資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
高考物理考前沖刺押題預(yù)測 原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性
一．選擇題（共8小題）
1．（2024秋 遼陽期末）盧瑟福α粒子散射實驗的裝置示意圖如圖所示，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中A、B、C、D四個位置觀察，下列說法正確的是（　　）
A．只有在A位置才能觀察到屏上的閃光
B．盧瑟福α粒子散射實驗證明了原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)
C．升高放射源的溫度，會使放射源的半衰期變短
D．若放射源中的鈾元素的衰變方程是U→ThHe，則Z＝90
2．（2024秋 湖北期末）愛因斯坦提出的光子說成功地解釋了光電效應(yīng)的實驗現(xiàn)象，在物理學(xué)發(fā)展歷程中具有重大意義。如圖所示為四個與光電效應(yīng)有關(guān)的圖像，下列說法正確的是（　　）
A．在圖甲裝置中，改用強度更大的紅光照射鋅板也一定有光電子飛出
B．由圖乙可知，當(dāng)正向電壓增大時，光電流一定增大
C．由圖丙可知，入射光的頻率越高，金屬的逸出功越大
D．由圖丁可知，該圖線的斜率為普朗克常量
3．（2025 浙江）“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星的半徑為r，離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，則下列說法不正確的是（　　）
A．每個光子的動量
B．每個光子的能量
C．太陽輻射硬X射線的總功率
D．衛(wèi)星每秒接收到個該種光子
4．（2025 浙江）氫原子能級如圖甲所示，一群處于高能級的氫原子，向低能級躍遷時發(fā)出多種可見光，分別用這些可見光照射圖乙電路的陰極K，其中3條光電流I隨電壓U變化的圖線如圖丙所示，已知可見光波長范圍約為400nm到760nm之間，a光的光子能量為2.86eV。則（　　）
A．氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時能輻射出6種頻率的可見光
B．當(dāng)滑片P向a端移動時，光電流I將增大
C．a(chǎn)光照射得到的光電流最弱，所以a光光子動量最小
D．圖丙中3條圖線對應(yīng)的遏止電壓，一定有|Ub﹣Uc|≤0.97V
5．（2024秋 雨花區(qū)校級期末）大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，在向低能級躍遷時輻射的光子中，光子能量最大為E1。已知氫原子第n能級的能量為En，則輻射光子的最小能量與該激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能之比為（　　）
A．5：4 B．3：4 C．4：3 D．4：5
6．（2024秋 雨花區(qū)校級期末）光電倍增管是檢測微弱光信號的光電轉(zhuǎn)換元件，具有極高的靈敏度和超快的時間響應(yīng)。管內(nèi)除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個倍增電極。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此來加速電子。如圖所示，光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發(fā)射，激發(fā)出更多的電子，然后在電場作用下飛向下一個倍增電極，又激發(fā)出更多的電子，如此電子數(shù)不斷倍增，使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。下列說法正確的是（　　）
A．光電倍增管正常工作時，每個極板都發(fā)生了光電效應(yīng)
B．光電倍增管中增值的能量來源于相鄰兩個倍增電極間的加速電場
C．圖中四塊極板的電勢為φ1＞φ2＞φ3＞φ4
D．每個光電倍增管都適用于檢測各種頻率的光
7．（2025 成都三模）下列關(guān)于紅光和紫光兩種單色光的說法，正確的是（　　）
A．在真空中，紅光比紫光的傳播速度更大
B．對于同一金屬，紅光比紫光更容易發(fā)生光電效應(yīng)
C．對于同一個很窄的單縫，紅光比紫光的衍射現(xiàn)象更明顯
D．兩種點光源位于水下同一深度時，紫光在水面形成的光斑面積更大
8．（2024秋 揚州期末）紅外線理療儀發(fā)出的紅外線的頻率為ν，波長為λ，光子的能量為e，普朗克常量為h，下列關(guān)系式中正確的是（　　）
A． B． ＝hν C．λ＝cν D．λ
二．多選題（共4小題）
（多選）9．（2025 讓胡路區(qū)校級二模）下列說法正確的是（　　）
A．懸浮在液體中的顆粒越大，其布朗運動越明顯
B．可以從單一熱庫吸收熱量，使其完全變成功
C．隨著溫度升高，黑體輻射的短波輻射強度增加，長波輻射強度減小
D．湯姆孫根據(jù)陰極射線在電磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定其為帶負電的粒子流
（多選）10．（2025 杭州一模）圖甲所示實驗裝置中陰極K由金屬M制成，由此裝置測出金屬M的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν關(guān)系如圖乙所示。已知普朗克常量h＝6.626×10﹣34J s。下列說法正確的是（　　）
A．測量遏止電壓時應(yīng)將圖甲中滑片P向a端移動
B．乙圖中直線的斜率為普朗克常量h
C．由圖乙可知金屬M的逸出功約為4.27eV
D．圖乙中A點對應(yīng)的入射光光子動量大小數(shù)量級為10﹣27kg m/s
（多選）11．（2024秋 河?xùn)|區(qū)期末）地鐵靠站時列車車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器。如圖甲所示，若光線被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為10.55eV，下列說法正確的是（　　）
A．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能變小
B．b光為氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出的光
C．光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為1.54eV
