文档文本内容
2026 届高三物理二轮复习专项训练：近代物理专题 波粒二
象性问题
一、单选题
1．某课题小组研究光电效应规律时，分别用1、2、3 三种光束照射同一光电管的阴极，得
到了如图所示的三条光电流随电压变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A．光束1 和3 的强度相同
B．光束1 的波长大于3 的波长
C．光束1 照射时产生光电子的最大初动能最大
D．光束2 照射时产生光电子的最大初动能最大
2．在电影《流浪地球2》中，拥有超强算力和自我意识的量子计算机550W 让人惊叹。事
实上，量子计算机并非科幻，在安徽合肥就藏着国内首条量子芯片生产线。根据最新消息，
我国的最新款量子计算机“悟空”即将在这里出世。预计到2025 年，所研发的量子计算机
将突破1000 位量子比特，同时尝试将量子计算机运用在不同行业，解决不同行业对应问题。
关于量子理论下列说法中不正确的是（ ）
A．普朗克首次提出了量子论，他认为微观粒子的能量是量子化的，分立而不连续的
B．玻尔把微观世界中物理量取分立值的观点应用到原子系统，提出了自己的原子结构
假说
C．爱因斯坦在解释光电效应现象时，利用了量子论的观点，提出了光子说。认为只有
吸收了足够多光子数的电子才能从金属板中逸出
D．量子理论的诞生改变了人们看事物的角度和方式，是对人们原有经典物理学的补充
而不是推倒重建
3．如图紫外线照射锌板，验电器金属箔发生了偏转，金属箔（ ）
A．带负电
B．带正电
C．不带电
D．无法确定
4．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于
能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中
发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b 两种频率的光能使之发生光电效应。分
别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。
下列说法正确的是（ ）
A．题中的氢原子跃迁共能发出3 种不同频率的光子
B．a 光是从
能级向
能级跃迁产生的
C．a 光的波长大于b 光的波长
D．b 光照射阴极K 时逸出的光电子的最大初动能比a 光照射时的小
5．智能手机的摄像头光圈尺寸和曝光时间会影响照片的成像质量。某智能手机的摄像头光
圈的面积为，标准曝光时间为，暗室中有一个黄色的点光源，发光功率为
，现用该手
机在距离点光源处正对光源拍照。已知黄光的波长为
，真空中的光速为。普朗克常量
为，不考虑空气对光子的吸收，则单次拍照进入手机摄像头快门的光子个数为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．用甲、乙两种单色光分别照射锌板，逸出的光电子的最大初动能分别为
。已知
乙光的频率是甲光频率的
，则锌板的逸出功为（ ）
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，用某频率的光照射光电管，研究饱和电流的影响因素，则（ ）
A．电源的左端为负极
B．换更高频率的光照射，电流表示数一定增大
C．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零
D．滑动变阻器滑片向右移的过程中，电流表示数可能一直增大
二、多选题
8．下列说法正确的是（ ）
A．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
B．紫光光子的能量比红光光子的能量大
C．不同频率的电磁波在真空中传播的速度不同
D．晶体不发射红外线
9．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（ ）
A．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．速率相等的质子和电子，质子的德布罗意波波长大于电子的德布罗意波波长
D．用蓝光和紫光照射光电管均有电子逸出，蓝光和紫光照射逸出的光电子的动能可能
相等
10．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
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
（ ）
A．图中直线①②的斜率均为
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
11．下列说法正确的是（ ）
A．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性
B．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的
C．在组成太阳光的各种可见光中，紫光光子的能量最大
D．宏观物体的波动性不易观察到，是因为它的波长太长
12．探究光电效应规律的实验装置图如图甲所示，在实验中测得截止电压
与入射光频率
ν 之间的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，下列说法正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能与入射光频率成正比
B．电源的左端为正极
C．该金属的极限频率为ν2
