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专题01 运动的描述
一、单选题
1．（2021·河北·高考真题）普朗克常量
，光速为c，电子质量为
，则
在国际单位
制下的单位是（ ）
A．
B．m
C．
D．
【答案】B
【解析】根据
可得它们的单位为：
故选B。
2．（2021·浙江·统考高考真题）2020 年12 月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76
个光子100 个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富
岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（ ）
A．是计算机运算的一种程序
B．表示运算速度的一个单位
C．表示微观世界的不连续性观念
D．类似于质子、中子的微观粒子
【答案】C
【解析】量子是不可分割的最小的单元，体现了物质的不连续性，即通常所说的“量子化”。
故选C。
3．（2020·江苏·统考高考真题）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方
便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升
高，则人体热辐射强度I 及其极大值对应的波长
的变化情况是（ ）
A．I 增大，
增大
B．I 增大，
减小
1
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C．I 减小，
增大
D．I 减小，
减小
【答案】B
【解析】黑体辐射的实验规律如图
特点是，随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强度
增大；随着温度的升高，
辐射强度的峰值向波长较短的方向移动，所以
减小。
故选B。
4．（2017·上海·统考高考真题）光子的能量与其（ ）
A．频率成正比
B．波长成正比
C．速度成正比
D．速度平方成正比
【答案】A
【解析】根据
可知，光子的能量与频率成正比，波长成反比；光子的速度为c，为定值；
故选A.
5．（2022·浙江·统考高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3 的激发态，在向低能级跃迁
时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV 的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n=3 跃迁到n=1 放出的光子动量最大
C．有3 种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV 的光子照射，氢原子跃迁到n=4 激发态
【答案】B
【解析】A．从n=3 跃迁到n=1 放出的光电子能量最大，根据
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可得此时最大初动能为
故A 错误；
B．根据
又因为从n=3 跃迁到n=1 放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B 正确；
C．大量氢原子从n=3 的激发态跃迁基态能放出
种频率的光子，其中从n=3 跃迁到n=2 放出的光子能
量为
不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C 错误；
D．由于从n=3 跃迁到n=4 能级需要吸收的光子能量为
所以用0.85eV 的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4 激发态，故D 错误。
故选B。
6．（2021·辽宁·统考高考真题）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就
更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子
从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（ ）
A．玻尔
B．康普顿
C．爱因斯坦
D．德布罗意
【答案】C
【解析】A．玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱，与题意不符，A 错误；
B．康普顿提出康普顿效应，发现了光子不仅具有能量，还具有动量，证明了光具有粒子性，与题意不符，
B 错误；
C．爱因斯坦提出光子说，从理论上解释了光电效应的实验现象，符合题意，C 正确；
D．德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性，与题意不符，D 错误。
故选C。
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7．（2014·江苏·高考真题）已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz，在某种单色光的照
射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大
的（ ）
A．波长
B．频率
C．能量
D．动量
【答案】A
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程得
又
联立得
由题知，钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知从钙表面逸出的光电子最大初动能较小，由
可知该光电子的动量较小，根据
可知，波长较大，则频率较小。
故选A。
二、多选题
8．（2023·浙江·高考真题）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1 所
示。氢原子从能级6 跃迁到能级2 产生可见光I，从能级3 跃迁到能级2 产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装
置研究两种光的干涉现象，得到如图2 和图3 所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4 所示的实验装置，
都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）
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A．图1 中的
对应的是Ⅰ
B．图2 中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D．P 向a 移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
【答案】CD
【解析】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得
可知，可见光I 的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。
A．可知，图1 中的
对应的是可见光Ⅱ，故A 错误；
B．由公式有，干涉条纹间距为
由图可知，图2 中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B 错误；
C．根据题意，由公式可得，光子动量为
可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C 正确；
D．根据光电效应方程及动能定理可得
可知，频率越大，遏止电压越大，则P 向a 移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D
正确。
故选CD。
9．（2020·浙江·高考真题）如图所示，波长为
和
的两种单色光射入三棱镜，经折射后射出两束单色
光a 和b，则这两束光（ ）
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A．照射同一种金属均有光电子逸出，光电子最大初动能
B．射向同一双缝干涉装置，其干涉条纹间距
C．在水中的传播速度
D．光子动量
【答案】BD
【解析】A．根据光路图可知三棱镜对b 光的偏折程度更大，所以b 光折射率大，频率高，波长短。根据
光电效应方程：
因为
，所以
，故A 错误；
B．根据双缝干涉条纹间距公式：
因为
，所以
，故B 正确；
C．介质中传播速度：
因为
，所以
，故C 错误；
D．根据光子动量的公式：
因为
，所以
，故D 正确。
故选BD．
10．（2016·海南·高考真题）下列说法正确的是_________．
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
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D．卢瑟福根据α 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
【答案】ACD
【解析】爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故选项A 正确；康普顿效应表明光不仅具有能
量，还具有动量，故选项B 错误；波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C 正确；卢瑟
福根据
粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D 正确；布罗意波波长为：
，其中P 为微粒的
动量，故动量越大，则对应的波长就越短，故选项E 错误．
三、解答题
11．（2023·江苏·统考高考真题）“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。
【答案】（1）
，
；（2）
【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
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四、填空题
12．（2018·江苏·高考真题）光电效应实验中，用波长为
的单色光A 照射某金属板时，刚好有光电子从
金属表面逸出．当波长为
的单色光B 照射该金属板时，光电子的最大初动能为______，A、B 两种光子
的动量之比为_____． （已知普朗克常量为h、光速为c）
【答案】
1:2
【解析】根据光电效应方程
，又
，所以有
，
解得
；又光
子动量
，所以A、B 两种光子的动量之比为1:2.
13．（2016·江苏·高考真题）已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为ν 的光子的动量为___________。用
该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为
___________。
【答案】
【解析】[1]根据光子的动量公式
[2]取入射的方向为正方向，则光子动量的变化量为
【点睛】光子的动量的公式以及动量的矢量性。
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