膠片上不同位置的概率相同【答案】C【詳解】用很弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間在膠片出現(xiàn)的圖樣，說明光有波粒二象性，故A、B錯誤；說明光到達膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分而不均勻，故C正確，D錯誤．二、多選題40．（2024·遼寧·高考真題）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，則（）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【答案】BD【詳解】A．金屬的逸出功是金屬的自身固有屬性，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；B．根據(jù)光子能量公式可知增加此X光的強度，X光的光子能量不變，故B正確；C．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；D．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。故選BD。41．（2024·浙江·高考真題）下列說法正確的是（）A．相同溫度下，黑體吸收能力最強，但輻射能力最弱B．具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同C．電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量D．自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時可觀察到明暗變化【答案】CD【詳解】A．相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強，故A錯誤；B．根據(jù)具有相同動能的中子和電子，電子質(zhì)量較小，德布羅意波長較長，故B錯誤；C．電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量，故C正確；D．自然光在玻璃、水面等表面反射時，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時能觀察到明暗變化，故D正確。故選CD。42．（2023·浙江·高考真題）有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當紫外光照射該材料時，只產(chǎn)生動能和動量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L的觀測屏上形成干涉條紋，測得條紋間距為?x。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則（

）A．電子的動量 B．電子的動能C．光子的能量 D．光子的動量【答案】AD【詳解】根據(jù)條紋間距公式Δ可得A．根據(jù)可得故A正確；B．根據(jù)動能和動量的關(guān)系結(jié)合A選項可得故B錯誤；C．光子的能量故C錯誤；D．光子的動量光子的能量聯(lián)立可得則光子的動量故D正確。故選AD。43．（2023·海南·高考真題）已知一個激光發(fā)射器功率為，發(fā)射波長為的光，光速為，普朗克常量為，則（

）A．光的頻率為 B．光子的能量為C．光子的動量為 D．在時間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為【答案】AC【詳解】A．光的頻率選項A正確；B．光子的能量選項B錯誤；C．光子的動量選項C正確；D．在時間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)選項D錯誤。故選AC。44．（2023·浙江·高考真題）氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光I，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．圖1中的對應(yīng)的是ⅠB．圖2中的干涉條紋對應(yīng)的是ⅡC．Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大【答案】CD【詳解】根據(jù)題意可知。氫原子發(fā)生能級躍遷時，由公式可得可知，可見光I的頻率大，波長小，可見光Ⅱ的頻率小，波長大。A．可知，圖1中的對應(yīng)的是可見光Ⅱ，故A錯誤；B．由公式有，干涉條紋間距為由圖可知，圖2中間距較小，則波長較小，對應(yīng)的是可見光I，故B錯誤；C．根據(jù)題意，由公式可得，光子動量為可知，Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量，故C正確；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程及動能定理可得可知，頻率越大，遏止電壓越大，則P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大，故D正確。故選CD。45．（2022·天津·高考真題）不同波長的電磁波具有不同的特性，在科研、生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。a、b兩單色光在電磁波譜中的位置如圖所示。下列說法正確的是（）A．若a、b光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差大B．若a、b光分別照射同一小孔發(fā)生衍射，a光的衍射現(xiàn)象更明顯C．若a、b光分別照射同一光電管發(fā)生光電效應(yīng)，a光的遏止電壓高D．若a、b光分別作為同一雙縫干涉裝置光源時，a光的干涉條紋間距大【答案】BD【詳解】由圖中a、b兩單色光在電磁波譜中的位置，判斷出a光的波長大于b光的波長，a光的頻率小于b光的頻率。A．若a、b光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，根據(jù)玻爾原子理論的頻率條件可知產(chǎn)生a光的能級能量差小，故A錯誤；B．