D．圖丙中b光的遏止電壓UC2＝2.20V
（多選）12．（2025 重慶一模）現(xiàn)假設(shè)真空中有一氫原子，帶電量為﹣e的電子繞一固定的原子核做圓周運動。根據(jù)Bohr的量子化假設(shè)，電子繞核轉(zhuǎn)動時滿足mvnrn＝nh，其中rn為第n個能級的軌道半徑，vn為電子處于第n個能級時的速度大小，h為約化的普朗克常量。已知一電荷量為Q的點電荷在某處產(chǎn)生的電勢滿足，其中，r為該處到點電荷的距離，k為靜電力常數(shù)，無窮遠處為零勢能面。下列說法正確的是（　　）
A．在Bohr模型中，電子在定態(tài)軌道運行時，由于具有加速度，會不斷向外輻射電磁波
B．電子能級越高，運動的周期越小
C．
D．電子在第n個能級時體系的總能量
三．填空題（共4小題）
13．（2024 鼓樓區(qū)校級模擬）圖示為氫原子的能級結(jié)構(gòu)圖。在某正四面體密閉容器的其中一個器壁上有一個紅外光子接收儀，可以接收紅外光子（能量范圍在0.001eV～1.6eV）并計數(shù)。假設(shè)到達該器壁的所有紅外光子均被接收儀吸收。現(xiàn)將容器內(nèi)的氫原子全部激發(fā)到n＝4的能級，接收儀在之后的較短時間內(nèi)接收到1mol的紅外光子，假定這段時間內(nèi)每個氫原子只發(fā)生一次躍遷，且激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到每個能級的概率相同。能發(fā)射紅外光子的能級躍遷是 　 　（填“4→1”或“4→2”或“4→3”），該容器中氫原子的物質(zhì)的量為 　 　mol。
14．（2024春 廈門期末）在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為ν的光分別照射到a、b兩種金屬上，測得相應(yīng)光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。已知金屬a的極限頻率大于金屬b的極限頻率，h為普朗克常量，則Eka　 　Ekb（選填“＜”或“＞”），金屬a的極限頻率為 　 　。
15．（2024春 倉山區(qū)校級期末）光的干涉和衍射說明了光具有 　 　性，光電效應(yīng)說明了光具有 　 　性，彩虹呈現(xiàn)彩色屬于光的 　 　現(xiàn)象，光纖利用光的 　 　現(xiàn)象，利用雙縫干涉測光的波長原理表達式為 　 　。
16．（2024 鼓樓區(qū)校級二模）另一類光電煙霧探測器的原理如圖（a），當(dāng)有煙霧進入時，來自光源S的光被煙霧散射后進入光電管C，光射到光電管中的鈉表面時會產(chǎn)生光電流。傳感器檢測到光電流大于預(yù)設(shè)范圍便會觸發(fā)警報。金屬鈉的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規(guī)律如圖（b）所示。
（1）光源S發(fā)出的光波波長應(yīng)小于 　 　m。
（2）圖（b）中圖像的斜率為k，普朗克常量h＝　 　。（電子電荷量e）
四．解答題（共4小題）
17．（2024秋 蘇州期末）如圖所示，真空中放有一折射率的直角三棱鏡，∠A＝60°，∠C＝30°，一束極細的激光從AB的中點D平行于BC邊入射，不考慮激光在三棱鏡中的多次反射，已知該激光在真空中的波長為λ，真空中的光速為c，。
（1）求該激光在棱鏡中傳播速度的大小v；
（2）求該激光從BC邊射出時的折射角θ；
（3）光是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有動量，其大小，h為普朗克常量。設(shè)想光子是沿光傳播方向運動的小球，試求從BC邊射出的光中的一個光子，在通過該棱鏡過程中動量變化量Δp的大小。
18．（2025 海陵區(qū)校級一模）激光冷卻中性原子的原理如圖所示，質(zhì)量為m、速度為v0的原子連續(xù)吸收多個迎面射來的頻率為ν的光子后，速度減小。不考慮原子質(zhì)量的變化，光速為c。求：
（1）一個光子的動量；
（2）原子吸收第一個光子后速度的大小。
19．（2024秋 徐匯區(qū)校級期末）金屬的逸出功是材料科學(xué)、電子工程等領(lǐng)域研究和應(yīng)用的重要參數(shù)之一，對現(xiàn)代科技和生活產(chǎn)生著深遠影響。
（1）用圖（a）所示裝置得到圖（b），選擇有效區(qū)域后得到圖中的間距ΔX，已知雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器的距離為D，則激光器中的單色光波長為 　 　。
（2）分別用兩束單色光a、b在圖（c）中研究光電效應(yīng)，得到光電流和電壓的關(guān)系如圖（d）所示。
①單色光a、b的光強Ia　 　Ib（A.＞，B.＝，C.＜）。
②單色光a、b的頻率νa　 　νb（A.＞，B.＝，C.＜）。
③已知元電荷e，光電子的最大初動能為 　 　。
（3）若已知第9題中的光的波長為λ，則圖（c）中金屬板K的逸出功W＝ 　 　。（已知普朗克常量為h，光速為c）
20．（2024秋 順義區(qū)期末）如圖所示為密立根油滴實驗的原理圖，從噴霧器噴嘴噴出的油滴因摩擦而帶電，落入兩塊相互平行的極板M、N之間（M板帶正電、N板帶負電），調(diào)節(jié)兩極板間的電壓U，使某個油滴恰好懸浮在P點。保持兩極板間的電壓為U不變，已知油滴質(zhì)量為m，兩板間距為d，重力加速度為g，不計空氣浮力及帶電油滴間的相互作用。
（1）求兩極板間電場強度的大小E；
（2）判斷該油滴的電性，并求油滴的帶電量q；
（3）若兩極板間電壓突然變?yōu)榱悖瓉盱o止在P點的油滴經(jīng)過加速過程后達到最大速率，然后將勻速到達N板。設(shè)油滴在上述過程中的總位移為L，質(zhì)量和電荷量均保持不變，勻速下降階段歷時為t，受到空氣阻力的大小為速率的k倍。求油滴從靜止到剛達到最大速率過程中重力勢能的變化量ΔEp。
高考物理考前沖刺押題預(yù)測 原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性
參考答案與試題解析
一．選擇題（共8小題）
1．（2024秋 遼陽期末）盧瑟福α粒子散射實驗的裝置示意圖如圖所示，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中A、B、C、D四個位置觀察，下列說法正確的是（　　）
A．只有在A位置才能觀察到屏上的閃光
B．盧瑟福α粒子散射實驗證明了原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)
C．升高放射源的溫度，會使放射源的半衰期變短
