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16.1 光电效应与波粒二象性
考点一 光电效应的理解与应用........................................................................................................................................1
题组1：热辐射现象与光电效应现象.......................................................................................................................1
题组2：光电效应的实验规律....................................................................................................................................3
题组3：光电效应方程的应用....................................................................................................................................5
考点二 光电效应的图像问题............................................................................................................................................ 8
题组1：Ek-v 图像............................................................................................................................................................8
题组2：Uc-v 图像........................................................................................................................................................ 10
题组3：I-U 图像...........................................................................................................................................................11
考点三 波粒二象性与物质波..........................................................................................................................................13
题组1：光的粒子性与康普顿效应.........................................................................................................................13
题组2：粒子的波动性验证与波粒二象性........................................................................................................... 14
16.1 光电效应与波粒二象性
考点一 光电效应的理解与应用
题组1：热辐射现象与光电效应现象
1. （单选）热辐射是指物体由于具有温度而向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向
上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。如图所示，在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度
下黑体辐射强度与波长的关系。图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则
由图可知，同一黑体在不同温度下( )
A. 向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度随温度升高均减小
B. 向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小
C. 辐射强度的极大值随温度升高而向波长较长的方向移动
D. 辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动
【答案】D
【解析】A.由辐射强度图线可知，向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的变化而不同，同一黑体
在不同温度下向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的升高而增大，A 错误；
1
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B.由图可知，随温度升高各种波长电磁波的辐射强度都有所增加，故向外辐射的电磁波的总能量随温度升