若a、b光分別照射同一小孔發(fā)生衍射，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，a光的衍射現(xiàn)象更明顯，故B正確；C．在分別照射同一光電管發(fā)生光電效應(yīng)時，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知a光的遏止電壓低，故C錯誤；D．a(chǎn)、b光分別作為同一雙縫干涉裝置光源時，相鄰兩條亮紋或暗紋的中心間距可知a光的干涉條紋間距大，故D正確。故選BD。46．（2022·浙江·高考真題）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1.2×10-23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列說法正確的是（）A．發(fā)射電子的動能約為8.0×10-15JB．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5×10-11mC．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【答案】BD【詳解】A．根據(jù)動量的大小與動能的關(guān)系可知發(fā)射電子的動能約為故A錯誤；B．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為故B正確；CD．物質(zhì)波也具有波粒二象性，故電子的波動性是每個電子本身的性質(zhì)，則每個電子依次通過雙縫都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，只是需要大量電子顯示出干涉圖樣，故C錯誤，D正確；故選BD。47．（2017·全國·高考真題）在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是（）A．若νa>νb，則一定有Ua＜UbB．若νa>νb，則一定有Eka>EkbC．若Ua＜Ub，則一定有Eka＜EkbD．若νa>νb，則一定有hνa-Eka>hνb-Ekb【答案】BC【詳解】AB．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek=hν-W0由動能定理得Ek=eU用a、b單色光照射同種金屬時，逸出功W0相同。當νa>νb時，一定有Eka>EkbUa>Ub故選項A錯誤，B正確；C．若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb故選項C正確；D．因逸出功相同，有W0=hνa-Eka=hνb-Ekb故選項D錯誤。故選BC。48．（2019·海南·高考真題）對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示．用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則（

）A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為C．在得到這兩條直線時，必須保證入射光的光強相同D．若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高【答案】AB【詳解】根據(jù)，即，則由圖像可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功，選項A正確；圖中直線的斜率為，選項B正確；在得到這兩條直線時，與入射光的強度無關(guān)，選項C錯誤；根據(jù)，若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較低，選項D錯誤．49．（2019·浙江·高考真題）【加試題】波長為λ1和λ2的兩束可見光入射到雙縫，在光屏上觀察到干涉條紋，其中波長為λ1的光的條紋間距大于波長為λ2的條紋間距．則（下列表述中，腳標“1”和“2”分別代表波長為λ1和λ2的光所對應(yīng)的物理量）A．這兩束光的光子的動量p1＞p2B．這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角C1＞C2C．這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則遏止電壓U1＞U2D．這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2能級時產(chǎn)生，則相應(yīng)激發(fā)態(tài)的電離能△E1＞△E2【答案】BD【詳解】A．根據(jù)雙峰干涉的條紋間距的表達式可知λ1>λ2，由可知p1<p2，選項A錯誤；B．光1的折射率n1小于光2的折射率n2，則根據(jù)sinC=1/n可知這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角C1＞C2，選項B正確；C．光1的頻率f1小于光2的頻率f2，則這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則根據(jù)可知，遏止電壓U1<U2，選項C錯誤；D．這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2能級時產(chǎn)生，可知1光所處的激發(fā)態(tài)的能級較低，相應(yīng)激發(fā)態(tài)的電離能較大，即△E1＞△E2，選項D正確.50．（2015·全國·高考真題）實物粒子和光都具有波粒二象性，下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是（）A．電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E．光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)【答案】ACD【詳解】A．電子束通過雙縫實驗后可以形成干涉圖樣，可以說明電子是一種波，故A正確；B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明β射線是一種粒子，故B錯誤；C．人們利慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，中子衍射說明中子是一種波，故C正確；D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，利用了電子的衍射現(xiàn)象，說明電子是一種波，故D正確；E．