第67講 光電效應(yīng)波粒二象性（講義）（解析版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

11/11第67講光電效應(yīng)波粒二象性目錄01、考情透視，目標(biāo)導(dǎo)航TOC\o"1-3"\h\u02、知識(shí)導(dǎo)圖，思維引航03、考點(diǎn)突破，考法探究 2考點(diǎn)一.光電效應(yīng)規(guī)律的理解及應(yīng)用 2知識(shí)點(diǎn)1．與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對(duì)比 2知識(shí)點(diǎn)2．光電效應(yīng)的兩條分析思路 3知識(shí)點(diǎn)3．光電效應(yīng)中三個(gè)重要關(guān)系 3考向1對(duì)光子說(shuō)的理解 3考向2光電效應(yīng)規(guī)律的研究 4考向3愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 4考點(diǎn)二.光電效應(yīng)的四類圖像問(wèn)題 5考向1Ek-ν圖像 5考向2Uc-ν圖像 6考向3同頻率入射光的I-U圖像 7考向4不同頻率入射光的I-U圖像 7考點(diǎn)三.對(duì)波粒二象性、物質(zhì)波的理解 8知識(shí)點(diǎn)1.對(duì)光的波粒二象性的理解 8知識(shí)點(diǎn)2.物質(zhì)波 8考向1．對(duì)康普頓效應(yīng)的理解 8考向2．對(duì)物質(zhì)波的理解 9考向3．對(duì)波粒二象性的理解 904、真題練習(xí)，命題洞見 10考情分析2024·海南·高考物理第6題2024·北京·高考物理第4題2024·江西·高考物理第1題2024·湖南·高考物理第8題2024·江蘇·高考物理第1題2024·新課標(biāo)·高考物理第20題2024·浙江·高考物理第9題2024·貴州·高考物理第8題復(fù)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)1.理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，會(huì)利用光電效應(yīng)方程計(jì)算逸出功、最大初動(dòng)能、截止頻率等物理量。目標(biāo)2.會(huì)分析光電效應(yīng)的圖像問(wèn)題。目標(biāo)3.理解物質(zhì)波的概念，理解光的波粒二象性?？键c(diǎn)一.光電效應(yīng)規(guī)律的理解及應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)1．與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對(duì)比(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)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(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其本質(zhì)是電子。光子是因，光電子是果。(2)光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動(dòng)能。(3)光電流與飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)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(gè)飽和值，這個(gè)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(wú)關(guān)。(4)入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)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＝hν。(5)光的強(qiáng)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(qiáng)，飽和光電流越大，但不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)2．光電效應(yīng)的兩條分析思路(1)入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。知識(shí)點(diǎn)3．光電效應(yīng)中三個(gè)重要關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系：Ek＝eUc。(3)逸出功W0與截止頻率νc的關(guān)系：W0＝hνc?？枷?對(duì)光子說(shuō)的理解1．(多選)已知一個(gè)激光發(fā)射器功率為P，發(fā)射波長(zhǎng)為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則()A．光的頻率為eq\f(c,λ)B．光子的能量為eq\f(h,λ)C．光子的動(dòng)量為eq\f(h,λ)D．在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為eq\f(Ptc,hλ)【答案】AC【解析】：光的頻率ν＝eq\f(c,λ)，選項(xiàng)A正確；光子的能量E＝hν＝eq\f(hc,λ)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，選項(xiàng)C正確；在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)n＝eq\f(Pt,E)＝eq\f(Ptλ,hc)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？枷?光電效應(yīng)規(guī)律的研究2．用如圖所示裝置進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)：用頻率為ν的單色光照射金屬K，滑動(dòng)變阻器的滑片P與固定端O都在中央位置時(shí)，靈敏電流計(jì)G中有電流通過(guò)。下列說(shuō)法正確的是()A．增大該單色光的強(qiáng)度，靈敏電流計(jì)G示數(shù)一定增大B．滑片P向a端移動(dòng)過(guò)程中，靈敏電流計(jì)G示數(shù)一定不斷增大C．滑片P向a端移動(dòng)可測(cè)遏止電壓UcD．換用頻率小于ν的單色光照射金屬K，靈敏電流計(jì)G中一定沒(méi)有電流通過(guò)【答案】A【解析】：增大該單色光的強(qiáng)度，逸出的光電子變多，由題意可知光電流變大，靈敏電流計(jì)G示數(shù)一定增大，A正確；滑片P向a端移動(dòng)過(guò)程中，靈敏電流計(jì)G示數(shù)增大至飽和光電流后不再變化，B錯(cuò)誤；由題圖可知，滑片P向a端移動(dòng)，正向電壓增大，無(wú)法測(cè)出遏止電壓Uc，只有滑片P向b端移動(dòng)才可測(cè)遏止電壓Uc，C錯(cuò)誤；換用頻率小于ν的單色光照射金屬K，有可能發(fā)生光電效應(yīng)，靈敏電流計(jì)G中可能有電流通過(guò)，D錯(cuò)誤?？枷?愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用3．(2024·南通高三第一次調(diào)研)美國(guó)物理學(xué)家密立根用如圖所示的裝置測(cè)量光電效應(yīng)中的幾個(gè)重要物理量。已知電子的電荷量e＝1.60×10－19C。(1)開關(guān)S斷開時(shí)，用單色光照射光電管的K極，電流表的讀數(shù)I＝1.76μA。求單位時(shí)間內(nèi)打到A極的電子數(shù)N；(2)開關(guān)S閉合時(shí)，用頻率ν1＝5.8×1014Hz和ν2＝6.8×1014Hz的單色光分別照射光電管的K極，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表示數(shù)分別為U1＝0.13V和U2＝0.53V時(shí)，電流表的示數(shù)剛好減小到零。求普朗克常量h?！敬鸢浮浚?1)1.1×1013(2)6.4×10－34J·s【解析】：(1)由I＝eq\f(q,t)，且q＝Nte聯(lián)立解得N＝eq\f(It,et)＝eq\f(I,e)＝eq\f(1.76×10－6,1.60×10－19)＝1.1×1013。