高而增大，B 错误；
CD .同一黑体在不同温度下随温度的增加向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移，C 错
误，D 正确。
故选D。
2. （单选）光电鼠标是一种常见的计算机输入设备，其原理利用了光电效应。在鼠标表面安装一个光电传
感器，当光电传感器接收到光线，就会产生电信号，从而控制计算机的操作。关于光电效应，下列说法正
确的是( )
A. 只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
B. 入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大
C. 对于给定的金属，入射光的频率越大，逸出功越大
D. 同一光电管，入射光的波长越长，对应的遏止电压越小
【答案】D
【解析】A.当入射光的频率大于金属的极限频率时，该金属才能够产生光电效应，故A 错误；
B.根据光电效应方程U ce = 1
2 mvm
2 =hv −W 逆出功
可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率和金属的逸出功有关，故B 错误；
C.对于给定的金属，其逸出功的大小为定值，与入射光的频率无关，故C 错误；
D.根据光电效应方程可知，同一光电管，入射光的波长越长，频率越小，对应的遏止电压 U c 越小，D 正
确。
故选D。
3. （单选）光电效应在自动化控制领域有着广泛的应用。如图所示的光电控制报警电路中，某一频率的光
束照射到光电管，光电管产生光电效应，与光电管连接的电路有电流，电磁铁产生磁场，会吸引报警电路
中的开关断开，从而实现自动控制。则( )
A. 任意频率的光照射到光电管上，只要光照时间足够长就能产生光电流
B. 对于光电管来说，入射光波长必须大于某一极限值，才能产生光电效应
C. 该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内逸出的电子数越少
D. 当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，使报警电路中的开关闭合
【答案】D
2
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【解析】AB.当入射光的频率大于或等于金属的截止频率时，即入射光的波长小于或等于某一极限值时，
就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生，故A、B 错
误；
C.该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内射到金属表面上的光子数越多，单位时间内逸出的
电子数越多，故C 错误；
D.当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，光电效应现象消失，与光电管连接的电路没有电流，电磁
铁不产生磁场，报警电路中的开关闭合，故D 正确。
故选D。
题组2：光电效应的实验规律
4. （单选）关于光电效应现象，下列说法正确的是( )
A. 对于某种金属，只要光照时间足够长，就会发生光电效应
B. 在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比
C. 在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的强度无关
D. 对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须大于此波长，才能产生光电效应
【答案】C
【解析】A.只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，与光照时间无关，故A 错误；
B.使光电流减小到0的反向电压U c称为遏止电压，遏止电压U c与光电子最大动能为
eU c= Ek =hν −W 0
对确定的阴极材料而言，入射光频率越大，所需的遏止电压U c也越大，遏止电压U c与入射光的频率是一
次函数关系，不是正比关系，故B 错误；
C.根据光电效应方程Ek =hν −W 0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，入射光频
率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关，故C 正确；
D.只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，而频率越高的光，波长越短，故对于任何
一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应，故D 错误。
故选：C。
5. （单选）如图所示，用由金属铯制成的光电管探究遏止电压U e与入射光频率ν的关系。当用频率为
4.8×10
14 Hz的红光照射光电管时，测得遏止电压为0.08V ;当用频率为7.3×10
14 Hz的紫光照射光电管时，
测得遏止电压为1.11V 。已知普朗克常量h=6.6×10
−34 J ⋅s，元电荷e =1.6×10
−19C，下列说法正确的
是( )
3
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A. 电源左侧为正极
B. 金属铯的逸出功为1.6eV
C. 题中紫光光子的能量为3.01eV
D. 金属铯的截止频率为6.4×10
14 Hz
【答案】C
【解析】探究遏止电压U c与入射光频率ν的关系时，电源左侧为负极，选项A 错误;
题中紫光光子的能量h ν紫=6.6×10
−34 J ⋅s×7.3×10