光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，說明光是一種粒子，故E錯誤。故選ACD?！军c睛】本題主要是波粒二象性的理解，干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，而光電效應(yīng)是粒子性的典型表現(xiàn)．最好能記住相關(guān)結(jié)論．51．（2019·浙江·高考真題）處于較高能級的氫原子向較低能級躍遷時，能輻射出a、b兩種可見光，a光照射某金屬表面時有光電子逸出，b光照射該金屬表面時沒有光電子逸出，則（）A．以相同的入射角射向一平行玻璃磚，a光的側(cè)移量小于b光的B．垂直入射到同一單縫衍射裝置，a光的衍射中央亮條紋寬度小于b光的C．a(chǎn)光和b光的頻率之比可能是D．a(chǎn)光子的動量大于b光子的【答案】BD【分析】要發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，入射光頻率大于該金屬的極限頻率，據(jù)此分析兩種光的頻率關(guān)系，然后根據(jù)頻率越大，波長越小，折射率越大分析各個選項。【詳解】A．根據(jù)題意可知a光頻率高于b光頻率，玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，以相同角度斜射到同一玻璃板透過平行表面后，b光的折射角較大，所以b光側(cè)移量小，即a光的側(cè)移量大于b光的，選項A錯誤；B．a(chǎn)光的頻率大，波長小，通過同一單縫衍射裝置時，中央亮條紋寬度越小，選項B正確；C．a(chǎn)光的頻率大，故頻率之比不可能為，選項C錯誤；D．頻率越大，波長越小，即，根據(jù)可知選項D正確。故選BD。【點睛】本題關(guān)鍵是知道光的頻率越大，則其波長越小，同一光學器件對其的折射率越大，通過同一單縫衍射裝置時中央亮條紋寬度越小。52．（2018·浙江·高考真題）a、b是兩種單色光，其光子能量分別為、，其，則（）A．a(chǎn)、b光子動量之比為B．若a、b入射到同一雙縫干涉裝置上，則相鄰亮條紋的間距之比C．若a、b都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子最大初動能之差D．若a、b是由處在同一激發(fā)態(tài)的原子躍遷到a態(tài)和b態(tài)時產(chǎn)生的，則a、b兩態(tài)能級之差【答案】BC【分析】根據(jù)公式、Δx=Ldλ、、【詳解】A．根據(jù)德布羅意方程，以及光子能量公式可得故A錯誤；B．根據(jù)可知，因為Δx=Ld所以B正確；C．根據(jù)電子最大初動能可知，故可得C正確；D．根據(jù)公式，又由同一激發(fā)態(tài)原子躍遷所以相同，且都由高能級往低能級躍遷，所以D錯誤。故選BC。53．（2016·全國·高考真題）現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生．下列說法正確的是（

）A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D．保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生E．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)【答案】ACE【詳解】AB．根據(jù)光電效應(yīng)實驗得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大，故A正確，B錯誤；C．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大，故C正確；DE．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)，保持入射光的光強不變，若低于遏止頻率，則沒有光電流產(chǎn)生，故D錯誤，E正確．故選ACE．【點睛】本題主要考查光電效應(yīng)．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強弱只影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目；本題涉及的光電效應(yīng)知識較多，很多結(jié)論都是識記的，注意把握現(xiàn)象的實質(zhì)，明確其間的聯(lián)系與區(qū)別；平時積累物理知識．54．（2016·全國·高考真題）現(xiàn)用某一光電管進行光電效應(yīng)實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生．下列說法正確的是(

)A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)【答案】ACD【詳解】AB．根據(jù)光電效應(yīng)實驗得出的結(jié)論：保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大，B錯誤A正確；C．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大，C正確；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)，D正確。故選ACD。55．（2016·海南·高考真題）下列說法正確的是_________．A．愛因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程B．康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動量C．波爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律D．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型E．