D．普朗克常量为
13．下图1 为研究某种金属光电效应的电路图，通过改变入射光的频率，得到图2 中光电
流与电压的两条关系图线B 与C，图3 中
为半圆柱体玻璃的横截面，
为直径，
将图2 中的复色光B、C 沿
方向从真空射入玻璃，形成两束折射光。下列说法正确的是
（ ）
A．B 光线沿着
方向前进，C 光线沿着
方向前进
B．B 光线沿着
方向前进，C 光线沿着
方向前进
C．光线在玻璃中传播的时间
D．光线在玻璃中传播的时间
三、填空题
14．发生光电效应的条件是入射光频率______（选填“大于”或“小于”）金属的极限频
率；当发生光电效应时，从金属表面逸出的粒子，其本质与粒子一样都是______。
15．某激光器能发射波长为λ 的激光，发射功率为P，c 表示光速，h 为普朗克常量，则激
光器在时间t 内发射的光子数为________。
16．已知钠的极限频率是
，真空中波长为
的紫外线打到金属钠的表
面时___发生光电效应（选填“能”或“不能”），是因为_____。
四、解答题
17．如图所示，研究光电效应的实验装置，当用频率分别为v1、v2、的光照射同一光电管，
微安表中均有电流。第一次用频率为v1的光照射时，调节滑动变阻器，使微安表示数恰好
变为0，记下此时电压表的示数U1；第二次用频率为v2的光照射光电管，当电压表的示数
为U2 时，微安表示数为0。已知电子的电荷量为e、求：
（1）第一次产生的光电子的最大初动能Ek1；
（2）普朗克常量h 的表达式。
18．我国科学家在兰州重离子加速器上开展的实验中发现，静止的镁核（
）放出两个
质子后变成氖核（Ne），并放出γ 射线，核反应方程为
，氖核的速度
大小为v1，质子的速度大小为v2，设质子和γ 光子的运动方向相同。已知氖核、质子的质
量分别为m1、m2，普朗克常量为h，不考虑相对论效应，求：
（1）氖核的质量数A、电荷数Z 和物质波波长λ；
（2）
光子的动量大小p。
19．氢原子能级示意图如图所示。用大量处于
能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光
去照射某光电管阴极K，测得光电管中的遏止电压为8.6V，已知光子能量在
1.63eV~3.10eV 的光为可见光。
（1）求阴极K 材料的逸出功W0；
（2）要使处于基态的氢原子被激发后发射出可见光光子，求应给基态氢原子提供的最小能
量E。
20．太阳内部不断发生轻核聚变反应，向外辐射能量，其辐射的总功率
。
已知辐射的光传到地球需要
，地球的半径
，真空中的光速
。求：（结果均保留两位有效数字）
（1）地球接收太阳能的功率
；
（2）依据爱因斯坦波粒二象性理论，能量为
的光子具有的动量为
。假设
辐射到地球上的太阳光全部被吸收，而没有被反射，估算地球受到太阳光的压力
的大小。
21．“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。
《2026 届高三物理二轮复习专项训练：近代物理专题 波粒二象性问题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
B
C
A
A
D
AB
BD
BD
题号
11
12
13
答案
BC
BD
BD
1．D
【详解】A．根据光电效应规律可知，1 产生的饱和光电流大，其强度要大于3 的强度，A
错误；
B．图像中的光束1、3 对应的遏止电压相同，故其波长相同，B 错误；
CD．光束2 对应的遏止电压大，入射光的频率最大，根据爱因斯坦光电效应方程，照射光
电管产生光电子的最大初动能大，C 错误，D 正确。
故选D。
2．C
【详解】A．普朗克首次提出了量子论，他认为微观粒子的能量是量子化的，分立而不连
续的，故A 正确，不符合题意；
B．根据物理学史的知识可知，玻尔把普朗克的量子理论应用到原子系统上，提出了自己
的原子结构假说，成功地解释了氢原子的光谱，故B 正确，不符合题意；
C．爱因斯坦在解释光电效应现象时，利用了量子论的观点，提出了光子说；一个电子只
能吸收一个光子，故C 错误，不符合题意；
D．量子理论的诞生改变了人们看事物的角度和方式，是对人们原有经典物理学的补充而
不是推倒重建，故D 正确，不符合题意。
故选C。
3．B
【详解】因紫外线灯照射锌板，验电器箔片张开，发生了光电效应，电子从锌板飞出，锌
板失去电子带正电，验电器带正电金属箔。
故选B。
4．C
【详解】A．一群处于
能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中，辐射出的光子的种
类
A 错误；
B．根据上述，6 种光之中，只有2 种能够使阴极K 发生光电效应，可知这两种光在6 种光
之中的光子能量最大，即这两种是
能级向
能级跃迁与
能级向
能级跃迁
产生的，根据图丙可知，a 光的遏止电压小，则a 光是从
能级向
能级跃迁产生的，
B 错误；
C．根据上述，a 光的光子能量小于b 光的光子能量，根据
可知，a 光的波长大于b 光的波长，C 正确；
D．根据
由于a 光的光子能量小于b 光的光子能量，则a 光照射阴极K 时逸出的光电子的最大初动
能比b 光照射时的小，D 错误。
故选C。
5．A
【详解】由光的频率与波长的关系为
所以一个光子的能量为
该光源在曝光时间t 内发出的光能为
在曝光时间t 内进入手机摄像头的光所具有的能量为
，有
则曝光时间t 内穿过该摄像头的光子数为
故选A。
6．A
【详解】根据爱因斯坦光电效应方程有
解得
故选A。
7．D
