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第67 讲 光电效应 波粒二象性
目
录
01 课标达标练..................................................................................................................................................................................1
01 黑体辐射、能量量子化..............................................................................................................................................1
02 光电效应..........................................................................................................................................................................3
03 波粒二象性......................................................................................................................................................................6
02 核心突破练..................................................................................................................................................................................7
03 真题溯源练...............................................................................................................................................................................16
01 黑体辐射 能量量子化
1．（2025·湖南岳阳·模拟预测）准分子激光手术是用准分子激光通过对角膜瓣下基质层进行屈光性切削，
从而降低瞳孔区的角膜曲率，达到矫正近视目的的眼科手术。在某次手术中所用激光的波长为
，每个激
光脉冲的能量为E，普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c，则每个激光脉冲中的光子数为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】根据光子能量表达式可知，该激光的光子能量为
1
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每个激光脉冲的能量为E，则每个脉冲中的光子数目为
故选A。
2.（2025·北京门头沟·一模）“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
个该种光子。已知探测仪镜头面积为
，卫星离太阳中心的距离为
，普朗克常量为
，光速为
。
下列说法不正确的是（ ）
A．每个光子的动量
B．每个光子的能量
C．太阳辐射硬X 射线的总功率
D．秒太阳均匀地向各个方向辐射硬X 射线发射总光子数为
【答案】C
【详解】A．每个光子的动量
故A 正确；
B．每个光子的能量
故B 正确；
C．太阳辐射硬X 射线的总功率
太阳t 时间辐射硬X 射线的总能量为
2
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联立解得
故C 错误；
D．每个光子的能量
t 秒太阳均匀地向各个方向辐射硬X 射线发射总光子数为
故D 正确。
本题选不正确，故选C
3.（2025·湖南长沙麓山外国语实验中学·一模）2024 年是量子力学诞生的一百周年，一百年前的1924 年6
月13 日，德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“
r
Ube Quantenmechanik”的论文，世界上从此有了“量
子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（ ）
A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律
B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关
C．康普顿效应进一步证实了光的波动说
D．玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光
【答案】A
【知识点】理解量子化与能量子、爱因斯坦光电效应方程、康普顿效应的现象及其解释、玻尔理论的局限
性
【详解】A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律，故A 正确；
B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关，故B 错误；
C．光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应进一步证明了光子具有动量，具有粒子特性，故C 错误；