德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越長【答案】ACD【詳解】愛因斯坦提出了光子假說，建立了光電效應(yīng)方程，故選項A正確；康普頓效應(yīng)表明光不僅具有能量，還具有動量，故選項B錯誤；波爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，故C正確；盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故D正確；布羅意波波長為：，其中P為微粒的動量，故動量越大，則對應(yīng)的波長就越短，故選項E錯誤．56．（2015·江蘇·高考真題）波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有.A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等【答案】AB【詳解】A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性，A正確；B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生的衍射圖樣說明中子具有波動性，B正確；C．黑體輻射的實驗規(guī)律不能使用光的波動性解釋，而普朗克借助于能量子假說，完美的解釋了黑體輻射規(guī)律，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，C錯誤；D．根據(jù)可知質(zhì)子和電子的質(zhì)量不同，所以動量不相等，根據(jù)德布羅意波長公式，則質(zhì)子和電子的德布羅意波不相等，D錯誤。故選AB。三、解答題57．（2023·江蘇·高考真題）“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，求：（1）每個光子的動量p和能量E；（2）太陽輻射硬X射線的總功率P?！敬鸢浮浚?），；（2）【詳解】（1）由題意可知每個光子的動量為每個光子的能量為（2）太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，根據(jù)題意設(shè)t秒發(fā)射總光子數(shù)為n，則可得所以t秒輻射光子的總能量太陽輻射硬X射線的總功率58．（2019·江蘇·高考真題）在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波長λ=6.4×10-7m，每個激光脈沖的能量E=1.5×10-2J．求每個脈沖中的光子數(shù)目．（已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3×108m/s．計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）【答案】光子能量，光子數(shù)目n=，代入數(shù)據(jù)得n=5×1016【詳解】每個光子的能量為，每個激光脈沖的能量為E，所以每個脈沖中的光子個數(shù)為：，聯(lián)立且代入數(shù)據(jù)解得：．四、填空題59．（2020·江蘇·高考真題）大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子輻射出多條譜線，其中最長和最短波長分別為和，則該激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為，波長為的光子的動量為。（已知普朗克常量為h，光速為c）【答案】【詳解】[1]根據(jù)可知波長越短，對應(yīng)光子的頻率越大，對應(yīng)躍遷的能級差越大；可知最短波長對應(yīng)基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能量差最大，結(jié)合得[2]波長為對應(yīng)的光子動量為60．（2019·天津·高考真題）第26屆國際計量大會決定，質(zhì)量單位“千克”用普朗克常量定義，“國際千克原器”于2019年5月20日正式“退役”的數(shù)值為，根據(jù)能量子定義，的單位是，該單位用國際單位制中的力學基本單位表示，則為．【答案】【詳解】由，能量的單位為，頻率的單位為，故h的單位為，又因能量的單位換成力學基本單位可表示為，則h的單位為61．（2015·全國·高考真題）在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏制電壓與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示，若該直線的斜率和截距分別為和，電子電荷量的絕對值為，則普朗克常量可表示為，所用材料的逸出功可表示為【答案】【詳解】[1][2]光電效應(yīng)中，入射光子能量，克服逸出功后多余的能量轉(zhuǎn)換為電子動能，反向遏制電壓整理得斜率所以普朗克常量截距為，即所以逸出功【名師點睛】根據(jù)光電效應(yīng)寫出數(shù)學表達式，按照數(shù)學里面的截距和斜率解決問題．數(shù)學的工具作用不可忽視．62．（2018·江蘇·高考真題）光電效應(yīng)實驗中，用波長為的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出．當波長為的單色光B照射該金屬板時，光電子的最大初動能為，A、B兩種光子的動量之比為．（已知普朗克常量為h、光速為c）【答案】1:2【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)方程，又，所以有，解得；又光子動量，所以A、B兩種光子的動量之比為1:2.63．（2017·江蘇·高考真題）質(zhì)子()和α粒子()被加速到相同動能時，質(zhì)子的動量(選填“大于”、“小于”或“等于”)α粒子的動量，質(zhì)子和α粒子的德布羅意波波長之比為．【答案】小于2：1【詳解】[1]動量與動能的關(guān)系：，兩粒子動能相等，質(zhì)子的質(zhì)量小于α粒子的質(zhì)量，所以質(zhì)子的動量小于α粒子的動量；[2]據(jù)，兩粒子動能相等，則質(zhì)子和α粒子的動量之比；根據(jù)，可得質(zhì)子和α粒子的德布羅意波波長之比為2:1．64．（2016·江蘇·高考真題）已知光速為c，普朗克常數(shù)為h，則頻率為ν的光子的動量為。用該頻率的光垂直照射平面鏡，光被鏡面全部垂直反射回去，則光子在反射前后動量改變量的大小為?！敬鸢浮俊驹斀狻縖1]根據(jù)光子的動量公式[2]取入射的方向為正方向，則光子動量的變化量為【點睛】光子的動量的公式以及動量的矢量性。