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2024 高考物理二轮复习 80 热点模型
最新高考题模拟题专项训练
模型82 光电效应模型
最新高考题
1．（2023年6月高考浙江选考科目）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为 W 。当
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紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为 d
的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为
m，普朗克常量为h，光速为c，则（ ）
A．电子的动量
B．电子的动能
C．光子的能量
D．光子的动量
【参考答案】.AD
【名师解析】根据双缝干涉条纹间隔公式△x=Lλ/d，可得λ=d x/L。电子动量
△
p=h/λ= ，A正确；电子动能E = = = ，B错误；根据爱
k
因斯坦光电效应方程，E =E-W ，解得光子能量 E=W + ，C错误；由
k 0 0E=cp可得光子动量p= W /c+ ，D正确。
0
2．（2023全国高考新课程卷）铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳
定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为
（普朗克常量 ，元电荷 ）（ ）
A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz
【参考答案】.C
【名师解析】能级差量级为10-5eV，跃迁发射的光子能量E=10-5eV=1.6×10-19×10-5J=1.6×10-
24J，根据光子能量公式E=hv，解得v的数量级为109Hz，C正确。
3. （2023高考海南卷） 已知一个激光发射器功率为 ，发射波长为 的光，光速为 ，
普朗克常量为 ，则（ ）
A. 光的频率为
B. 光子的能量为
C. 光子的动量为
D. 在时间 内激光器发射的光子数为
【参考答案】AC
【名师解析】
光的频率 ，选项A正确；
光子的能量 ，选项B错误；光子的动量 ，选项C正确；
在时间t内激光器发射的光子数 ，选项D错误。
4. （2022天津学业水平选择性考试）不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和
生活中有广泛的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（
）
A. 若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
B. 若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，a光的衍射现象更明显
C. 若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，a光的遏止电压高
D. 若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a光的干涉条纹间距大
【参考答案】BD
【命题意图】本题以电磁波谱切入，考查能级、光电效应、双缝干涉、光的衍射及其相关
知识点。
【名师解析】
由图中a、b两单色光在电磁波谱中的位置，判断出a光的波长 大于b光的波长 ，a
光的频率 小于b光的频率 。若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，根据玻尔原子理论
的频率条件
可知产生a光的能级能量差小，故A错误；
若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，根据发生明显衍射现象的条件，a光的衍射现象更
明显，故B正确；
在分别照射同一光电管发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程
可知a光的遏止电压低，故C错误；a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，相邻两条亮纹或暗纹的中心间距
可知a光的干涉条纹间距大，故D正确。
5. （2023高考江苏学业水平选择性考试） “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射
的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为 。若太阳均匀地向各个方向辐射硬
X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为
S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求：
（1）每个光子的动量p和能量E；
（2）太阳辐射硬X射线的总功率P。
【参考答案】（1） ， ；（2）
【名师解析】
（1）由题意可知每个光子的动量为
每个光子的能量为
（2）太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题意设t秒发射总光子数为n，则
可得
所以t秒辐射光子的总能量
太阳辐射硬X射线的总功率6．（2023高考北京卷）在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释，
比如，当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别
用两种方法做出了解释．
现象：从地面P点向上发出一束频率为 的光，射向离地面高为H（远小于地球半径）的
Q点处的接收器上，接收器接收到的光的频率为 ．
方法一：根据光子能量 （式中h为普朗克常量，m为光子的等效质量，c为
真空中的光速）和重力场中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的频率 ．
方法二：根据广义相对论，光在有万有引力的空间中运动时，其频率会发生变化，将该理
论应用于地球附近，可得接收器接收到的光的频率 ，式中G为引
力常量，M为地球质量，R为地球半径．下列说法正确的是（ ）
A．由方法一得到 ，g为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长大于发出时光的波长
C．若从Q点发出一束光照射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变小
D．通过类比，可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大
【参考答案】B
【名师解析】方法一中，由能量守恒定律，hν=mgH+ hν，解得v=ν （1- ），A错误；
0 0
根据方法二接收器接收到的光的频率公式，可知，接收到的光的频率小于发出时光的频率
利用波长与频率成反比可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长，B正确；若
从Q点发出一束光折射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变大，C错误；通过类
比，可知，由于太阳质量远大于地球质量，太阳表面发出的光的频率在传播过程中需要克服太阳引力做功，所以太阳表面发出的光的频率在传播过程中变小，D错误。
最新模拟题
1.（2024南京学情调研）有一种新型光电效应量子材料，当某种光照射该材料时，只产生
相同速率的相干电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与双缝相距为L的观测屏上
形成干涉条纹，测得第1条亮纹与第5条亮纹间距为△x。已知电子质量为m，普朗克常量
为h，该量子材料的逸出功为W。求：
（1）电子束的德布罗意波长λ和动量p；（2）光子的能量E。
【名师解析】根据条纹间距公式
解得 λ=
由 可得
（2）由E= ，可得 E=
k k
光子能量 E=hν=W + E
0 k
联立解得：E= W+
0
2. (2023年7月浙江宁波期末)如图是光电倍增管的工作原理图，其由阴极、阳极和多个倍
增电极组成，提高了光电管灵敏度。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此不断加速
电子。如图所示，光电阴极K受光照后释放出光电子，电子以较大的动能撞击到第一个倍
增电极上，从这个倍增电极上激发出更多电子，最后阳极A收集到光电网极的电子数比最
初从阴极发射的电子数增加很多倍，则（ ）A. 增大倍增级间的电压有利于提高其灵敏度
B. 入射光的频率越高，阴极K发射出的光电子的初动能一定越大
C. 图中标号为偶数的倍增电极的电势高于奇数的倍增电极的电势
D. 保持入射光频率和各级间的电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数
【参考答案】A
【名师解析】
增大倍增级间的电压，光电子获得的动能越大，光电子能够以更大的动能撞击下一个倍增
管，下一个倍增管可以发射数量更多的光电子，有利于提高其灵敏度，故A正确；
根据爱因斯坦光电效应方程可知，入射光的频率越高，阴极K发射出的光电子的最大初动
能越大，但并不是所有光电子的初动能都会增大，故B错误；
使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此不断加速电子，可知图中电势关系为
可知，图中标号为偶数的倍增电极的电势不一定高于奇数的倍增电极的电势，故C错误；
光强指单位时间照射到单位面积上的光的能量，即为 ，可知入射光频率不变，增大
入射光的光强时，即增加入射光的光子数目，则在保持入射光频率和各级间的电压不变时，
增大入射光光强，最终阳极收集到的电子数增大，故D错误。
3. （2023年7月河南洛阳创新发展联盟期末）用波长为λ₁和λ₂的单色
光A和B 分别照射两种金属C和D的表面。单色光A 照射两种金属时都能
产生光电效应现象；单色光 B照射时，只能使金属 C产生光电效应现象，
不能使金属D产生光电效应现象。设两种金属的逸出功分别为 Wc和WD，则
下列说法正确的是
A.
λ₁<λ₂, Wc>W B .λ <λ ,W λ₂, Wc>W D.λ >λ ,W