D．玻尔原子理论认为，氢原子只能处于一系列不连续的能量状态中，并成功解释了氢原子只能发出一系
列特定波长的光，故D 错误。
故选A。
4.（2025·浙江绍兴·二模）我国物理学家曾谨言曾说：“20 世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困
难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子
力学的建立紧密相关，其内容正确的是（ ）
A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的
3
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B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径
C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长
D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关
【答案】A
【详解】A．普朗克黑体辐射理论提出微观粒子的能量是分立的，A 正确；
B．玻尔的氢原子模型认为电子绕核运动的轨道不是任意半径，B 错误；
C．德布罗意的“物质波”假设认为实物粒子也具有波动性，波长
，C 错误；
D．爱因斯坦的光电效应理论认为光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D 错误。
故选A。
4．（2024·内蒙古包头·三模）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6 个绿光的光子射入一个瞳孔，眼睛就能
察觉。一功率为22W 的绿灯点光源可以向四周辐射波长约为5×10-7m 的绿光，人瞳孔的直径约为4mm。
普朗克常量为h=6.63×10-34J·s，真空中光速为c=3×108m/s，（不计空气对光的吸收等其他因素）则人能
够看到这盏绿灯的最远距离约为（ ）
A．1×10³m
B．3×10⁴m
C．1×105m
D．3×106m
【答案】D
【详解】设瞳孔与光源相距为，在
内，处单位面积上的能量为
瞳孔在
内接收到的能量为
若此时刚好可以看到，则
由以上式子联立可得
将
代入解得
故选D。
4
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02 光电效应
6.（2025·湖南怀化·模拟预测）2025 年3 月13 日，中国科学院物理研究所的科研团队，成功为金属材料
“重塑金身”，实现了厚度仅为头发丝直径的二十万分之一的单原子层金属，为人类探索物质世界打开了
全新维度。研究发现某种单原子层二维金属材料甲，其逸出功比同种普通金属材料乙小。用相同强度、相
同频率的两束单色光同时照射材料甲和材料乙，均能发生光电效应。下列说法正确的是（ ）
A．两种材料逸出的光电子最大初动能相同，因为入射光频率相同
B．材料甲逸出的光电子最大初动能更大，因为其逸出功小
C．材料甲表面先逸出光电子后，材料乙表面才逸出光电子
D．增大入射光强度，两种材料逸出的光电子最大初动能将增大
【答案】B
【详解】ABD．根据光电效应方程
，入射光的频率相同，材料甲逸出功比材料乙小，则逸
出的光电子的最大初动能大，逸出的光电子最大初动能与入射光强度无关，故AD 错误，B 正确；
C．根据光电效应的特点可知，能发生光电效应时，发生光电效应的时间几乎等于0，所以从两材料表面几
乎同时逸出光电子，故C 错误。
故选B。
7．（2025·河北保定·三模）如图所示，在研究光电效应的实验中，将某种单色光照射到光电管的阴极
上，发生光电效应，开始时滑动触头
位于足够长的电阻丝的中央，电流表有示数，下列说法正确的是（
）
A．滑动触头向左移动，电流表示数一直变大
B．滑动触头向右移动，电流表示数可能先变大后不变
C．滑动触头向左移动到某位置处，电流表示数可能为零
D．滑动触头向左移动到某位置处，仅增大单色光的频率，电流表示数一定增大
5
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【答案】BC
【详解】ACD．滑动触头向左移动，A 端电势小于阴极K，所以光电子从
向A 运动减速，电流表示数变
小，当阴极K 与A 端的电势差达到遏止电压时，电流表示数为零， 且移动距离较大时，增大单色光的频
率，电压可能依然大于遏止电压，电流表示数依然为零，A 错误，C 正确，D 错误；
B．滑动触头向右移动，电流表示数先变大，达到饱和光电流后不变，B 正确。
故选BC。
8.（2025·浙江嘉兴·三模）如图甲为研究光电效应的实验电路，图乙纵坐标为实验中AK 间的电压U（A 电
势高于K 为正），横坐标为入射光的频率ν，图乙中BC 为平行于U 轴的直线，CD 是一条斜率绝对值为k
的直线，C 点的坐标为（b，0），图中阴影部分表示能产生光电流的区域。现有大量氢原子处于某激发态，
在向低能级跃迁时只能放出1 种可见光，且该可见光恰好能使实验所用的金属材料发生光电效应，已知氢
原子各能级关系为
，其中E1为基态能级值，量子数n=1，2，3……，电子电量为e，光速为c，
则（ ）
A．直线CD 是滑片P 在aO 之间滑动所收集的数据绘制而成
B．斜率绝对值k 等于普朗克常量数值
C．能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为
D．根据实验结果，氢原子基态的能级值为
【答案】ACD
6
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【详解】A．由图可知，直线CD 表示AK 间电压为负值，则A 电势低于K，所以滑片P 应在aO 之间滑动，
故A 正确；
B．根据光电效应方程可得
所以
所以斜率绝对值
，
故B 错误；
C．能使实验所用金属材料发生光电效应的可见光光子动量至少为