專題22波粒二象性考點十年考情（2015-2024）命題趨勢考點1波粒二象性（10年幾考）2024·遼寧·高考真題、2024·江西·高考真題、2024·浙江·高考真題、2024·海南·高考真題、2024·北京·高考真題、2024·湖南·高考真題、2024·全國·高考真題、2024·江蘇·高考真題、2024·浙江·高考真題、2023·北京·高考真題、2023·遼寧·高考真題、2023·全國·高考真題、2023·浙江·高考真題、2023·海南·高考真題、2022·江蘇·高考真題、2022·河北·高考真題、2022·浙江·高考真題、2022·湖南·高考真題、2022·全國·高考真題、2022·天津·高考真題、2021·江蘇·高考真題、2021·海南·高考真題、2021·遼寧·高考真題、2021·天津·高考真題、2021·浙江·高考真題、2021·河北·高考真題、2021·浙江·高考真題、2020·江蘇·高考真題、2020·天津·高考真題、2020·浙江·高考真題、2019·北京·高考真題、2019·天津·高考真題、2019·海南·高考真題、2019·浙江·高考真題、2019·江蘇·高考真題、2018·江蘇·高考真題、2018·全國·高考真題、2018·天津·高考真題、2018·浙江·高考真題、2017·天津·高考真題、2017·北京·高考真題、2017·江蘇·高考真題、2017·海南·高考真題、2017·上?！じ呖颊骖}、2017·全國·高考真題、2016·全國·高考真題、2016·海南·高考真題、2016·江蘇·高考真題、2015·上?！じ呖颊骖}、2015·全國·高考真題、2015·江蘇·高考真題從內(nèi)容來看，對于光電效應(yīng)、氫原子的能級結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)方程的書寫、核能的計算問題的命題比較頻繁。從整體命題趨勢上看。常考類型有：①光電效應(yīng)現(xiàn)象與光電效應(yīng)方程的應(yīng)用；②原子核式結(jié)構(gòu)；③氫原子光譜規(guī)律、能級躍遷；④核衰變與核反應(yīng)方程；⑤核能與愛因斯坦質(zhì)能方程。考點01波粒二象性一、單選題1．（2024·江西·高考真題）近年來，江西省科學家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國際上第三條技術(shù)路線。某氮化鎵基材料的簡化能級如圖所示，若能級差為（約）,普朗克常量，則發(fā)光頻率約為（

）A． B． C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量，由光子的能量得故選C。2．（2024·浙江·高考真題）玻爾氫原子電子軌道示意圖如圖所示，處于n=3能級的原子向低能級躍遷，會產(chǎn)生三種頻率為、、的光，下標數(shù)字表示相應(yīng)的能級。已知普朗克常量為h，光速為c。正確的是（）A．頻率為的光，其動量為B．頻率為和的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝量，均產(chǎn)生光電子，其最大初動能之差為C．頻率為和的兩種光分別射入雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L的干涉裝置，產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為。D．若原子n=3躍遷至n=4能級，入射光的頻率【答案】B【詳解】A．根據(jù)玻爾理論可知則頻率為的光其動量為選項A錯誤；B．頻率為和的兩種光分別射入同一光電效應(yīng)裝量，均產(chǎn)生光電子，其最大初動能分別為最大初動能之差為選項B正確；C．頻率為和的兩種光分別射入雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為L的干涉裝置，根據(jù)條紋間距表達式產(chǎn)生的干涉條紋間距之差為選項C錯誤；D．若原子n=3躍遷至n=4能級，則可得入射光的頻率選項D錯誤；故選B。3．（2024·海南·高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開關(guān)，用頻率為的光照射光電管，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，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）A．其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大B．改用比更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為UC．其他條件不變，使開關(guān)接，電流表示數(shù)仍為零D．光電管陰極材料的截止頻率【答案】D【詳解】A．當開關(guān)S接1時，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程故其他條件不變時，增大光強，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；B．若改用比更大頻率的光照射時，調(diào)整電流表的示數(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；C．其他條件不變時，使開關(guān)S接2，此時可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示數(shù)不為零，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程其中聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為故D正確。故選D。4．（2024·北京·高考真題）產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學獎，阿秒（as）是時間單位，1as=1×10?18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超快“光快門”，使探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10?34J?s，下列說法正確的是（