14 Hz =3.01eV ，选项C 正确;
根据光电效应方程有 eU 1=h ν1−W 0 ， eU 2=h ν2−W 0
可得 W 0=h νc =h ν1−eU 1=h ν2−eU 2
代入数据可得
W 0=h νc =6.6×10
−34 J ⋅s×4.8×10
14 Hz−0.08V ×1.6×10
−19C =6.6×10
−34 J ⋅s×7.3×10
14 Hz−1.11V ×1.6
解得 W 0=1.9eV ， νc = 4.6×10
14 Hz，选项B、D 错误。
故选C
6. （多选）如图所示是研究光电效应的实验装置。大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的
大量光子，其中频率最高的光子能量为12.09eV ，用此光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压
表的示数为7V 时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位
置。则( )
A. 要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向a端移动
B. 不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是相同的
C. 若10.2eV 为另一光子能量，则能发生光电效应的光子共有2种
4
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D. 从图示位置滑动滑片P，微安表的读数可能不变
【答案】AC
【解析】A.滑片P向a端移动时，光电管中反向电压，微安表示数可能为零，A 正确;
B.遏止电压与入射光子的频率有关，B 错误;
C.可判断逸出功为5.09eV ，小于10.2eV ，大于1.89eV ，有2种光子，C 正确;
D.图示电压趋近于零，未能达到饱和电流，读数会变化，D 错误。
故选AC．
题组3：光电效应方程的应用
7. （单选）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。
表中给出了6次实验的结果。
组
次
入射光子的能量/eV
相对光强
光电流大小/mA
逸出光电子的最大动能/eV
第
一
组
1
2
3
4.0
4.0
4.0
弱
中
强
29
43
60
0.9
0.9
0.9
第
二
组
4
5
6
6.0
6.0
6.0
弱
中
强
27
40
55
2.9
2.9
2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是( )
A. 两组实验采用了不同频率的入射光
B. 两组实验所用的金属板材质不同
C. 若入射光子的能量为5.0eV ，逸出光电子的最大动能为1.9eV
D. 若入射光子的能量为5.0eV ，相对光强越强，光电流越大
【答案】B
【解析】解：A .第一组实验时，光子能量为4.0eV ，第二组实验时，光子能量为6.0eV ，可知两组实验采
用了不同频率的入射光，故A正确；
B.根据光电效应方程Ek =hν −W ，可得第一组实验对应金属板的逸出功为W = 4.0eV −0.9eV =3.1eV ，
第二实验对应金属板的逸出功为W
' =6.0eV −2.9eV =3.1eV ，有W =W '，则可知两组实验所用的金属
板材质相同，故B错误；
C .若入射光子的能量为5.0eV ，根据光电效应方程EK =hν −W ，可得逸出光电子的最大动能为
Ek =5.0eV −3.1eV =1.9eV ，故C正确；
D .由表格中的数据可知，在产生光电效应的前提下，对同种频率的入射光而言，入射光的强度越大，光电
流越大，所以若入射光子的能量为5.0eV ，相对光强越强，光电流越大，故D正确。
本题选不正确的，故选：B。
8. （单选）如图所示为光电管的结构及其工作原理图，当入射光照在管中金属板上时，电路中可以形成光
电流。在某次光电效应实验中，用波长为λ1和λ2的光分别照射同一光电管，均发生了光电效应，对应的逸
出功分别为W 1和W 2，所逸出的光电子的最大初动能分别为Ek 1，Ek 2，遏止电压分别为U c1、U c 2，且
U c1>U c 2，则下列说法正确的是( )
5
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A. W 1<W 2
B. W 1>W 2
C. Ek 1< Ek 2 D. λ1< λ2
【答案】D
【解析】根据Ekm=eU c，U c1>U c 2，可知Ek 1> Ek 2，C项错误;
同一光电管的逸出功W 0相同，A、B项错误;
根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν −W 0=h c
λ −W 0，由于最大初动能Ek 1> Ek 2，则有λ1< λ2，D项正确。
9. （单选）如图所示为研究光电效应的装置，当分别利用波长为2 λ、λ的单色光照射锌板时，从锌板表面
逸出的光电子的最大初速度之比为1∶3，电流计的示数均不为零。已知单色光在真空中的传播速度为c，
普朗克常量为h。则( )
A. 锌板的极限频率为9c
16 λ
B. 用波长为2 λ的光照射锌板时，电流计的示数较大
C. 用波长为3 λ的单色光照射锌板时，能从锌板表面逸出光电子
D. 用波长为2 λ、λ的单色光分别照射锌板时，二者遏止电压之比为1∶9
【答案】D
【解答】A.波长为2 λ、λ的单色光的能量分别为E1= hc
2 λ ，E2= hc
λ ，
由爱因斯坦光电效应方程可知Ekm1= hc
2 λ −W 0，Ekm2= hc
λ −W 0，
又由逸出光电子的最大初速度之比为1∶3，知光电子的最大初动能之比为1∶9，
由以上可解得W 0= 7hc