故C 正确；
D．根据题意可知
，
，
所以氢原子基态的能级值为
故D 正确。
故选ACD。
9.（2025·甘肃·模拟预测）晓宇同学在研究光电效应现象时，利用不同频率的光照射某金属材料，记录了入
射光频率
以及与其相对应的遏止电压
，描绘了
关于
的函数图像。如图所示。已知电子的电荷
量为
，图中
为未知量，其余均为已知量。则下列说法正确的是（ ）
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A．
B．材料的逸出功
C．普朗克常量为
D．若
，则相对应的光电子的最大初动能
【答案】AC
【详解】A．由图中比例关系可得
解得
，故A 正确；
BC．根据光电效应方程和动能定理可得
，
整理可得
结合
图像可得
，
联立解得
，
，故B 错误，C 正确；
D．根据
可知，光电子的最大初动能与入射光频率不成正比关系，若
，相对应的光
8
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电子的最大初动能
，故D 错误。
故选AC。
10．（2025·陕西咸阳·模拟预测）某款条形码扫描探头上同时装有发光二极管和光电管，工作原理图如图
乙所示。打开扫描探头，发光二极管发出某种色光。将探头对准条形码移动，光遇到条形码的黑色线条时，
光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。图丙所示
为a，b 光单独照射光电管时产生的光电流I 与光电管两端电压U 的关系图像。下列说法正确的是（ ）
A．扫描探头在条形码上移动的速度不能太快，否则光电管来不及发生光电效应
B．若扫描探头的发光强度降低，光电子的最大初动能改变
C．a 光的频率低于b 光的频率
D．经同一障碍物时，b 光比a 光更容易发生明显衍射现象
【答案】C
【详解】A．光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故A 错误；
B．根据爱因斯坦光电效应方程
光电子的最大初动能与发光的频率有关，发光强度变弱时，发光频率不变，最大初动能不变，故B 错误；
C．根据
a 光的過止电压低于b 光的遏止电压，a 光的频率低于b 光的频率，故C 正确；
D．a 光的频率低于b 光的频率，则a 光的波长大于b 光的波长，经同一障碍物时，a 光比b 光更容易发生
明显衍射现象，故D 错误。
故选C。
11．（2025·青海海东·模拟预测）用如图甲所示的实验装置研究光电效应，电路中电源的正负极可以对调，
用一定强度、频率为
的激光照射阴极K 时，得到的光电子遏止电压为
，饱和电流为
，如图乙所
示。已知光电子的质量为
，所带的电荷量为
，普朗克常量为
，下列说法正确的是（ ）
9
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A．阴极K 的逸出功为
B．阴极K 的截止频率为
C．光电子的最大初速度为
D．阴极K 单位时间内射出的光电子数为
【答案】C
【详解】ABC．根据光电效应方程有
解得
，
，
选项AB 错误，选项C 正确；
D．光电子几乎是瞬间发射的，设单位时间内射出的光电子数为n，根据电流的定义有
，选项D 错
误。
故选C。
12.（2025·贵州毕节·三模）如图所示，真空中足够大的锌板
和金属网
竖直正对平行放置，接入电路
中。用一波长为
的细光束照射锌板
的中心O，会不停地向各个方向逸出电子，当
、
之间所加
电压达到
时，电流表示数恰好为零。已知
之间的水平距离为
，电子的电荷量为
，光速为
，
普朗克常量为
，不计电子间的相互作用。求：
10
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(1)光电子的最大初动能
；
(2)锌的逸出功
；
(3)当电压为
时，金属网
能接收到光电子的区域面积
。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）在
、
之间加电压为
时，电流表示数恰好为零，由功能关系得
（2）由光电效应方程有
又
解得
（3）当电压为
时，设恰能到达
的光电子初速度与
之间夹角为
，则
11
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解得
，
由牛顿第二定律得
根据运动的合成与分解
，
则金属网N 能接收到光电子的区域面积S，则
解得
03 波粒二象性
13．（2025·河南·模拟预测）国产光刻机实验中采用电子束曝光技术，通过控制电子束的德布罗意波长实
现纳米级雕刻精度。已知电子经电压为
的电场加速，取普朗克常量
，电子
电荷量
，电子质量
，不考虑相对论效应。则该电子的德布罗意波长
约为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据动能定理有
动量
德布罗意波长
联立解得
故选B。
12
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14．（2025·浙江绍兴·二模）我国物理学家曾谨言曾说：“20 世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和
困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量
子力学的建立紧密相关，其内容正确的是（ ）
A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的
B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径
C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长
D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关