D．若放射源中的鈾元素的衰變方程是U→ThHe，則Z＝90
【考點】盧瑟福α粒子散射實驗．
【專題】定量思想；推理法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．
【答案】D
【分析】α粒子散射實驗中，大量α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數(shù)α粒子（約占1/8000）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚大于90°。盧瑟福通過α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式模型。
【解答】解：A.絕大多數(shù)ω粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，偏轉(zhuǎn)很小，但有少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角大于90°甚至有偏轉(zhuǎn)角等于150°的散射，因此不是只有A位置才能觀察到屏上的閃光，故A錯誤；
B.盧瑟福α粒子散射實驗證明了原子內(nèi)部有一個很小的核，稱為原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，故B錯誤；
C.半衰期只由原子核自身決定，與環(huán)境溫度無關(guān)，因此，升高放射源的溫度，半衰期不變，故C錯誤；
D.若放射源中的鈾元素的衰變方程是U→ThHe，則92＝Z+2，解得Z＝90，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查α粒子散射實驗的結(jié)果，對于類似基礎(chǔ)知識要熟練掌握。
2．（2024秋 湖北期末）愛因斯坦提出的光子說成功地解釋了光電效應(yīng)的實驗現(xiàn)象，在物理學(xué)發(fā)展歷程中具有重大意義。如圖所示為四個與光電效應(yīng)有關(guān)的圖像，下列說法正確的是（　　）
A．在圖甲裝置中，改用強度更大的紅光照射鋅板也一定有光電子飛出
B．由圖乙可知，當(dāng)正向電壓增大時，光電流一定增大
C．由圖丙可知，入射光的頻率越高，金屬的逸出功越大
D．由圖丁可知，該圖線的斜率為普朗克常量
【考點】光電流與電壓的關(guān)系圖像；光電效應(yīng)方程的圖像問題；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義；愛因斯坦光電效應(yīng)方程．
【專題】定性思想；歸納法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．
【答案】D
【分析】是否能發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率；光飽和電流大小與入射光強度有關(guān)；金屬的逸出功取決于金屬本身；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程分析。
【解答】解：A、是否能發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，紅光頻率小于紫外線，所以紫外線能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，紅光不一定能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤；
B、當(dāng)正向電壓達到一定時，光電流達到飽和，再增大電壓時，光電流保持不變，故B錯誤；
C、金屬的逸出功取決于金屬本身，與入射光頻率無關(guān)，故C錯誤；
D、根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν﹣Wc，圖線斜率就是普朗克常量，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查了對光電效應(yīng)的理解，知道金屬的逸出功、光飽和電流以及愛因斯坦的光電效應(yīng)方程。
3．（2025 浙江）“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星的半徑為r，離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，則下列說法不正確的是（　　）
A．每個光子的動量
B．每個光子的能量
C．太陽輻射硬X射線的總功率
D．衛(wèi)星每秒接收到個該種光子
【考點】光子的動量；阿伏加德羅常數(shù)及與其相關(guān)的計算問題；能量子與量子化現(xiàn)象．
【專題】定量思想；推理法；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理論證能力．
【答案】D
【分析】根據(jù)德布羅意波長公式推導(dǎo)；根據(jù)光子能量公式推導(dǎo)；根據(jù)功率公式結(jié)合幾何知識計算。
【解答】解：A．根據(jù)德布羅意波長公式可知每個光子的動量為
故A正確；
B．每個光子的能量
故B正確；
C．太陽輻射硬X射線的總功率
太陽t時間輻射硬X射線的總能量為
聯(lián)立，解得
故C正確；
D．衛(wèi)星每秒接收到該種光子的個數(shù)為
故D錯誤。
本題選錯誤選項，故選：D。
【點評】本題關(guān)鍵掌握德布羅意波長公式和光子能量公式。
4．（2025 浙江）氫原子能級如圖甲所示，一群處于高能級的氫原子，向低能級躍遷時發(fā)出多種可見光，分別用這些可見光照射圖乙電路的陰極K，其中3條光電流I隨電壓U變化的圖線如圖丙所示，已知可見光波長范圍約為400nm到760nm之間，a光的光子能量為2.86eV。則（　　）
A．氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時能輻射出6種頻率的可見光
B．當(dāng)滑片P向a端移動時，光電流I將增大
C．a(chǎn)光照射得到的光電流最弱，所以a光光子動量最小
D．圖丙中3條圖線對應(yīng)的遏止電壓，一定有|Ub﹣Uc|≤0.97V
【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）；愛因斯坦光電效應(yīng)方程．
【專題】定量思想；方程法；光電效應(yīng)專題；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．
【答案】D
