2026年高考物理一轮专项练习(福建专用)第53讲光电效应波粒二象性(专项训练)(学生版+解析)

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目录
\l "_Tc17943" 01 课标达标练TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc200568558" PAGEREF _Tc200568558 \h 1
\l "_Tc200568559" 题型01 光电效应的理解及规律 PAGEREF _Tc200568559 \h 1
\l "_Tc200568560" 题型02 光电效应方程的应用 PAGEREF _Tc200568560 \h 2
\l "_Tc200568561" 题型03 EK-ν图像 PAGEREF _Tc200568561 \h 4
\l "_Tc200568562" 题型04 Uc-ν图像 PAGEREF _Tc200568562 \h 5
\l "_Tc200568563" 题型05 I-U图像 PAGEREF _Tc200568563 \h 6
\l "_Tc200568564" 题型06 对康普顿效应的理解 PAGEREF _Tc200568564 \h 7
\l "_Tc200568565" 题型07 对波粒二象性的理解 PAGEREF _Tc200568565 \h 8
\l "_Tc200568566" 题型08 德布罗意波长的计算 PAGEREF _Tc200568566 \h 9
\l "_Tc20184" 02 核心突破练 \l "_Tc200568570" PAGEREF _Tc200568570 \h 10
\l "_Tc5699" 03 真题溯源练 \l "_Tc200568571" PAGEREF _Tc200568571 \h 14
01 光电效应的理解及规律
1．（24-25高三上·福建三明·开学考试）如图所示，一静电计与锌板相连，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，静电计指针保持一定偏角。完成下列填空：
(1)紫外线照射锌板， 能量被电子吸收（选填“光子”“光电子”或“光球”）。
(2)静电计带 ；锌板带 （选填“负电荷”或“正电荷”）。
(3)用一带少量负电荷的金属小球与锌板接触，静电计指针偏角将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
(4)使静电计指针不偏转，再用相同强度的黄光灯照射锌板，静电计指针无偏转。那么，若改用光照强度更大的红光灯照射锌板，可观察到静电计指针 （选填“有”“无”或“可能”）偏转。
2．（2023·福建）在物理学史的发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列学术符合史实的是（ ）
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁存在联系
B．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定线圈中会出现感应电流
C．普朗克为解释黑体辐射的实验结果提出了量子论的假说。
D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说的假说
02 光电效应方程的应用
3．（2025·福建龙岩·二模）某种原子能级跃迁时放出三种频率分别为、、的光子，且。若用这三种光照射图中的光电管时均能发生光电效应，则用频率为 （填“”“ ”或“”）的光照射时逸出光电子的最大初动能最大。欲使电流计G示数为零，应将滑片P向 （填向“左”“右”）移动。
4．（24-25高三上·福建·模拟练习）研究光电效应现象的实验装置如图所示。闭合开关S，当用单色光（光子能量为4.7eV）照射到光电管阴极上时，电流表示数大于零。移动滑动变阻器的触头，当电压表的示数大于或等于2.4V时，电流表的示数为0，光电管阴极的逸出功为 ，用光子能量为5.0eV的单色光照射光电管阴极，光电子的最大初动能为 eV，对应的遏止电压为 V。
03 EK-ν图像
5．（2024·福建·三模）用不同频率的光照射锌板的表面，可得光电子最大初动能随入射光频率的变化图像如图所示，图线与横轴、纵轴的截距分别为a、，则锌的逸出功为 ，普朗克常量h可表示为 。（结果均用a、b表示）
04 Uc-ν图像
6．如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随入射光频率的变化规律如图2所示，则（ ）

A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于
B．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量h
C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个
D．通过调节光源发光的强度来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的
05 I-U图像
7．（2024·福建厦门·二模）在研究光电效应实验中，光电管的阴极材料为铯（Cs），用某一频率的光照射，实验测得光电流I随光电管两端电压U变化图像如图所示，图像与横轴交点为，已知铯的逸出功为W，普朗克常量为h，电子电荷量的绝对值为e，则该实验产生的光电子的最大初动能为 ，入射光的频率为 。
8．（2024高三上·福建三明·模拟练习）研究光电效应实验的电路如甲图所示，实验中光电流与电压的关系如乙图所示。乙图中①、②两束入射光较强的是光束 （选填“①”或“②”）；光束①比光束③的频率 （选填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K极时，逸出的光电子的最大初动能 （已知电子电量为e）。
06 对康普顿效应的理解
9．（2023高三上·福建龙岩）下列说法中正确的是（ ）
A．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
B．a粒子散射实验中少数a粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一
C．由波尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减少，电势能增大
D．原子核发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
E．有核能释放的核反应一定有质量亏损
07 对波粒二象性的理解
10．（2025高三·福建·专题练习）氢原子在量子物理和计量学领域扮演着举足轻重的角色。氢原子部分能级图如图所示，大量处于能级的氢原子向较低能级跃迁时，发射a、b、c三种光子，其中a是红光。下列说法正确的是（ ）
A．三种光子的波长满足B．三种光子的频率满足
C．b光可能为红外线D．三种光相比，a光的粒子性更显著
11．关于光的波粒二象性，正确的说法是( )
A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著
B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著
C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性
D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性
08 德布罗意波长的计算
12．（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
1．（2024·福建泉州·二模）被称为“火焰发现者”的火灾报警器，其光电管的阴极对室内灯光中的紫外线毫无反应，只有被明火中的紫外线照射时才会产生光电流而引起报警。已知光电管阴极的金属发生光电效应的截止频率为，灯光中紫外线的频率为，明火中紫外线的频率为，则 （选填“>”“”“nb，故λanb，故νa>νb，根据爱因斯坦光电效应方程，可知b光照射某金属表面不一定能发生光电效应，故D错误。
故选C。
1．（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
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。
2．（2025·江苏·高考真题）江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为，普朗克常量为h。
(1)求该金属的截止频率；
(2)若频率为的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）根据题意，由光电效应方程有
当时，可得该金属的截止频率
（2）根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动能为