(2)設(shè)用頻率為ν的光照射K極時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為Ek，對(duì)應(yīng)的遏止電壓為U，逸出功為W0。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek1＝hν1－W0，Ek2＝hν2－W0根據(jù)動(dòng)能定理有eU1＝Ek1，eU2＝Ek2，聯(lián)立解得h＝eq\f(eU2－U1,ν2－ν1)＝6.4×10－34J·s。考點(diǎn)二.光電效應(yīng)的四類圖像問(wèn)題圖像名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系圖線①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和光電流Im：光電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系圖線①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動(dòng)能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)考向1Ek-ν圖像1．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(qiáng)酸、抗強(qiáng)堿，以及高強(qiáng)度、低密度，被美譽(yù)為“太空金屬”。用頻率為2.5×1015Hz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(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖所示。普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則下列說(shuō)法正確的是()A．鈦的極限頻率為2.5×1015HzB．鈦的逸出功為6.63×10－19JC．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(dòng)能與入射光的頻率成正比【答案】B【解析】：由題圖可知，當(dāng)最大初動(dòng)能等于零時(shí)，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則有νc＝1.0×1015Hz，可知鈦的逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×1.0×1015J＝6.63×10－19J，A錯(cuò)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(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；由題圖可知，光電子的最大初動(dòng)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(cuò)誤?？枷?Uc-ν圖像2．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Uc與入射光頻率ν的實(shí)驗(yàn)曲線，該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測(cè)定了普朗克常量h。由圖像可知()A．鈉的逸出功為hνcB．鈉的截止頻率為8.5×1014HzC．圖中直線的斜率為普朗克常量hD．遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比【答案】A【解析】：根據(jù)遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系有eUc＝Ekmax，根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekmax＝hν－W0，結(jié)合圖像可知，當(dāng)Uc為0時(shí)，解得W0＝hνc，A正確；鈉的截止頻率為νc，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于8.5×1014Hz，B錯(cuò)誤；結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，可知，題圖中直線的斜率表示eq\f(h,e)，C錯(cuò)誤；考向3同頻率入射光的I-U圖像3．某研究小組用圖甲所示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路圖，來(lái)研究?jī)蓚€(gè)光電管a、b用同一種光照射情況下的光電流與電壓的關(guān)系，測(cè)得兩光電管a、b兩極間所加電壓U與光電流I的關(guān)系如圖乙所示。則有關(guān)這兩個(gè)光電管的說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)的飽和光電流大，所以照射光電管a的光子能量大B．照射光電管b時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大C．照射兩光電管時(shí)光電管b產(chǎn)生光電子需要的時(shí)間較長(zhǎng)D．光電管a陰極所用金屬的極限頻率小【答案】B【解析】：照射兩個(gè)光電管所用的是同一種光，光子能量相同，A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理－eUc＝0－Ek，可知，最大初動(dòng)能與遏止電壓成正比，根據(jù)圖像可知Uca<Ucb，所以照射光電管b時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大，B正確；發(fā)生光電效應(yīng)的過(guò)程是瞬時(shí)的，C錯(cuò)誤；a對(duì)應(yīng)的遏止電壓小，說(shuō)明對(duì)應(yīng)的最大初動(dòng)能小，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－h(huán)νc，可知光電管a陰極所用金屬的極限頻率大，D錯(cuò)誤。考向4不同頻率入射光的I-U圖像4．如圖所示為光電效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn)中，用a、b、c三束光照射某金屬得到的電流與電壓之間的關(guān)系曲線。下列說(shuō)法正確的是()A．同一介質(zhì)中a光的波長(zhǎng)大于c光的波長(zhǎng)B．同一介質(zhì)中a光的速度小于c光的速度C．a(chǎn)光的光照強(qiáng)度小于b光的光照強(qiáng)度D．a(chǎn)光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能最大【答案】A【解析】：a光的遏止電壓小于c光的遏止電壓，可知a光的頻率小于c光的頻率，即a光的波長(zhǎng)大于c光的波長(zhǎng)，A正確；a光的頻率小于c光的頻率，則a光的折射率小于c光的折射率，根據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，同一介質(zhì)中a光的速度大于c光的速度，B錯(cuò)誤；a光的飽和光電流大于b光的飽和光電流，可知a光的光照強(qiáng)度大于b光的光照強(qiáng)度，C錯(cuò)誤；a光的遏止電壓小于c光的遏止電壓，則a光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能小于c光照射時(shí)的光電子最大初動(dòng)能，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三.對(duì)波粒二象性、物質(zhì)波的理解知識(shí)點(diǎn)1.對(duì)光的波粒二象性的理解從數(shù)量上看個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性從頻率上看頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)從傳播與作用上看光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一由光子的能量ε＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝eq\f(h,λ)也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ知識(shí)點(diǎn)2.