16 λ ，所以ν0= W 0
h = 7 c
16 λ
，A 错误；
B.电流计的示数与光电流的大小有关，单位时间内逸出的光电子数目越多，光电流越大，
而单位时间内逸出的光电子数与光的强度有关，由于光的强度关系未知，故B 错误；
C.波长为3 λ的单色光的频率为ν = c
3 λ < 7c
16 λ ，因此该光不能使锌板产生光电效应现象，
即不能从锌板表面逸出光电子，C 错误；
6
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D.由公式eU c= 1
2 me vc
2，可得U c = me ve
2
2e
，即二者遏止电压之比为1∶9，D 正确。
故选D。
10. （多选）如图所示，电源的电动势为E，内阻不计。K是光电管的阴极，A是光电管的阳极，它们都
是半径为r的圆形金属板，两圆心间距离为l，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场
可视为匀强电场。R为滑动变阻器，长度ab=bc =cd =df 。电压表V (0刻度在表盘中间)和灵敏电流计G均
为理想表。频率为ν的细激光束照射到K的中心O上，使阴极发射光电子。合上开关S，当滑动变阻器的滑
动触头P从c向左滑动到达b处时，灵敏电流计G读数刚好为0；当滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到
d后，再向f 滑动的过程中，电压表V 读数增大而灵敏电流计G的读数保持不变。不计光电子之间的相互作
用和重力，普朗克常量为h，电子带电量为−e(e为元电荷)，电子质量为m，下列说法正确的是
A. 光电子的最大初动能为eE
2
B. 阴极K的金属材料的逸出功为hν −eE
4
C. 阳极A的半径不小于2l
D. 换用光强更大的同种激光照射阴极K，滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f 滑动的过程
中，电压表V 读数增大，灵敏电流计G的读数也增大
【答案】BC
【解答】A.当滑动变阻器触头P到达b处时，G读数刚好为0，此时达到遏止电压E
4 ，光电子的最大初动能
为Ek = Ee
4 ，选项A 错误;
B.由Ek =hν −W ，得W =hν −Ee
4 ，选项B 正确;
C.当滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f 滑动的过程中，电压表V 读数增大而灵敏电流计G的读数保持不
变，表明达到饱和光电流时，A、K之间的电势差为E
4 ，由Ek = Ee
4 = 1
2 mv
2得，v =√
Ee
2m
，考虑到光电子
从阴极射出的方向是随机的，沿阴极表面射出的电子到达阳极A时，落点距离阳极的圆心最远，做类平抛
运动，则有l = 1
2 at
2，a= Ee
4lm，得t =2l√
2m
Ee
7
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落点距离圆心，x = vt =2l，而达到饱和光电流时，所有光电子都要打到阳极上，故阳极半径不得小于2l，
选项C 正确;
D.换用光强更大的同种激光照射阴极K，光电子的最大初动能不会变化，则A、K之间的电势差为E
4 时，
所有光电子将打到A上，P从c向右滑动到d后，再向f 滑动的过程中，电压表V 读数增大，灵敏电流计G的
读数仍将不变，选项 D 错误。
故选：BC。
考点二 光电效应的图像问题
题组1：Ek-v 图像
1. （多选）用光照射金属钠时逸出的光电子的最大初动能Ek随入射光频率ν变化的图像如图(a)所示，氢
原子的能级图如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A. 金属钠的极限频率为5.53×10
14 Hz
B. 金属钠的逸出功约为2.29eV
C. 逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D. 若用氢原子从n= 4能级跃迁到n=2能级时辐射的光照射金属钠，将有光电子逸出
【答案】ABD
【解析】ABC .根据爱因斯坦光电效应方程可得Ek =hν −W 0=hν −h ν0=h(ν −ν0)，由图(a)横轴截距可
知金属钠的极限频率为ν0=5.53×10
14 Hz，由纵轴截距可知金属钠的逸出功约为W 0=2.29eV ；逸出的光
电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不是正比关系，故A、B 正确，C 错误；
D.若用氢原子从n= 4能级跃迁到n=2能级时辐射的光照射金属钠，辐射出的光子能量为
ΔE = E4−E2=2.55eV >W 0=2.29eV ，可知有光电子逸出，故D 正确。
故选ABD。
2. （多选）在研究a、b两种金属发生光电效应现象的实验中，得到从金属表面逸出光电子最大初动能Ek
与入射光频率v之间的关系如图中直线①②所示。已知h为普朗克常量，则( )
8
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A. 图中直线①②的斜率均为h
e
B. 金属a的逸出功小于金属b的逸出功
C. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D. 若产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到金属b的光频率较高
【答案】BD
【解析】A.由光电效应方程有Ek =hν −W 0
可知， Ek−ν 的斜率均为 h ，故A 错误；
BD.由光电效应方程有Ek =hν −W 0
图线与纵轴的截距的绝对值表示金属的逸出功，则金属a的逸出功小于金属b的逸出功，若产生的光电子具