【答案】A
【详解】A．普朗克黑体辐射理论提出微观粒子的能量是分立的，A 正确；
B．玻尔的氢原子模型认为电子绕核运动的轨道不是任意半径，B 错误；
C．德布罗意的“物质波”假设认为实物粒子也具有波动性，波长
，C 错误；
D．爱因斯坦的光电效应理论认为光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D 错误。
故选A。
15．（多选）（2025·辽宁鞍山·一模）频率为
的光照射到某金属表面发生光电效应。若入射光子的动量
为p，该金属的逸出功为W，从金属表面逸出的光电子的动能为
、动量大小为
，真空中光速为c，普
朗克常量为h。则下列关系正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】BC
【详解】AB．光子的动量为
可得
，A 错误，B 正确；
CD．根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子最大初动能为
可知光电子的动能为
，C 正确，D 错误。
故选BC。
13
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1.（2025·江苏宿迁·一模）甲、乙两种光子的能量之比为
，则甲、乙两种光子的（ ）
A．动量之比为
B．频率之比为
C．波速之比为
D．波长之比为
【答案】A
【详解】B．由光子的能量
可得
，故B 错误；
C．甲、乙两种光子的波速均为光速，故得
，故C 错误；
D．由光子的速度
可得
，故D 错误；
A．由光子的动量
可得
，故A 正确；
故选A。
2.（2025·江苏泰州·二模）激光致冷技术中原子通过吸收迎面而来的激光光子来降低速度。已知激光波长为
，普朗克常量为h，光速为c。则下列说法正确的是（ ）
A．激光是自然光
B．该光子的能量为
C．该光子的动量为
D．该技术利用了激光相干性好的特点
【答案】C
14
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【详解】A．自然光的光矢量在各个方向上均匀分布，而激光是受激辐射产生的，具有高度的方向性、单
色性、相干性和高亮度等特性，不是自然光 ，故A 错误；
B．根据光子能量公式
故B 错误；
C．根据光子的动量公式
故C 正确；
D．激光致冷技术中原子通过吸收迎面而来的激光光子来降低速度，主要利用的是激光的动量特性，而非
相干性好的特点 ，故D 错误。
故选C。
3．（2025·甘肃天水·模拟预测）用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光
照射
光电管阴极
，电流计
的指针发生偏转。而用另一频率的单色光
照射光电管阴极
时，电流计
的
指针不发生偏转，那么（ ）
A．
光的波长一定大于
光的波长
B．增加
光的强度可能使电流计G 的指针发生偏转
C．只增加
光的强度可使通过电流计G 的电流增大
D．用
光照射光电管阴极
时通过电流计
的电流是由
到
【答案】C
【详解】A．由题意可知a 光的频率大于b 光的频率， 则a 光的波长一定小于b 光的波长，故A 错误；
B．能否发生光电效应与入射光的频率有关，增加b 光的强度也不能使电流计G 的指针发生偏转，故B 错
15
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误；
C．只增加
光的强度,可以产生更多的光电子，可使通过电流计G 的电流增大，故C 正确；
D．用a 光照射光电管阴极K 时，电子移动方向是从d 到c，则通过电流计G 的电流方向是由c 到d，故D
错误。
故选C。
4．（2025·浙江金华·三模）如图所示，一光电管的阴极用极限频率为
的某种金属制成。现用
频率为
的紫外线照射阴极，当光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差U=2.1V 时，光电流达到饱和
状态，此时电流表的示数为0.56μA。 已知普朗克常量
。下列同学的判断正确的是
（ ）
A．阴极K 金属的逸出功是
B．光电管每秒从K 极逸出的光电子数为
C．光电子的最大初动能为
D．电子到达A 极的最大动能是
【答案】BD
【详解】A．由题可知，金属的截止频率
故金属的逸出功
A 错误；
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B．光电管每秒逸出的电荷量
故每秒逸出的光子数
B 正确；
C．根据光电效应方程可知，光子的最大初动能
C 错误；
D．根据动能定理可得
代入数据解得电子到达A 极的最大动能
D 正确。
故选BD。
5．（2025·河南·三模）在研究光电效应现象时，某同学设计了如图所示的电路，第一次用波长为λ 的光照
射，调节P 的位置，当电压表的示数为U 时，电流表的示数刚好为零；第二次改用波长为2λ 的光照射，
调节P 的位置，当电压表的示数为
时，电流表的示数刚好为零。已知普朗克常量为h，真空中的光速为
c，下列说法正确的是（ ）
A．第一次与第二次入射光的光子动量之比为1:2
B．第一次与第二次从阴极K 射出光电子的最大速率之比为2:1
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C．阴极材料的逸出功为
D．若用波长为4λ 的光照射阴极K 时，一定有光电子逸出
【答案】B
【详解】A．根据康普顿效应可知光子的动量大小
由题知，第一次与第二次入射光的波长之比为1:2，故第一次与第二次入射光的光子动量之比为
，故
A 错误；
B．对光电子，根据动能定理有
，
解得
根据
可得
，故
正确；
C． 由题知，第一次和第二次入射光的能量分别为
，
根据爱因斯坦光电效应方程，可知第一次和第二次光电子的最大初动能分别为
，
又
联立解得
，故
错误；
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D．入射光的波长为