物質(zhì)波(1)任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，無(wú)論大小，都有一種波與之對(duì)應(yīng)。(2)物質(zhì)波的波長(zhǎng)：λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)，h是普朗克常量?？枷?．對(duì)康普頓效應(yīng)的理解1.實(shí)驗(yàn)表明：光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時(shí)，光的波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)或者不變，這種現(xiàn)象叫康普頓散射，該過(guò)程遵循能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律。如果電子具有足夠大的初速度，以至于在散射過(guò)程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則該散射被稱為逆康普頓散射，這一現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。關(guān)于上述逆康普頓散射，下列說(shuō)法中正確的是()A．該過(guò)程不遵循能量守恒定律B．該過(guò)程不遵循動(dòng)量守恒定律C．散射光中存在波長(zhǎng)變長(zhǎng)的成分D．散射光中存在頻率變大的成分【答案】D【解析】：康普頓認(rèn)為X射線的光子與電子碰撞時(shí)要遵守能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律，可以推知，在逆康普頓效應(yīng)中，同樣遵循能量守恒定律與動(dòng)量守恒定律，故A、B錯(cuò)誤；由題可知，在逆康普頓散射的過(guò)程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則光子的能量增大，根據(jù)公式E＝hν＝eq\f(hc,λ)，可知，散射光中存在頻率變大的成分，或者說(shuō)散射光中存在波長(zhǎng)變短的成分，故C錯(cuò)誤，D正確?？枷?．對(duì)物質(zhì)波的理解2.(多選)電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是近代證實(shí)物質(zhì)波存在的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動(dòng)量為1.2×10－23kg·m/s，然后讓它們通過(guò)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(shuō)法正確的是()A．發(fā)射電子的動(dòng)能約為8.0×10－15JB．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)約為5.5×10－11mC．只有成對(duì)電子分別同時(shí)通過(guò)雙縫才能發(fā)生干涉D．如果電子是一個(gè)一個(gè)發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣【答案】BD【解析】：根據(jù)動(dòng)量的大小與動(dòng)能的關(guān)系可知發(fā)射電子的動(dòng)能約為Ek＝eq\f(p2,2m)＝eq\f(1.2×10－232,2×9.1×10－31)J≈8.0×10－17J，A錯(cuò)誤；發(fā)射電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)約為λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(6.6×10－34,1.2×10－23)m＝5.5×10－11m，B正確；電子也具有波粒二象性，故電子的波動(dòng)性是每個(gè)電子本身的性質(zhì)，則即使電子依次通過(guò)雙縫也能發(fā)生干涉現(xiàn)象，只是需要大量電子才能顯示出干涉圖樣，C錯(cuò)誤，D正確?？枷?．對(duì)波粒二象性的理解3.(多選)物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光屏處放上照相底片，若減小入射光的強(qiáng)度，使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過(guò)狹縫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果曝光時(shí)間不太長(zhǎng)，底片上只能出現(xiàn)一些如圖甲所示不規(guī)則的點(diǎn)；如果曝光時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上就會(huì)出現(xiàn)如圖丙所示規(guī)則的干涉條紋。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的認(rèn)識(shí)正確的是()A．曝光時(shí)間不長(zhǎng)時(shí)，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(diǎn)B．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有確定的軌道C．干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)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【答案】BC【解析】：?jiǎn)蝹€(gè)光子通過(guò)雙縫后的落點(diǎn)無(wú)法預(yù)測(cè)，大量光子的落點(diǎn)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(guò)雙縫后發(fā)生干涉時(shí)振幅加強(qiáng)的區(qū)域。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(dòng)性。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(cuò)誤。1．（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(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時(shí)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(shuō)法正確的是（）A．其他條件不變，增大光強(qiáng)，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(shí)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(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程故其他條件不變時(shí)，增大光強(qiáng)，電壓表的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；B．若改用比更大頻率的光照射時(shí)，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(shí)電壓表示數(shù)大于U，故B錯(cuò)誤；C．其他條件不變時(shí)，使開關(guān)S接2，此時(shí)可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示數(shù)不為零，故C錯(cuò)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。2．（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(xué)獎(jiǎng)，阿秒（as）是時(shí)間單位，1as=1×10?18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時(shí)間在阿秒量級(jí)的極短閃光，提供了阿秒量級(jí)的超快“光快門”，使探測(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過(guò)程成為可能。設(shè)有一個(gè)持續(xù)時(shí)間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時(shí)間內(nèi)至少包含一個(gè)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(shuō)法正確的是（