【分析】氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時能輻射出種頻率的光；根據(jù)研究光電效應(yīng)的電路圖的特點判斷；根據(jù)光電效應(yīng)，由eU＝Ek知圖乙中a光頻率最大，c頻率最小，然后由光子動量與波長的關(guān)系判斷；由a光子的能量，判斷出a光子是哪一個能級向n＝2能級躍遷產(chǎn)生的，然后求出b與c光子的能量，。
【解答】解：A．根據(jù)玻爾理論結(jié)合排列組合可知，氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時能輻射出6種頻率的光，根據(jù)氫光譜的特點可知其中只有2條可見光，故A錯誤；
B．由圖可知，當(dāng)滑片P向a端移動時，施加反向電壓，光電流I將減小，故B錯誤；
C．根據(jù)hν﹣W0＝eU
可知頻率越大，遏止電壓越大，故a光的頻率最大，根據(jù)
可知頻率越大，波長越短，故a光的波長最短，根據(jù)
可知a光光子動量最大，故C錯誤；
D．可見光波長范圍約為400nm到760nm之間，根據(jù)氫原子能級圖可知氫光譜可見光只有4條，而a光的能量最大，根據(jù)玻爾理論En＝E2+Ea＝﹣3.4eV+2.86eV＝﹣0.54eV，故a光是氫原子從n＝5能級向n＝2能級躍遷發(fā)出的光，b光是氫原子從n＝4能級向n＝2能級躍遷發(fā)出的光，能量為Eb＝E4﹣E2＝﹣0.85eV+3.4eV＝2.55eV，c光是氫原子從n＝3能級向n＝2能級躍遷發(fā)出的光，能量為Ec＝E3﹣E2＝﹣1.51eV+3.4eV＝1.89eV，故圖丙中3條圖線對應(yīng)的遏止電壓，一定有|Ub﹣Uc|2.55V﹣1.89V＝0.66eV≤0.97V，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查原子光譜及能級公式和光電效應(yīng)知識，要明確光子都是由原子受激發(fā)時發(fā)出的一種能量形式。另外，A選項也可以先求出可見光的能量的范圍，再結(jié)合6種光子的能量值判斷出有幾種可見光，但這一種方法太復(fù)雜，而且對學(xué)生來說也太慢。
5．（2024秋 雨花區(qū)校級期末）大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，在向低能級躍遷時輻射的光子中，光子能量最大為E1。已知氫原子第n能級的能量為En，則輻射光子的最小能量與該激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能之比為（　　）
A．5：4 B．3：4 C．4：3 D．4：5
【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）；玻爾原子理論的基本假設(shè)．
【專題】定量思想；推理法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．
【答案】A
【分析】先根據(jù)能級躍遷公式得到該激發(fā)態(tài)氫原子所處的能級，然后計算在該激發(fā)態(tài)的電離能與輻射光子的最小能量值，最后相比即可。
【解答】解：設(shè)氫原子處于第n能級，根據(jù)題意，氫原子發(fā)生能級躍遷時，從第n能級躍遷到第1能級時輻射光子的能量最大，根據(jù)能級躍遷公式有，解得n＝3。該激發(fā)態(tài)的氫原子電離能為E，輻射光子的最小能量為從第3能級向第2能級躍遷時發(fā)射的光子，則，因此Emin：E＝5：4，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【點評】掌握能級躍遷公式是解題的關(guān)鍵。
6．（2024秋 雨花區(qū)校級期末）光電倍增管是檢測微弱光信號的光電轉(zhuǎn)換元件，具有極高的靈敏度和超快的時間響應(yīng)。管內(nèi)除光電陰極和陽極外，兩極間還放置多個倍增電極。使用時相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此來加速電子。如圖所示，光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發(fā)射，激發(fā)出更多的電子，然后在電場作用下飛向下一個倍增電極，又激發(fā)出更多的電子，如此電子數(shù)不斷倍增，使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來檢測微弱光信號。下列說法正確的是（　　）
A．光電倍增管正常工作時，每個極板都發(fā)生了光電效應(yīng)
B．光電倍增管中增值的能量來源于相鄰兩個倍增電極間的加速電場
C．圖中四塊極板的電勢為φ1＞φ2＞φ3＞φ4
D．每個光電倍增管都適用于檢測各種頻率的光
【考點】光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義．
【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；理解能力．
【答案】B
【分析】光電倍增管通過電子的倍增效應(yīng)，顯著提高了對微弱光信號的檢測靈敏度。
光電倍增管中增值的能量來源于相鄰兩倍增電極間的加速電場。
根據(jù)粒子的電性能判斷各板電勢高低。
根據(jù)光電效應(yīng)的定義能判斷選項。
【解答】解：A、光電效應(yīng)是當(dāng)光子的頻率大于極限頻率時，物質(zhì)內(nèi)部的電子能夠吸收光子的能量后逸出的現(xiàn)象，而光電倍增管正常工作時，每個倍增電極上被加速后的電子，撞擊激發(fā)出更多的電子，這一點不符合光電效應(yīng)現(xiàn)象的特點，故不屬于光電效應(yīng)，故A錯誤；
B、電子在光電倍增管運動的過程中只有電場力做功，光電倍增管中增值的能量來源于相鄰兩倍增電極間的加速電場，故B正確；
C、電子帶負電，加速電場的電場方向與電子運動方向相反，所以圖中四塊極板的電勢為φ4＞φ3＞φ2＞φ1，故C錯誤；
D、光電倍增管的光電陰極對光的響應(yīng)依賴于光的頻率，只有當(dāng)光的頻率大于光電陰極的極限頻率時，才能激發(fā)出光電子。因此，光電倍增管并不適用于檢測所有頻率的光，故D錯誤。
故選：B。
【點評】光電倍增管的高靈敏度源于電子的倍增效應(yīng)，而這一效應(yīng)的實現(xiàn)依賴于加速電場的作用。理解光電倍增管的工作原理，特別是電子倍增的機制，是解答本題的關(guān)鍵。同時，光電效應(yīng)的定義和光電倍增管的適用光頻范圍也是解題時需要考慮的重要因素。
7．（2025 成都三模）下列關(guān)于紅光和紫光兩種單色光的說法，正確的是（　　）