有相同的最大初动能，则照射到金属b的光频率较高，故BD 正确；
C.由光电效应方程有Ek =hν −W 0
可知，在得到这两条直线时，与入射光的光强无关，故C 错误。
故选BD。
题组2：Uc-v 图像
3. （单选）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压U c与入射光频率ν的实验曲线，该
实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知
( )
A. 钠的逸出功为h νc
B. 钠的截止频率为8.5×10
14 Hz
C. 图中直线的斜率为普朗克常量h
D. 遏止电压U c与入射光频率ν成正比
【答案】A
【解答】A.根据遏止电压与最大初动能的关系有：eU c= Ekmax
根据电效应方程有：Ekmax =hν −W 0
当结合图像可知，当U c为0时，解得：W 0=h νc，A 正确；
B.钠的截止频率为νc，根据图像可知，截止频率小于8.5×10
14 Hz，B 错误；
C.结合遏止电压与光电效应方程可解得：U c = h
e ν −W 0
e
，可知，图中直线的斜率表示h
e ，C 错误；
D.根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压U c与入射光频率ν成线性关系，不是成正比，D 错
误。
故选A。
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4. （多选）对于钠和钙两种金属，其遏止电压U C与入射光频率v的关系如图所示。用h、e分别表示普朗
克常量和电子电荷量，则( )
A. 钠的逸出功小于钙的逸出功
B. 图中直线的斜率为h
e
C. 在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D. 若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高
【答案】AB
【解答】A.根据光电效应方程得：Ek =hν −W 0=hν −h ν0，又Ek =eU c，
解得：U C = h
e ν −W 0
e = h
e ν −h ν0
e
，
当遏止电压为0时，对应的频率为金属的极限频率，W 0=h ν0，结合图可知钠的极限频率小，则钠的逸出
功小，故A 正确；
B.由U C = h
e ν −h ν0
e
知U c−ν图线的斜率k = h
e ，故B 正确；
C.由U C = h
e ν −h ν0
e
知图线的特点与入射光的强度无关，故C 错误；
D.钠的逸出功小，结合Ek =hν −W 0可知，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到
钠的光频率较小，故D 错误。
故选AB。
题组3：I-U 图像
5. （单选）图1为光电效应实验电路图，某小组用黄、蓝两种颜色的激光分别照射光电管的阴极K，图2为
两次实验得到的I −U曲线，则( )
A. 图2中a光表示蓝光，b光表示黄光
B. 研究图2中U >0的规律时，图1的开关需接在1接线柱上
10
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C. a、b两束光分别射入同一双缝干涉装置，a光的条纹间距更大
D. 换用红色激光进行实验，一定可以测得另一条I −U曲线
【答案】C
【解析】A.根据 U c e = Ekm=hν −W 逸出功，图2中a光遏止电压较小，则频率较小，则a光表示黄光，b光表
示蓝光，故A 错误；
B.研究图2中U >0的规律时，光电管加正向电压，则图1的开关需接在2接线柱上，故B 错误；
C.a光的频率小，则波长较大，根据 Δx = l
d λ 可知，a、b两束光分别射入同一双缝干涉装置，a光的条纹
间距更大，故C 正确；
D.换用红色激光进行实验，因红光的频率较小，不一定发生光电效应，可知不一定可以测得另一条I −U
曲线，故D 错误。
故选C。
6. （多选）照射到金属表面的光可能使金属中的电子逸出，可以用甲图的电路研究电子逸出的情况。阴极
K在受到光照时能够逸出电子，阳极A吸收阴极K逸出的电子，在电路中形成光电流。在光照条件不变的
情况下改变光电管两端的电压得到乙图。断开开关换用不同频率的单色光照射阴极K得到电子最大初动能
与入射光波长倒数的关系图像，如丙图所示。下列说法正确的是
A. 由丙图可知普朗克常量h= E λ0
c
B. 丙图中的λ0是产生光电效应的最小波长
C. 乙图中遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初动能，且有最大值
D. 乙图中电压由0到U 1，光电流越来越大，说明单位时间内逸出光电子的个数越来越多
【答案】AC
【解答】A.由光电效应方程Ek =hν −W 0
在1
λ0
时W 0=h c
λ0
，
图线与纵轴的交点为逸出功W 0= E
此时E =h c
λ0
可知普朗克常量h= E λ0
c
，A 正确；
B.由丙图可知，入射光波长倒数越大，电子最大初动能越大，即入射光波长越小，电子最大初动能越大，
结合丙图可知，λ0是产生光电效应的最大波长，B 错误；
C.遏止电压满足U ce = 1
2 mvm
2 ，它的存在意味着光电子具有一定的初动能，且有最大值，即光电子有最大
初动能，C 正确；
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D.单位时间内逸出光电子的个数是由光的强度决定的，当光强一定时，单位时间内逸出光电子的个数是一
定的，只不过当电压较小时，不是所有的光电子都能到达阳板，电压越大到达阳极的光电子数越多，D 错
误。
故选AC。
7. （单选）如图1所示，一束由P、Q两种频率的光组成的复色光照射阴极K，调节滑动变阻器，记录电