）A．對(duì)于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長(zhǎng)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(zhǎng)為550nm的可見光束總能量相等時(shí)，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(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過(guò)程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于電子的運(yùn)動(dòng)周期【答案】C【詳解】A．此阿秒光脈沖的波長(zhǎng)為λ=cT=30nm<550nm由障礙物尺寸與波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)小時(shí)，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長(zhǎng)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(cuò)誤；B．由知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時(shí)，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯(cuò)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(cè)原子內(nèi)電子的動(dòng)態(tài)過(guò)程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)小于電子的運(yùn)動(dòng)周期，故D錯(cuò)誤。故選C。3．（2024·江西·高考真題）近年來(lái)，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國(guó)際上第三條技術(shù)路線。某氮化鎵基材料的簡(jiǎn)化能級(jí)如圖所示，若能級(jí)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。4．（2024·湖南·高考真題）量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，下列關(guān)于量子論的說(shuō)法正確的是（）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(shí)驗(yàn)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(duì)X射線散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長(zhǎng)小于原波長(zhǎng)的射線成分D．德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動(dòng)性，而電子不具有波動(dòng)性【答案】B【詳解】A．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(cuò)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(duì)X射線的散射過(guò)程遵循動(dòng)量守恒，光子和電子碰撞后，電子獲得一定的動(dòng)量，光子動(dòng)量變小，根據(jù)可知波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤；D．德布羅意認(rèn)為物質(zhì)都具有波動(dòng)性，包括質(zhì)子和電子，故D錯(cuò)誤。故選B。5．（2024·新疆河南·高考真題）三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。不同尺寸的量子點(diǎn)會(huì)發(fā)出不同顏色的光?，F(xiàn)有兩種量子點(diǎn)分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說(shuō)法正確的是（）A．藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量B．藍(lán)光光子的動(dòng)量小于紅光光子的動(dòng)量C．在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度大于紅光的速度D．藍(lán)光在玻璃中傳播時(shí)的頻率小于它在空氣中傳播時(shí)的頻率【答案】A【詳解】AB．由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，則紅光的波長(zhǎng)大于藍(lán)光的波長(zhǎng)，根據(jù)可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)可知藍(lán)光光子的動(dòng)量大于紅光光子的動(dòng)量，故A正確，B錯(cuò)誤；C．由于紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)可知在玻璃中傳播時(shí)，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯(cuò)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(cuò)誤。故選A。6．（2024·江蘇·高考真題）在某原子發(fā)生的躍遷中，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（）A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ4【答案】C【詳解】根據(jù)光電方程可知當(dāng)只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對(duì)應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級(jí)圖可知躍遷時(shí)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為的光子能量最大。故選C。7．（2024·浙江·高考真題）如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會(huì)逸出光電子，最大速率為。正對(duì)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(yuǎn)小于板長(zhǎng)），電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，則（）A．M、N間距離增大時(shí)電子到達(dá)N的動(dòng)能也增大B．只有沿x方向逸出的電子到達(dá)N時(shí)才有最大動(dòng)能C．電子從M到N過(guò)程中y方向位移大小最大為D．M、N間加反向電壓時(shí)電流表示數(shù)恰好為零【答案】C【詳解】AB．根據(jù)動(dòng)能定理，從金屬板M上逸出的光電子到到達(dá)N板時(shí)則到達(dá)N板時(shí)的動(dòng)能為與兩極板間距無(wú)關(guān)，與電子從金屬板中逸出的方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；C．平行極板M射出的電子到達(dá)N板時(shí)在y方向的位移最大，則電