A．在真空中，紅光比紫光的傳播速度更大
B．對于同一金屬，紅光比紫光更容易發(fā)生光電效應(yīng)
C．對于同一個很窄的單縫，紅光比紫光的衍射現(xiàn)象更明顯
D．兩種點光源位于水下同一深度時，紫光在水面形成的光斑面積更大
【考點】光電效應(yīng)的條件和判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)；全反射的條件、判斷和臨界角；光發(fā)生明顯衍射的條件．
【專題】定性思想；推理法；光的衍射、偏振和電磁本性專題；光電效應(yīng)專題；理解能力．
【答案】C
【分析】根據(jù)光的性質(zhì)，包括光在不同介質(zhì)中的傳播速度、光電效應(yīng)、衍射現(xiàn)象以及光在水中的折射現(xiàn)象判斷選項。
【解答】解：A、在真空中，紅光和紫光的傳播速度相同，故A錯誤；
B、紫光的頻率高于紅光，因此紫光比紅光更容易使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯誤；
C、對于同一個很窄的單縫，紅光比紫光波長長，則紅光比紫光的衍射現(xiàn)象明顯，故C正確；
D、兩種點光源位于水下同一深度時，由于可見光中紫光頻率最大，故發(fā)生全反射的臨界角最小，所以紫光在水面形成的光斑面積更小，故D錯誤。
故選：C。
【點評】本題的關(guān)鍵在于理解光的性質(zhì)，包括光在不同介質(zhì)中的傳播速度、頻率與波長的關(guān)系、光電效應(yīng)的條件、衍射現(xiàn)象的原理以及光在水中的折射現(xiàn)象。通過對比紅光和紫光的特性，可以準(zhǔn)確判斷各選項的正確性。
8．（2024秋 揚州期末）紅外線理療儀發(fā)出的紅外線的頻率為ν，波長為λ，光子的能量為e，普朗克常量為h，下列關(guān)系式中正確的是（　　）
A． B． ＝hν C．λ＝cν D．λ
【考點】德布羅意波的公式；光子與光子的能量．
【專題】定量思想；推理法；電磁場理論和電磁波；推理論證能力．
【答案】B
【分析】根據(jù)光子能量，波長計算公式分析解答。
【解答】解：AB、 是光子能量，h是普朗克常量，ν是光的頻率，光子能量公式 ═hν，故A錯誤，B正確；
CD、根據(jù)λ═cT═，故CD錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查光子能量，波長與頻率的關(guān)系，注意基本公式的掌握即可。
二．多選題（共4小題）
（多選）9．（2025 讓胡路區(qū)校級二模）下列說法正確的是（　　）
A．懸浮在液體中的顆粒越大，其布朗運動越明顯
B．可以從單一熱庫吸收熱量，使其完全變成功
C．隨著溫度升高，黑體輻射的短波輻射強度增加，長波輻射強度減小
D．湯姆孫根據(jù)陰極射線在電磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定其為帶負電的粒子流
【考點】陰極射線與陰極射線管的應(yīng)用；布朗運動實例、本質(zhì)及解釋；熱力學(xué)第二定律的不同表述與理解；黑體輻射的實驗規(guī)律．
【專題】定性思想；推理法；原子的核式結(jié)構(gòu)及其組成；推理論證能力．
【答案】BD
【分析】根據(jù)布朗運動的特點，熱力學(xué)第二定律，結(jié)合隨著溫度升高，黑體輻射的長波和短波輻射強度都增加，以及湯姆孫根據(jù)陰極射線在電磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定其為帶負電的粒子流分析求解。
【解答】解：A．液體中的懸浮顆粒越大，懸浮顆粒運動越慢，布朗運動越不明顯，故A錯誤；
B．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，物體可以從單一熱庫吸收熱量，使其完全變成功，但會產(chǎn)生其他影響，故B正確；
C．隨著溫度升高，黑體輻射的長波和短波輻射強度都增加，故C錯誤；
D．湯姆孫根據(jù)陰極射線在電磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定其為帶負電的粒子流，故D正確。
故選：BD。
【點評】本題考查了布朗運動、熱力學(xué)第二定律、黑體輻射以及陰極射線相關(guān)知識，理解這些物理現(xiàn)象背后的原理是解決此類問題的關(guān)鍵。
（多選）10．（2025 杭州一模）圖甲所示實驗裝置中陰極K由金屬M制成，由此裝置測出金屬M的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν關(guān)系如圖乙所示。已知普朗克常量h＝6.626×10﹣34J s。下列說法正確的是（　　）
A．測量遏止電壓時應(yīng)將圖甲中滑片P向a端移動
B．乙圖中直線的斜率為普朗克常量h
C．由圖乙可知金屬M的逸出功約為4.27eV
D．圖乙中A點對應(yīng)的入射光光子動量大小數(shù)量級為10﹣27kg m/s
【考點】光電效應(yīng)方程的圖像問題；遏止電壓及其影響因素；愛因斯坦光電效應(yīng)方程．
【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．
【答案】AD
【分析】根據(jù)光電效應(yīng)方程和動能定理，結(jié)合光子動量表達式以及逸出功的表達式分析求解。
【解答】解：A．測量遏止電壓時，應(yīng)接反向電壓，結(jié)合電路圖可得，應(yīng)將圖甲中滑片P向a端移動，故A正確；
B．根據(jù)光電效應(yīng)方程和動能定理可得，光子的最大初動能滿足
Ek＝hν﹣W0，Ek＝eUc
聯(lián)立可得遏止電壓滿足
可知乙圖中直線的斜率為，故B錯誤；
C．當(dāng)Uc＝0時，可得金屬M的逸出功滿足
故C錯誤；
D．圖乙中A點對應(yīng)的入射光光子動量大小為
故D正確。
故選：AD。
【點評】本題考查了光電效應(yīng)相關(guān)知識，理解光電效應(yīng)方程的含義和計算是解決此類問題的關(guān)鍵。
（多選）11．（2024秋 河?xùn)|區(qū)期末）地鐵靠站時列車車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器。如圖甲所示，若光線被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為10.55eV，下列說法正確的是（　　）
A．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能變小
B．b光為氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出的光