）A．對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B．此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C．此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)大于電子的運動周期【答案】C【詳解】A．此阿秒光脈沖的波長為λ=cT=30nm<550nm由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長為550nm的可見光比此阿秒光脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯誤；B．由知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯誤；C．阿秒光脈沖的光子能量最小值故此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離，故C正確；D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)小于電子的運動周期，故D錯誤。故選C。5．（2024·湖南·高考真題）量子技術(shù)是當前物理學應(yīng)用研究的熱點，下列關(guān)于量子論的說法正確的是（）A．普朗克認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．德布羅意認為質(zhì)子具有波動性，而電子不具有波動性【答案】B【詳解】A．普朗克認為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；B．產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光，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；C．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)可知波長變長，故C錯誤；D．德布羅意認為物質(zhì)都具有波動性，包括質(zhì)子和電子，故D錯誤。故選B。6．（2024·全國·高考真題）三位科學家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點方面的突出貢獻，榮獲了2023年諾貝爾化學獎。不同尺寸的量子點會發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點分別發(fā)出藍光和紅光，下列說法正確的是（）A．藍光光子的能量大于紅光光子的能量B．藍光光子的動量小于紅光光子的動量C．在玻璃中傳播時，藍光的速度大于紅光的速度D．藍光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率【答案】A【詳解】AB．由于紅光的頻率小于藍光的頻率，則紅光的波長大于藍光的波長，根據(jù)可知藍光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)可知藍光光子的動量大于紅光光子的動量，故A正確，B錯誤；C．由于紅光的折射率小于藍光，根據(jù)可知在玻璃中傳播時，藍光的速度小于紅光的速度，故C錯誤；D．光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯誤。故選A。7．（2024·江蘇·高考真題）在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是哪一種（）A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ4【答案】C【詳解】根據(jù)光電方程可知當只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時對應(yīng)波長為的光子能量最大。故選C。8．（2024·浙江·高考真題）氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光進行如下實驗研究，則（）A．照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，光的側(cè)移量小C．以相同功率發(fā)射的細光束，真空中單位長度上光的平均光子數(shù)多D．相同光強的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的飽和光電流小【答案】C【詳解】A．根據(jù)巴耳末公式可知，光的波長較長。波長越長，越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬，故A錯誤；B．光的波長較長，根據(jù)可知光的頻率較小，則光的折射率較小，在平行玻璃磚的偏折較小，光的側(cè)移量小，故B錯誤；C．光的頻率較小，光的光子能量較小，以相同功率發(fā)射的細光束，光的光子數(shù)較多，真空中單位長度上光的平均光子數(shù)多，故C正確；D．若、光均能發(fā)生光電效應(yīng)，相同光強的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的頻率較小，光的光子能量較小，光的光子數(shù)較多，則光的飽和光電流大，光的飽和光電流小，故D錯誤。故選C。9．（2024·浙江·高考真題）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。正對M放置一金屬網(wǎng)N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠小于板長），電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，則（）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C．電子從M到N過程中y方向位移大小最大為D．M、N間加反向電壓時電流表示數(shù)恰好為零【答案】C【詳解】AB．根據(jù)動能定理，從金屬板M上逸出的光電子到到達N板時則到達N板時的動能為與兩極板間距無關(guān)，與電子從金屬板中逸出的方向無關(guān)，選項AB錯誤；C．