【详解】A．光电子从K 极逸出后必须定向移动形成光电流，因此电源的左端为正极，光
电子在电场力的作用下将定向移动，从而形成光电流，故A 错误；
B．换更高频率的光照射，可以使逸出的光电子的动能增加，即可以使单位时间到达A 极
板的电子数增多，电流增大，但若光子数目一定，逸出的光电子就一定，光电流就一定，
因此可知，换更高频率的光照射，电流表示数可能增大，故B 错误；
C．当滑动变阻器移动到最左端时，A、K 两极板的电压为零，但逸出的光电子具有动能，
可以到达A 极板，因此电流表的示数不为零，故C 错误；
D．滑动变阻器滑片向右移的过程中，A、K 两极板的电压增大，光电子在电场力的作用下
移动的更快，即单位时间内到达A 极板的光电子数目增多，则光电流增大，但若光电流已
经达到饱和，增大两极板的电压，光电流不在变化，因此滑动变阻器滑片向右移的过程中，
电流表示数可能一直增大，故D 正确。
故选D。
8．AB
【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变
化的，且频率相同，故A 正确；
B．在可见光范围内，紫光的频率最大，红光的频率最小，光子的能量
可知，紫光光子的能量比红光光子的能量大，故B 正确；
C．各种频率的电磁波在真空中传播的速度都等于真空中的光速，故C 错误；
D．所有物体都发射红外线，晶体也发射红外线，故D 错误。
故选AB
9．BD
【详解】A．由黑体辐射的实验规律，普朗克提出能量子概论，即黑体辐射是不连续的、
一份一份的，是用光的粒子性解释，故A 错误；
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明运动的实物粒子具有波动性，B 正确；
C．由德布罗意波波长
，粒子动量
，质子质量大，速率相等的质子比电子动
量大，波长小，C 错误；
D．由光电效应方程
，紫光的频率高，逸出电子最大动能大，但电子从金属中
不同位置逸出时动能不同，逸出电子在零到最大值之间都存在，即蓝光和紫光照射逸出光
电子的动能可能相等，D 正确。
故选BD。
10．BD
【详解】A．由光电效应方程有
可知，
的斜率均为，故A 错误；
BD．由光电效应方程有
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
可知，在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强无关，故C 错误；
D．
故选BD。
11．BC
【详解】A．光电效应和康普顿效应均反映了光的粒子性，故A 错误；
B．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的，故B 正确；
C．在组成太阳光的各种可见光中，紫光光子频率最大，能量最大，故C 正确；
D．宏观物体的波动性不易观察到，是因为它的波长太短，故D 错误。
故选BC。
12．BD
【详解】A．根据光电效应方程
可知，光电子的最大初动能与入射光频率为线性关系，并不成正比，故A 错误；
B．测量截止电压时电子受到的电场力方向与电子初始运动方向相反，则电源左端为正极，
故B 正确；
C．根据图像可知，该金属极限频率为ν1，故C 错误；
D．根据光电效应方程结合动能定理有
变形可得
即图像的斜率
则
故D 正确。
故选BD。
13．BD
【详解】AB．由于遏止电压
由
可知
频率越高的光，相对同种介质的折射率越大，既
由
可知B 光线沿着
方向前进，C 光线沿着
方向前进，故A 错误，B 正确；
CD．设玻璃半径为R，
为真空中入射角，
为光进入玻璃时的折射角，则光在玻璃中的
传播路程
光在玻璃中的速度
折射率为
则
故C 错误，D 正确。
故选BD。
14． 大于 电子
【详解】[1]发生光电效应的条件是入射光频率大于金属的极限频率。
[2]当发生光电效应时，金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，其本质与粒子
一样都是电子。
15．
【详解】[1]光子的能量
根据能量守恒有
解得
16． 能 此紫外线的频率为1015Hz，大于钠的极限频率
【详解】[1][2]由
解得
故其频率大于钠的极限频率，这种紫外线打到金属钠的表面时，能发生光电效应。
17．（1）
；（2）
【详解】（1）由动能定理得
解得
（2）由光电效应方程得
，
解得
18．（1）A=20，Z=10，
；（2）
【详解】（1）根据质量数守恒，氖核的质量数
A=22-2×1=20
根据电荷数守恒，氖核的电荷数
Z=12-2×1=10
氖核的物质波波长
其中氖核的动量
解得
（2）设氖核运动的速度方向为正方向，核反应中动量守恒，有
解得
19．（1）
；（2）
【详解】（1）电子从阴极K 表面逸出的最大初动能为
从
能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光子能量为
根据光电效应方程可得
解得阴极K 材料的逸出功为
（2）从
能级的氢原子跃迁到
能级放出的光子能量为
处于可见光的范围内，所以给基态氢原子提供的最小能量
20．（1）
；（2）
【详解】（1）日地之间的距离
根据球面积公式，太阳在距地球处的球面积
地球的大圆面积
地球表面接收到太阳能的功率
（2）设地球在
时间内接收到的光子数为
，接收到的光子的能量
一个光子动量
根据动量定理
代入数据联立解得
21．（1）
，
；（2）
【详解】（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