C．光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為1.54eV
D．圖丙中b光的遏止電壓UC2＝2.20V
【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義．
【專題】定量思想；方程法；光電效應(yīng)專題；理解能力．
【答案】BD
【分析】根據(jù)光電效應(yīng)的基本原理，即光子能量大于或等于金屬逸出功時，金屬表面的電子可以被光子激發(fā)而逸出，形成光電流。
根據(jù)氫原子能級躍遷的規(guī)律，即從高能級向低能級躍遷時會釋放出光子，光子的能量等于兩個能級之間的能量差。
最后，結(jié)合題目給出的條件，分析光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能、遏止電壓以及光子能量與能級躍遷的關(guān)系。
【解答】解：A、根據(jù)光電效應(yīng)方程可得Ek ＝hν﹣W0可知光電子飛出陰極時的最大初動能與光的強度無關(guān)，若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能不變，故A錯誤；
B、根據(jù)動能定理可得eUc＝ Ek由圖丙可知，b光對應(yīng)的遏止電壓大于a光對應(yīng)的遏止電壓，則b光的光子能量大于a光的光子能量，由于大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，可知b光為氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出的光，故B正確；
CD、b光的光子能量為hνb＝E4﹣E1 ＝ 12.75eV根據(jù)eUc2＝Ek ＝hvb﹣W0＝12.75eV﹣10.55eV＝2.20eV可得Uc2＝2.20V
光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為Ek＝eUc2＝2.20eV，故C錯誤，D正確；
故選：BD。
【點評】本題的關(guān)鍵在于理解光電效應(yīng)的基本原理和氫原子能級躍遷的規(guī)律。通過分析光子能量、逸出功和遏止電壓之間的關(guān)系，可以準(zhǔn)確判斷光電子飛出陰極時的最大初動能和遏止電壓。同時，題目中的圖示信息也提供了重要的解題線索，需要仔細分析和利用。
（多選）12．（2025 重慶一模）現(xiàn)假設(shè)真空中有一氫原子，帶電量為﹣e的電子繞一固定的原子核做圓周運動。根據(jù)Bohr的量子化假設(shè)，電子繞核轉(zhuǎn)動時滿足mvnrn＝nh，其中rn為第n個能級的軌道半徑，vn為電子處于第n個能級時的速度大小，h為約化的普朗克常量。已知一電荷量為Q的點電荷在某處產(chǎn)生的電勢滿足，其中，r為該處到點電荷的距離，k為靜電力常數(shù)，無窮遠處為零勢能面。下列說法正確的是（　　）
A．在Bohr模型中，電子在定態(tài)軌道運行時，由于具有加速度，會不斷向外輻射電磁波
B．電子能級越高，運動的周期越小
C．
D．電子在第n個能級時體系的總能量
【考點】玻爾原子理論的基本假設(shè)；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題；庫侖定律的表達式及其簡單應(yīng)用；能量子與量子化現(xiàn)象．
【專題】定量思想；推理法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；推理論證能力．
【答案】CD
【分析】根據(jù)玻爾理論的定態(tài)假設(shè)分析；根據(jù)庫侖力提供向心力寫出周期的表達式分析；根據(jù)庫侖力提供向心力寫出速度的表達式分析；電子具有的能量等于動能與電勢能之和。
【解答】解：A．根據(jù)玻爾的原子模型可知，電子在定態(tài)軌道上運行時不向外輻射電磁波，故A錯誤；
B．電子繞著原子核做勻速圓周運動，由庫侖力提供向心力，有，可得，所以電子具有“高軌、低速、大周期”的特點。即在外層軌道運動的周期比在內(nèi)層軌道運動的周期大，故B錯誤；
C．對于氫原子，庫侖力提供電子繞核運動的向心力，根據(jù)牛頓運動定律得
根據(jù)玻爾的量子化條件
mvnrn＝nh，n＝1，2，3……
聯(lián)立以上兩式解得
，，n＝1，2，3……，故C正確；
D．電子運行在半徑為rn的軌道上，電子的動能
電子在軌道為rn時氫原子系統(tǒng)的電勢能
則電子軌道為rn時氫原子系統(tǒng)的總能量
，故D正確。
故選：CD。
【點評】知道電子繞原子核做勻速圓周運動，是由庫侖力提供向心力是解題的關(guān)鍵。
三．填空題（共4小題）
13．（2024 鼓樓區(qū)校級模擬）圖示為氫原子的能級結(jié)構(gòu)圖。在某正四面體密閉容器的其中一個器壁上有一個紅外光子接收儀，可以接收紅外光子（能量范圍在0.001eV～1.6eV）并計數(shù)。假設(shè)到達該器壁的所有紅外光子均被接收儀吸收。現(xiàn)將容器內(nèi)的氫原子全部激發(fā)到n＝4的能級，接收儀在之后的較短時間內(nèi)接收到1mol的紅外光子，假定這段時間內(nèi)每個氫原子只發(fā)生一次躍遷，且激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到每個能級的概率相同。能發(fā)射紅外光子的能級躍遷是 　4→3　（填“4→1”或“4→2”或“4→3”），該容器中氫原子的物質(zhì)的量為 　18　mol。
【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．
【專題】定量思想；推理法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；分析綜合能力．
【答案】4→3，18。
【分析】先計算氫原子躍遷發(fā)出光子能量的可能值，據(jù)此判斷被紅外光子接收儀接收的光子的來源，并根據(jù)題設(shè)條件計算該容器中氫原子的物質(zhì)的量。
【解答】解：由圖可知處在n＝4能級的氫原子分別躍遷至n＝3能級、n＝2能級、n＝1能級時發(fā)出的光子的能量分別為0.66 eV、2.55 eV、12.75 eV，由題意可知，只有從n＝4能級躍遷至n＝3能級的氫原子發(fā)出的紅外光子能夠被接收到；
由題意可知，只有從n＝4能級躍遷至n＝3能級的氫原子發(fā)出的光子能夠被接收到，則測量時容器內(nèi)約有6mol的氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級，若每個氫原子只發(fā)生一次躍遷且躍遷到每個能級的概率相同，則該容器中氫原子的物質(zhì)的量可能為3×6mol＝18mol。