平行極板M射出的電子到達N板時在y方向的位移最大，則電子從M到N過程中y方向最大位移為解得選項C正確；D．M、N間加反向電壓電流表示數(shù)恰好為零時，則解得選項D錯誤。故選C。10．（2023·北京·高考真題）在發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象后，人們往往試圖用不同的理論方法來解釋，比如，當發(fā)現(xiàn)光在地球附近的重力場中傳播時其頻率會發(fā)生變化這種現(xiàn)象后，科學家分別用兩種方法做出了解釋?，F(xiàn)象：從地面P點向上發(fā)出一束頻率為的光，射向離地面高為H（遠小于地球半徑）的Q點處的接收器上，接收器接收到的光的頻率為。方法一：根據(jù)光子能量（式中h為普朗克常量，m為光子的等效質(zhì)量，c為真空中的光速）和重力場中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的頻率。方法二：根據(jù)廣義相對論，光在有萬有引力的空間中運動時，其頻率會發(fā)生變化，將該理論應(yīng)用于地球附近，可得接收器接收到的光的頻率，式中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。下列說法正確的是（）A．由方法一得到，g為地球表面附近的重力加速度B．由方法二可知，接收器接收到的光的波長大于發(fā)出時光的波長C．若從Q點發(fā)出一束光照射到P點，從以上兩種方法均可知，其頻率會變小D．通過類比，可知太陽表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變大【答案】B【詳解】A．由能量守恒定律可得解得選項A錯誤；B．由表達式可知即接收器接受到的光的波長大于發(fā)出的光的波長，選項B正確；C．若從地面上的P點發(fā)出一束光照射到Q點，從以上兩種方法均可知，其頻率變小，若從Q點發(fā)出一束光照射到P點，其頻率變大，選項C錯誤；D．由上述分析可知，從地球表面向外輻射的光在傳播過程中頻率變小；通過類比可知，從太陽表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變小，選項D錯誤。故選B。11．（2023·遼寧·高考真題）原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則（）

A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek【答案】A【詳解】A．由圖可知①和③對應(yīng)的躍遷能級差相同，可知①和③的能量相等，選項A正確；B．因②對應(yīng)的能級差小于④對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)可知②的頻率小于④的頻率，選項B錯誤；C．因②對應(yīng)的能級差小于①對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于①，②的頻率小于①，則若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項C錯誤；D．因④對應(yīng)的能級差大于①對應(yīng)的能級差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因用①照射某金屬表面時能逸出光電子的最大初動能為Ek，根據(jù)則用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能大于Ek，選項D錯誤。故選A。12．（2023·全國·高考真題）銫原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10-5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量，元電荷）（）A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz【答案】C【詳解】銫原子利用的兩能極的能量差量級對應(yīng)的能量為由光子能量的表達式可得，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為109Hz。故選C。13．（2023·浙江·高考真題）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，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到該天體發(fā)出的頻率為v的N個光子。普朗克常量為h，則該天體發(fā)射頻率為v光子的功率為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)天體發(fā)射頻率為v光子的功率為P，由題意可知其中t=1s，解得故選A。14．（2022·江蘇·高考真題）上海光源通過電子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（）A．頻率減小 B．波長減小 C．動量減小 D．速度減小【答案】B【詳解】AB．根據(jù)可知光子的能量增加后，光子的頻率增加，又根據(jù)可知光子波長減小，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)可知光子的動量增加；又因為光子質(zhì)量不變，根據(jù)可知光子速度增加，故C錯誤，D錯誤。故選B。15．（2022·河北·高考真題）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓與入射光頻率的實驗曲線，該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實驗測定了普朗克常量h。由圖像可知（）A．鈉的逸出功為 B．鈉的截止頻率為C．圖中直線的斜率為普朗克常量h D．遏止電壓與入射光頻率成正比【答案】A【詳解】A．根據(jù)遏止電壓與最大初動能的關(guān)系有根據(jù)電效應(yīng)方程有當結(jié)合圖像可知，當為0時，解得A正確；B．鈉的截止頻率為，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于，B錯誤；C．結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得可知，圖中