时，入射光的能量
所以不能发生光电效应，故D 错误。
故选B。
6．（2025·河北·模拟预测）在智能家居系统中，光电传感器通过光电效应原理控制窗帘开关。当阳光透过
窗户照射到阴极K 时，电路中产生光电流，经放大器放大的电流驱动电磁铁吸引衔铁，从而打开窗帘。当
电流减弱或消失时，衔铁自动脱离，窗帘关闭。在一次调试中，用一定强度的绿光照射阴极K，当滑动变
阻器的滑片从最左端向右恰好滑到中间位置时，窗帘自动打开了。假设电路中电流始终未达到饱和电流。
则（ ）
A．仅改用同等强度的红光，也一定可以打开窗帘
B．电源正负极接错，将无法自动打开窗帘
C．仅将滑动变阻器滑片从中间位置向左移动一小段距离，窗帘在更亮时打开
D．仅将滑动变阻器滑片从中间位置向右滑动一小段距离，窗帘在更亮时打开
【答案】BC
【详解】A．红光频率小于绿光频率，不一定发生光电效应，故A 错误；
B．电源正负极装错，光电管两端电压为反向电压，当反向电压较大时光电流会减小甚至消失，则无法打
开窗帘，故B 正确；
CD．仅将滑片向左滑动，会使正向电压减小，光电流会减小，则需要更强的光照才能达到足够大的光电流，
窗帘在更亮时打开；仅将滑动变阻器滑片从中间位置向右滑动一小段距离，正向电压增大，光电流会增大，
则窗帘在更暗时打开，故C 正确，D 错误。
故选BC。
7．（2025·甘肃平凉·模拟预测）四种温度下黑体的辐射强度与λ 的关系如图所示，其中1700K 时辐射强度
最大的为a 光，1100K 时辐射强度最大的为b 光，下列说法正确的是（ ）
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A．a 光的频率小于b 光的频率
B．若用b 光照射某金属材料没有发生光电效应，则换用a 光照射也一定不会发生光电效应
C．a 光光子的能量大于b 光光子的能量
D．a 光光子的动量小于b 光光子的动量
【答案】C
【详解】A．根据黑体辐射的规律可知，温度升高时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，则a 光的
频率大于b 光的频率，故A 错误；
B．因a 光的频率大于b 光的频率，若用b 光照射某金属材料没有发生光电效应，若
，则换用a 光照
射会发生光电效应，而
时，换用a 光照射不会发生光电效应，可知换用a 光照射不一定发生光电效
应，故B 错误；
C．因
，则可知
，即a 光光子的能量大于b 光光子的能量，故C 正确；
D．光子的动量为
，因
，则a 光光子的动量大于b 光光子的动量，故D 错误。
故选C。
8．（2025·辽宁·模拟预测）赫兹于1887 年发现光电效应，而正确的解释为爱因斯坦所提出，这对波粒二
象性概念的诞生有重大影响。如图所示为研究光电效应的实验装置，用A、B、C 三种颜色或强度不同的单
色光照射到极限频率为ν0的电极K 上，发现微安表都有示数。图的三条曲线依次为用A、B、C 三种光照射
K 极所得到的微安表示数随电压表变化的图像。下列说法正确的是（ ）
20
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A．三种光的波长都大于
B．将滑动变阻器的滑片P 向a 端移动可以使微安表的示数增大
C．让A、C 两种光分别通过相同的双缝，A 光得到的干涉条纹间距更宽
D．实验中的三种光，C 光单位时间内照射到K 极的能量一定最大
【答案】C
【详解】A．由于用A、B、C 三种颜色或强度不同的单色光照射到极限频率为ν0的电极K 上，发现微安表
都有示数，则说明三种光均能发生光电效应，则入射光的频率大于极限频率，即
，
所以
故A 错误；
B．将滑动变阻器的滑片P 向a 端移动，此时光电管两端为反向电压，随着反向电压增大，光电流减小，
所以微安表的示数减小，故B 错误；
C．由图可知，A 光所对应的遏止电压较小，则A 光的频率较小，波长较大，让A、C 两种光分别通过相同
的双缝，根据
可知，A 光得到的干涉条纹间距更宽，故C 正确；
D．由图可知，实验中的三种光，A 光的饱和电流最大，所以A 光的强度最大，则A 光单位时间内照射到
K 极的能量一定最大，故D 错误。
故选C。
9．（2025·吉林长春·模拟预测）爱因斯坦提出了光子说，很好地解释了光电效应实验中的各种现象。与光
电效应实验有关的四幅图如图所示，下列说法正确的是（ ）
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A．如图1 装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角变大
B．由图2 可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关
C．由图3 可知，
为该金属的截止频率
D．由图4 可知，E 等于该金属的逸出功
【答案】D
【详解】A．先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应激发电子，锌板电量减少，则验电
器的张角会变小，等锌板电量为零时，验电器就无法张开，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正
电，验电器的张角又增大，故A 错误；
B．由图2 可知，电压相同时，光照越强，光电流越大，只能说明光电流强度与光的强度有关，而光子的
能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B 错误；
C．根据光电效应方程有
整理得
遏止电压为0 时对应的频率为截止频率，图像可知
为该金属的截止频率，故C 错误；
D．根据光电效应方程有
可知图像纵截距绝对值表示逸出功，故E 等于该金属的逸出功，故D 正确。
故选D。
10．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，在太阳能硅晶片中，