故答案為：4→3，18。
【點評】本題考查能級躍遷的知識，關(guān)鍵是理解能級躍遷滿足的條件，難度不大。
14．（2024春 廈門期末）在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為ν的光分別照射到a、b兩種金屬上，測得相應(yīng)光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb。已知金屬a的極限頻率大于金屬b的極限頻率，h為普朗克常量，則Eka　＜　Ekb（選填“＜”或“＞”），金屬a的極限頻率為 　　。
【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程．
【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；分析綜合能力．
【答案】＜，
【分析】根據(jù)兩金屬的極限頻率的關(guān)系可知其逸出功的大小關(guān)系，再根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷光電子的最大初動能大小關(guān)系；
根據(jù)光電效應(yīng)方程求解金屬a的極限頻率。
【解答】解：金屬a的極限頻率大于金屬b的極限頻率，則金屬a的逸出功Wa大于金屬b的逸出功Wb，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0可知Eka＜Ekb；
根據(jù)Eka＝hν﹣Wa＝hν﹣hνa，解得金屬a的極限頻率為νa
故答案為：＜，
【點評】此題考查了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程以及知道極限頻率和逸出功的關(guān)系。
15．（2024春 倉山區(qū)校級期末）光的干涉和衍射說明了光具有 　波動　性，光電效應(yīng)說明了光具有 　粒子　性，彩虹呈現(xiàn)彩色屬于光的 　色散　現(xiàn)象，光纖利用光的 　全反射　現(xiàn)象，利用雙縫干涉測光的波長原理表達式為 　λΔx　。
【考點】光具有波粒二象性．
【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．
【答案】波動；粒子；色散；全反射；λΔx
【分析】根據(jù)光的干涉、色散、全反射、光的波粒二象性等知識點分析解答。
【解答】解：光的干涉和衍射說明了光具有波動性，光電效應(yīng)說明了光具有粒子性，彩虹呈現(xiàn)彩色屬于光的色散現(xiàn)象，光纖利用光的全反射現(xiàn)象，利用雙縫干涉測光的波長原理表達式為λΔx。
故答案為：波動；粒子；色散；全反射；λΔx
【點評】本題考查光的干涉及波粒二象性原理，掌握光的折射色散與干涉色散的區(qū)別。
16．（2024 鼓樓區(qū)校級二模）另一類光電煙霧探測器的原理如圖（a），當(dāng)有煙霧進入時，來自光源S的光被煙霧散射后進入光電管C，光射到光電管中的鈉表面時會產(chǎn)生光電流。傳感器檢測到光電流大于預(yù)設(shè)范圍便會觸發(fā)警報。金屬鈉的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規(guī)律如圖（b）所示。
（1）光源S發(fā)出的光波波長應(yīng)小于 　5×10﹣7　m。
（2）圖（b）中圖像的斜率為k，普朗克常量h＝　ke　。（電子電荷量e）
【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；動能定理的簡單應(yīng)用；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義．
【專題】定量思想；方程法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．
【答案】（1）5×10﹣7；（2）ke。
【分析】（1）根據(jù)波長與頻率的關(guān)系判斷；
（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程和動能定理判斷。
【解答】解：（1）由圖可知光電管對應(yīng)的極限頻率為6×1014Hz，光源S發(fā)出的光波波長應(yīng)小于
（2）]根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0
根據(jù)動能定理Ek＝eUc
整理得
則圖像的斜率為
解得普朗克常量為h＝ke
故答案為：（1）5×10﹣7；（2）ke。
【點評】該題考查光電效應(yīng)的應(yīng)用，能正確理解光電效應(yīng)方程即可。
四．解答題（共4小題）
17．（2024秋 蘇州期末）如圖所示，真空中放有一折射率的直角三棱鏡，∠A＝60°，∠C＝30°，一束極細的激光從AB的中點D平行于BC邊入射，不考慮激光在三棱鏡中的多次反射，已知該激光在真空中的波長為λ，真空中的光速為c，。
（1）求該激光在棱鏡中傳播速度的大小v；
（2）求該激光從BC邊射出時的折射角θ；
（3）光是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有動量，其大小，h為普朗克常量。設(shè)想光子是沿光傳播方向運動的小球，試求從BC邊射出的光中的一個光子，在通過該棱鏡過程中動量變化量Δp的大小。
【考點】光子的動量；光的折射定律；折射率的波長表達式和速度表達式；能量子與量子化現(xiàn)象．
【專題】定量思想；推理法；光的折射專題；光的波粒二象性和物質(zhì)波專題；推理論證能力．
【答案】（1）該激光在棱鏡中傳播速度的大小v為；
（2）該激光從BC邊射出時的折射角θ為60°；
（3）從BC邊射出的光中的一個光子，在通過該棱鏡過程中動量變化量Δp的大小為。
【分析】（1）根據(jù)光在介質(zhì)中的速度和折射率的關(guān)系計算；
（2）畫出光路圖，根據(jù)折射定律計算；
（3）做出光子動量的矢量圖，結(jié)合幾何關(guān)系計算。
【解答】解：（1）激光在棱鏡中傳播速度的大小為
v
解得v
（2）做出激光在棱鏡中的光路圖，如下圖所示
根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知在BC邊的入射角i＝30°
根據(jù)折射定律有
解得θ＝60°
（3）做出光子經(jīng)過棱鏡后的矢量圖，如圖所示