流表与电压表的示数，并用图像表示两者的关系(图2所示)。若用P、Q光单独照射，可得到遏止电压分别
为U 1、U 2，饱和电流分别为I 1、I 2(I 1 大于I 2)；若用P、Q光分别照射处于第一激发态的氢原子，只
有P光能使氢原子电离。下列说法正确的是( )
A. U 0=U 1+U 2
B. U 0=U 1
C. I 0= I 1
D. I 0= I 1+ I 2
【答案】BD
【解析】AB：若用 P、Q 光分别照射处于第一激发态的氢原子，只有 P 光能使氢原子电离，可知P光的
光子能量大于Q光的光子能量，根据 U ce = Ekmax=hν −W 逸出功，则P光的遏止电压较大，即 U 1>U 2 ，则
由 P、Q 两种频率的光组成的复色光照射阴极 K 时的遏止电压 U 0=U 1 ，故A 错误，B 正确；
CD：由 P、Q 两种频率的光组成的复色光照射阴极 K 时，单位时间逸出光电子数等于两种光产生的光
电子数之和，可知饱和光电流I 0等于两种光单独照射时的饱和光电流之和，即 I 0= I 1+ I 2，故C 错误，D
正确 。
故选BD。
考点三 波粒二象性与物质波
题组1：光的粒子性与康普顿效应
1. （单选）在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子发生碰撞时，要把一部分动量转移给电子。关
于此碰撞，下列说法错误的是( )
A. 碰撞后光子的频率变大B. 碰撞后光子的波长变大
C. 碰撞过程中动量守恒
D. 碰撞过程中能量守恒
【答案】A
【解析】康普顿效应中光子与电子发生弹性碰撞，系统动量守恒、能量守恒，C、D 正确，不符合题意;
发生碰撞后，电子能量增加，光子能量和动量都减小，根据E =hν知光子的频率变小，根据λ= h
p知光子的
波长变大， A 错误、B 正确。
2. （单选）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子理论的说法正确的是( )
A. 光电效应实验中，绿光照射可以让电子逸出，则改用黄光照射也可以让电子逸出
B. 普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
C. 康普顿在研究石墨对X射线散射时，发现散射后有波长大于原波长的射线
D. 德布罗意认为电子具有波动性，但是质子不具有波动性
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【答案】C
【解析】解：A .黄光的频率小于绿光，若绿光能使金属发生光电效应，则黄光不一定能使该金属发生光电
效应，即改用黄光照射不一定可以让电子逸出，故A 错误；
B.普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，是不连续的，故B 错误；
C.石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根
据λ= h
p可知波长变长，故C 正确；
D.德布罗意认为物质都具有波动性，电子具有波动性，质子也具有波动性，故D 错误。
故选：C。
题组2：粒子的波动性验证与波粒二象性
3. （单选）一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样。则( )
A. 该实验表明电子具有粒子性
B. 图中亮纹为电子运动的轨迹
C. 图中亮纹处电子出现的概率大
D. 电子速度越大，中心亮斑半径越大
【答案】C
【解析】A.电子的衍射，表明实物粒子−电子具有波动性，故A 错误；
BC .电子的衍射表明电子的波动性是一种概率波，图中亮纹处电子出现的概率大，亮纹不是电子运动的轨
迹，故B 错误，C 正确；
D.电子速度越大，动量p=mv越大，德布罗意波长λ = h
p越小；
在衍射实验中，衍射圆环半径r与波长λ成正比，因此中心亮斑半径越小，故D 错误。
故选：C。
4. （单选）电子显微镜之所以比光学显微镜分辨率高，是因为电子的德布罗意波长比可见光的波长短。如
果一个电子的德布罗意波长与动能为Ek的质子的德布罗意波长相等，则这个电子的动量大小为(已知电子
的质量为m，质子质量为电子质量的k倍)( )
A. √2km Ek B. √2m Ek
C. √
2m Ek
k
D. 1
k √2m Ek
【答案】A
【解析】该质子的质量为km，动能为Ek = 1
2 km v
2，则该质子的动量为p质=kmv =√2km Ek，由德布罗意
波公式 λ= h
p
可知，电子和质子的动量大小相等，由题可知，质子的质量为km，则质子动量 p=√2km Ek
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故选A。
5. （单选）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH −F 120实现了超高分辨率成像，其分辨率
提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经100V 电压加速后，其德布
罗意波长为λ，若加速电压为10kV ，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为( )
A. 100 λB. 10 λ C. 1
10 λ D. 1
100 λ
【答案】C
【解析】设电子经过电压加速后速度大小为 v ，由动能定理得 eU = 1
2 m v
2，电子的动量大小为 p=mv，
电子的德布罗意波长为 λ= h
p
联立解得 λ =
h
√2meU ，因为 U ' :U =100:1，可解得 λ' = 1
10 λ，C 正确，ABD 错误。
故选C。
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