P 型半导体中含有较多的空穴（可视为正电荷），而N 型半导体中含有较多的电子，在交界处形成PN 结，
产生内电场。当能量等于
、波长为λ 的光子照射硅晶片时，硅晶片吸收一个光子刚好能产生一对自由电
子和空穴，电子-空穴对从硅晶片表面向内迅速扩散，在内电场的作用下，最后建立一个与光照强度有关
的电动势，工作原理如图所示。已知光照强度越大，硅晶片单位时间内释放的电子数越多，光速为c，则
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（ ）
A．由题干条件可得普朗克常量
B．硅晶片内部电流方向从下极板流向上极板
C．增大光照强度，太阳能电池的电流会增大
D．用波长大于λ 的光子照射，太阳能电池的电流会增大
【答案】C
【详解】A．根据
，可以得出普朗克常量
，故A 错误；
B．由题图可知发生光电效应时，太阳能硅晶片中电子向上极板移动，空穴向下极板移动，所以太阳能硅
晶片内部电流方向从上极板流向下极板，故B 错误；
C．继续增大太阳光照强度，太阳能硅晶片单位时间内释放的电子越多，上下电极间电势差越大，太阳能
电池的电流会增大，故C 正确；
D．由
可知，用波长大于λ 的光子照射， 光的能量变小，可能小于金属的逸出功，导致不能发生光
电效应，没有光电子逸出就没有光电流产生，故D 错误。
故选C。
11．（多选）（2025·黑龙江哈尔滨·二模）如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由锌和铝
（其极限频率分别为
和
）制成。现用频率为
的激光持续照射两板内表面，则（ ）
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A．稳定后锌板带负电，铝板带正电
B．电容器最终带电量Q 正比于
C．保持入射激光频率不变，增大入射激光的强度，板间电压将增大
D．改用频率为
的激光照射，板间电压将增大
【答案】BD
【详解】A．根据题意
可知，激光只能使锌金属板发生光电效应，锌板失去电子成为平行板电
容器的正极板，光电子运动到铝金属板上后使铝板成为电容器的负极板，故 A 错误；
B．根据光电效应方程有
又
光电子不断从锌金属板中飞出到达铝金属板上，两金属板间电压逐渐增大，且使光电子做减速运动，当电
压增大到一定程度，光电子不能到铝金属板，即到达铝金属板时速度恰好减小到零，此时两极板间的电压
为U，极板的带电量最大为Q
由功能关系得
平行板电容器的电容
又
联立可得
S、d 为已知量，
为常数，故得电容器最终带电量
，故B 正确；
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CD．由以上分析可得
可见，两平行金属板间电压与入射激光的强度无关，在能够发生光电效应的情况下，只取决于入射光的频
率，若改用频率为
的激光照射，板间电压将增大为
，故C 错误，D 正确；
故选BD。
1．（2025·四川·高考真题）某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10−10m 的狭缝。下列粒子束穿
过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是（ ）
A．德布罗意波长约为7.9×10−13m 的中子
B．德布罗意波长约为8.7×10−12m 的质子
C．德布罗意波长约为2.6×10−11m 的氮分子
D．德布罗意波长约为1.5×10−10m 的电子
【答案】D
【详解】当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象。对于粒子而言，德布罗
意波长λ 决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长λ 和狭缝宽度的比值相关，当
接近或大于1 时，
衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显。
故选D。
2．（2025·重庆·高考真题）在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，
吸收一个沿相反方向运动的能量为E 的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P。普朗克常
量为h，光速为c，则（ ）
A．光子的波长为
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B．该原子吸收光子后质量减少了
C．该原子吸收光子后德布罗意波长为
D．一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
【答案】C
【详解】A．光子能量公式为
解得波长
，故A 错误；
B．原子吸收光子后，能量增加
，根据质能方程
，质量应增加而非减少，故B 错误；
C．德布罗意波长公式为
，题目明确吸收后原子动量为
，因此波长为
，故C 正确；
D．吸收光子跃迁需光子能量严格等于能级差。波长更长的光子能量更低（
），无法满足跃
迁条件，故D 错误。
故选C。
3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120 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
电压加速后，其德布罗意波长为
，若加速电压为
，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
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【详解】设电子经过电压加速后速度大小为
，由动能定理得
电子的动量大小为
电子的德布罗意波长为
联立解得
因为
可解得
C 正确，ABD 错误。
故选C。