光子的初動量為，因為光子經(jīng)過BC邊射出后的速度和頻率都不變，動量大小不變，方向改變，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得
β＝30°
根據(jù)幾何關(guān)系可得Δp＝psin15°
解得
答：（1）該激光在棱鏡中傳播速度的大小v為；
（2）該激光從BC邊射出時的折射角θ為60°；
（3）從BC邊射出的光中的一個光子，在通過該棱鏡過程中動量變化量Δp的大小為。
【點評】畫出光路圖，做出光子的矢量圖是解題的關(guān)鍵，知道折射率和光速的關(guān)系，掌握折射定律是解題的基礎(chǔ)。
18．（2025 海陵區(qū)校級一模）激光冷卻中性原子的原理如圖所示，質(zhì)量為m、速度為v0的原子連續(xù)吸收多個迎面射來的頻率為ν的光子后，速度減小。不考慮原子質(zhì)量的變化，光速為c。求：
（1）一個光子的動量；
（2）原子吸收第一個光子后速度的大小。
【考點】德布羅意波的公式；某一方向上的動量守恒問題；光子與光子的能量．
【專題】定量思想；推理法；動量定理應(yīng)用專題；推理論證能力．
【答案】（1）一個光子的動量為；
（2）原子吸收第一個光子后速度的大小為。
【分析】（1）根據(jù)動量守恒定律結(jié)合波長與頻率的關(guān)系分析求解；
（2）根據(jù)光子動量以及動量守恒定律分析作答。
【解答】解：（1）根據(jù)德布羅意波長公式有
可得一個光子的動量為
（2）取初速度方向為正，根據(jù)動量守恒有
mv0﹣pc＝mv1
所以原子吸收第一個光子后速度的大小為
答：（1）一個光子的動量為；
（2）原子吸收第一個光子后速度的大小為。
【點評】本題借助激光制冷，考查了動量守恒定律、德布羅意波長公式，體現(xiàn)了物理知識與生產(chǎn)實際的結(jié)合。
19．（2024秋 徐匯區(qū)校級期末）金屬的逸出功是材料科學(xué)、電子工程等領(lǐng)域研究和應(yīng)用的重要參數(shù)之一，對現(xiàn)代科技和生活產(chǎn)生著深遠影響。
（1）用圖（a）所示裝置得到圖（b），選擇有效區(qū)域后得到圖中的間距ΔX，已知雙縫間距為d，雙縫到光強分布傳感器的距離為D，則激光器中的單色光波長為 　　。
（2）分別用兩束單色光a、b在圖（c）中研究光電效應(yīng)，得到光電流和電壓的關(guān)系如圖（d）所示。
①單色光a、b的光強Ia　A　Ib（A.＞，B.＝，C.＜）。
②單色光a、b的頻率νa　B　νb（A.＞，B.＝，C.＜）。
③已知元電荷e，光電子的最大初動能為 　eUc　。
（3）若已知第9題中的光的波長為λ，則圖（c）中金屬板K的逸出功W＝ 　　。（已知普朗克常量為h，光速為c）
【考點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光的雙縫干涉圖樣；光電流及其影響因素．
【專題】定量思想；方程法；光電效應(yīng)專題；理解能力．
【答案】（1）；
（2）A，B，eUc；
（3）；
【分析】首先，通過雙縫干涉實驗，我們能夠計算出單色光的波長。其次，通過光電效應(yīng)實驗，我們能夠確定光的頻率、光強以及金屬的逸出功。題目要求我們根據(jù)給定的實驗數(shù)據(jù)和物理公式，計算出單色光的波長、光強、頻率、光電子的最大初動能以及金屬的逸出功。
【解答】解：（1）由圖（b）可知，雙縫干涉相鄰明條紋的間距為Δx，
根據(jù) Δx解得λ。
（2）①由圖（d）可知，單色光a的飽和電流較大，所以單色光a的光強較大，故A正確，BC錯誤；
故選：A；
②單色光a、b的遏止電壓相同，根據(jù)eUc＝hν﹣W，可知二者頻率相同，故B正確，AC錯誤；
故選：B。
③光電子的最大初動能為Ekm＝hν﹣W＝eUc；
（3）根據(jù)ν，聯(lián)立解得W＝hν﹣eUc；
故答案為：（1）；
（2）A，B，eUc；
（3）；
【點評】本題的關(guān)鍵在于理解光電效應(yīng)和雙縫干涉實驗的基本原理，以及如何從實驗數(shù)據(jù)中提取物理量。通過雙縫干涉實驗，我們能夠計算出單色光的波長；通過光電效應(yīng)實驗，我們能夠確定光的頻率、光強以及金屬的逸出功。題目要求我們根據(jù)給定的實驗數(shù)據(jù)和物理公式，計算出單色光的波長、光強、頻率、光電子的最大初動能以及金屬的逸出功。
20．（2024秋 順義區(qū)期末）如圖所示為密立根油滴實驗的原理圖，從噴霧器噴嘴噴出的油滴因摩擦而帶電，落入兩塊相互平行的極板M、N之間（M板帶正電、N板帶負電），調(diào)節(jié)兩極板間的電壓U，使某個油滴恰好懸浮在P點。保持兩極板間的電壓為U不變，已知油滴質(zhì)量為m，兩板間距為d，重力加速度為g，不計空氣浮力及帶電油滴間的相互作用。
（1）求兩極板間電場強度的大小E；
（2）判斷該油滴的電性，并求油滴的帶電量q；
（3）若兩極板間電壓突然變?yōu)榱悖瓉盱o止在P點的油滴經(jīng)過加速過程后達到最大速率，然后將勻速到達N板。設(shè)油滴在上述過程中的總位移為L，質(zhì)量和電荷量均保持不變，勻速下降階段歷時為t，受到空氣阻力的大小為速率的k倍。求油滴從靜止到剛達到最大速率過程中重力勢能的變化量ΔEp。
【考點】密立根油滴實驗；共點力的平衡問題及求解；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用．
【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在電場中的運動專題；推理論證能力．
【答案】（1）兩極板間電場強度的大小為；
（2）油滴帶負電，油滴的帶電量為；
（3）重力勢能的變化量為mgL。
【分析】（1）根據(jù)電勢差與電場強度的公式計算；
（2）根據(jù)共點力平衡條件解答；
（3）根據(jù)運動學(xué)規(guī)律結(jié)合重力勢能的公式計算。
【解答】解：（1）根據(jù)電勢差與電場強度的公式可知E
（2）M板帶正電、N板帶負電，則電場向下，油滴恰好懸浮在P點，則電場力向上，油滴帶負電，且
mg＝qE
解得q
（3）油滴到達最大速度時有mg＝kv
勻速下落的高度h＝vt
油滴從靜止到剛到達最大速度下降的高度H＝L﹣h
重力勢能的變化量ΔEp＝﹣mgH
解得的變化量ΔEpmgL
答：（1）兩極板間電場強度的大小為；
（2）油滴帶負電，油滴的帶電量為；
（3）重力勢能的變化量為mgL。
【點評】考查受力分析的內(nèi)容，掌握平衡條件的應(yīng)用，注意勻強電場中電場強度與電勢差的關(guān)系。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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