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专题 86 光电效应 波粒二象性
授课提示：对应学生用书142页
1．[2024·山西省忻州市期中联考]对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇
宙学研究进入精密科学时代的起点．关于黑体辐射，下列说法正确的是( )
A．黑体不会辐射电磁波
B．温度低于0 ℃的物体不会辐射电磁波
C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律
答案：C
解析：一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射
的电磁波越强，A、B错误；普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基
本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，C正确，D错误．
2.
[2023·辽宁卷]原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂．某种原子能级劈裂前后的部分
能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④.若用①照射某金属表面时能
发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为E，则( )
k
A．①和③的能量相等
B．②的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于E
k
答案：A
解析：由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；
因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②
的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能
量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金
属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④
的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能
为E，根据E ＝hν－W
k km 逸出功
则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于E，选项D错误．故选A.
k
3．在光电效应实验中，某同学用 a、b两种单色光分别照射同一光电管，发现 a光对
应的遏止电压大于b光对应的遏止电压．下列说法正确的是( )
A．a光对应的光电子最大动能较小
B．a光光子的能量小于b光光子的能量
C．a光的粒子性比b光的粒子性明显D．a光在真空中的传播速度大于b光
答案：C
解析：由爱因斯坦光电效应方程得E ＝hν－W ＝eU，a光对应的遏止电压大于b光
km 0 c
对应的遏止电压，所以a光对应的光电子最大初动能较大，a光的频率较大，a光光子的能
量大于b光光子的能量，A、B错误；a光的频率较大，所以a光的粒子性比b光的粒子性
明显，C正确；a光和b光在真空中的传播速度一样大，D错误．
4．(多选)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发
射的电子动量为 1.2×10－23 kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上，已知电子质量为
9.1×10－31 kg，普朗克常量取6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是( )
A．发射电子的动能约为8.0×10－15 J
B．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11 m
C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
答案：BD
解析：根据动量大小与动能关系可知，发射电子的动能约为E＝≈8.0×10－17 J，A错
k
误；发射电子的物质波波长λ＝≈5.5×10－11 m，B正确；物质波也具有波粒二象性，故电
子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需
要大量电子才能显示出干涉图样，C错误，D正确．
5．[2024·四川省成都市模拟]分别用波长为λ和2λ的单色光照射同一金属板，发出的
光电子的最大初动能之比为3∶1，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属
板的逸出功为( )
A． B．
C． D．
答案：A
解析：单色光的能量为E＝hν＝h，根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能
为E ＝hν－W，则Ekm ＝h－W，Ekm ＝h－W，其中Ekm∶Ekm ＝3∶1，联立解得W
km 1 2 1 2
＝，A正确．
6．[2024·湖南省长沙市雅礼中学月考]如图所示为研究光电效应的电路图．开关闭合后，
当用波长为λ 的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数．下列说法正确的是( )
0
A．若只让滑片P向D端移动，则电流表的示数一定增大
B．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大C．若改用波长小于λ 的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大
0
D．若改用波长大于λ 的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零
0
答案：B
解析：只让滑片P向D端移动，A、K间电压增大，所加电压为正向电压，如果光电
流达到饱和值，增加电压，电流表示数也不会增大，A错误；只增加单色光强度，逸出的
光电子数增多，光电流增大，B正确；阴极K的逸出功与入射光无关，C错误；若改用波
长大于λ 的单色光，能量减小，可能会发生光电效应，则电流表的示数不一定为零，故 D
0
错误．
7．[2024·浙江省百校调研](多选)如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图．当有烟
雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产
生光电流．如果产生的光电流大于10－8 A，便会触发报警系统．金属钠的遏止电压U 随
c
入射光频率ν的变化规律如图2所示，则( )
A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于5.0×10－7 m
B．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量h
C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是N＝6.25×1010个
D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的
答案：CD
解析：根据题意可知金属的截止频率为 ν ＝6×1014 Hz，则有λ＝＝ m＝5.0×10－7
c
m，所以光源S发出的光波波长不能大于5.0×10－7 m，A错误；根据遏制电压与光电子的
最大初动能之间的关系，同时结合爱因斯坦的光电效应方程可得eU＝E ＝hν－hν，整理
c k c
得U＝ν－ν，由此可得图像的斜率为，B错误；当光电流等于10－8 A时，根据电流的定
c c
义式可知每秒产生的光子的个数为N＝＝个＝6.25×1010个，C正确；当光源S发出的光能
使光电管发生光电效应，则光源越强，被烟雾散射进入光电管的光就越多，越容易探测到
烟雾，也就是说光电烟雾探测器灵敏度越高，即通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾
探测器的灵敏度是可行的，D正确．