4．（2025·山东·高考真题）在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3 的
金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能
的大小关系正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】根据光电子最大初动能与遏制电压的关系
根据图像有
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故
；
故选B。
5．（2025·浙江·高考真题）如图1 所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R 分别由真空玻璃管的窗口
射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2 所示。下列说法正确的是（
）
A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q 的中央亮纹比R 宽
B．P、Q 产生的光电子在K 处最小德布罗意波长，P 大于Q
C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q 对应的能级最高
D．对应于图2 中的M 点，单位时间到达阳极A 的光电子数目，P 多于Q
【答案】BC
【详解】A．根据
因Q 的截止电压大于R，可知Q 的频率大于R 的频率，Q 的波长小于R 的波长，则分别射入同一单缝衍射
装置时，R 的衍射现象比Q 更明显，则Q 的中央亮纹比R 窄，选项A 错误；
B．同理可知P、Q 产生的光电子在K 处Q 的最大初动能比P 较大，根据
可知最小德布罗意波长，P 大于Q，选项B 正确；
C．因Q 对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据
可知三束光中Q 对应的能级最高，选项C 正确；
D．对应于图2 中的M 点，P 和Q 的光电流相等，可知P 和Q 单位时间到达阳极A 的光电子数目相等，选
项D 错误。
故选BC。
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6．（2025·广东·高考真题）有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这
两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为
，下列说法正确的是（ ）
A．使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子
B．使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于
C．频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子
D．频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于
【答案】B
【详解】A．某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频
率更小的光不能发生光电效应，A 错误；
B．由光电效应方程
可知频率越大最大初动能越大，换用频率更小的光最大初动能小于
，B
正确；
C．频率不变则小于乙金属的截止频率，不会发生光电效应，C 错误；
D．由
可知频率不变最大初动能不变，D 错误。
故选B。
7．（2024·湖南·高考真题） 量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是( )
A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B.光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸
出
C.康普顿研究石墨对X 射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线部分
D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
【答案】B
【详解】普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,并不连续,A 错误;发生光电效应的条件是
ν>νc,紫光的频率高于红光的频率,光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,则改用紫光照射
也可以让电子从该金属表现逸出,B 正确;石墨对X 射线散射的过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获
得一定动量,光子动量变小,根据p=h
λ 可知波长应变长,所以散射后除了有与原波长相同的射线部分外,还有波
长大于原波长的射线部分,C 错误;德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,D 错误.
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8．（2024·江苏·高考真题）如图所示，纳原子在几个能级间跃迁时辐射的光的波长分别为
、
、
和
。其中只有一种波长的光能使某种金属发生光电效应，该光的波长为（ ）
A．λ1
B．λ2
C．λ3
D．λ4
【答案】C
【详解】根据光电方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中
能级图可知跃迁时对应波长为
的光子能量最大。
故选C。
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