第16章 第1讲 光电效应 波粒二象性-【优化探究】2026高考物理一轮复习高考总复习配套课件（人教版 多选）

第十六章　近代物理初步 [考情分析及命题规律解读] 第1讲 光电效应　波粒二象性 [学习目标]　1.掌握黑体辐射的定义及其实验规律,理解能量量子化的意义。2.理解光电效应的实验规律,会利用光电效应方程计算逸出功、最大初动能、截止频率等物理量,会分析光电效应的图像问题。3.理解物质波的概念,理解光的波粒二象性。 课时作业 巩固提高训练 考点一　对光电效应规律的理解及其应用 考点二　对光电效应图像的理解和应用 考点三　对波粒二象性、物质波的理解 内容索引 考点一　对光电效应规律的理解及其应用 一 7 盘点 核心知识 1.光电效应现象 照射到金属表面的光,能使金属中的　　　　从表面逸出的现象称为光电效应,这种电子常称为　　　　。  电子　 光电子 2.光电效应规律 (1)每种金属都有一个截止频率νc,也称作极限频率,入射光的频率必须 　　　　　　这个截止频率才能产生光电效应。  (2)光电子的最大初动能与入射光的强度　　　,只随入射光　　　的增大而增大。  (3)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s。 (4)饱和电流的大小与入射光的强度成　　　　。  大于或等于 无关 频率 正比 3.爱因斯坦光电效应方程 (1)光子说:在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光子,光子的能量ε=　　　　。  (2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的　　　　。  (3)最大初动能:发生光电效应时,金属表面上的　　　　吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。  (4)光电效应方程:hν=Ek+W0或Ek=　　　　　。  hν 最小值 电子 hν-W0 [判断正误] 1.光子和光电子都不是实物粒子。 (　　) 2.用紫外线灯照射锌板,验电器箔片张开,此时锌板带正电;若改用红光照射锌板,发现验电器箔片不张开,说明红外线的频率小于锌的截止频率。(　　) 3.只要入射光的强度足够大,就可以使金属发生光电效应。 (　　) 4.要使某金属发生光电效应,入射光子的能量必须大于或等于该金属的逸出功。 (　　) 5.光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。 (　　) × √ × √ × 考向1　光电效应规律 [典例1]　(多选)(2024·辽宁卷)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X光的强度,则(　　) A.该金属逸出功增大 B.X光的光子能量不变 C.逸出的光电子最大初动能增大 D.单位时间逸出的光电子数增多 提升 关键能力 BD [解析]　金属的逸出功是金属的自身固有属性,仅与金属自身有关,增加此X光的强度,该金属逸出功不变,故A错误;根据光子能量公式ε=hν可知增加此X光的强度,X光的光子能量不变,故B正确;根据爱因斯坦光电方程Ekm=hν-W0,可知逸出的光电子最大初动能不变,故C错误;增加此X光的强度,单位时间照射到金属表面的光子变多,则单位时间逸出的光电子数增多,故D正确。 对光电效应的四点提醒 1.能否发生光电效应,不取决于光的强度而取决于光的频率和金属材料的逸出功。 2.光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光。 3.逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关。 4.光电子不是光子,而是电子。 方法技巧 考向2　光电效应的电路分析 [典例2]　(2024·海南卷)利用如图所示的装置研究光电效应,将闭合单刀双掷开关S接1,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U1,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是(　　)  A.其他条件不变,增大光强,电压表示数增大 B.改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的 示数为零,此时电压表示数仍为U1 C.其他条件不变,使开关S接2,电流表示数仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1- D [解析]　当开关S接1时,由爱因斯坦光电效应方程及 动能定理得eU1=hν1-W0,故其他条件不变时,增大光 强,电压表的示数不变,故A错误;若改用比ν1更大频 率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸 出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于 U1,故B错误;其他条件不变时,使开关S接2,此时hν1>W0,可发生光电效应,故电流表示数不为零,故C错误;根据eU1=hν1-W0,W0=hνc,联立解得,光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-,故D正确。 人教版选择性必修第三册第四章复习与提高A组第7题: 如图是研究光电效应的实验装置,某同学进行了如下操作。 (1)用频率为ν1的光照射光电管,此时电流表中有电流。 调节滑动变阻器,使电流表示数恰好变为0,记下此时电 压表的示数U1。 (2)用频率为ν2的光照射光电管,重复(1)中的步骤,记下 电压表的示数U2。 已知电子的电荷量为e,请根据以上实验,推导普朗克常量实验测定值的计算式。 考教衔接 [衔接分析]　问题情景相同。教材利用光电效应实验,考查爱因斯坦光电效应方程,高考题考查了光电效应的极限频率、爱因斯坦光电效应方程、遏止电压的本质及其决定因素,高考题考查更全面。 [复习指导]　掌握光电效应的极限频率、爱因斯坦光电效应方程、遏止电压的本质及其决定因素。 [答案]　 光电效应电路的分析思路 1. 2. 方法技巧 1.(2025·湖北武汉模拟)用如图所示的实验装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表G的示数不为零。移动滑动变阻器的滑片P,发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时,电流表示数为零,则在该实验中(　　) A.光电子的最大初动能为1.05 eV B.光电管阴极的逸出功为1.7 eV C.开关S断开,电流表G示数为零 D.当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时, 电压表示数增大 D 教参独具 解析:由题意可知,遏止电压Uc=1.7 V,光电子的最大初 动能Ek=eUc=1.7 eV,A错误;根据光电效应方程可知,逸 出功W0=ε-Ek=1.05 eV,B错误;断开开关S,光电效应依 然发生,有光电流,光电管、电流表、滑动变阻器构成 闭合回路,电流表中电流不为零,C错误;电源电压为反 向电压,当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时,反 向电压增大,电压表示数增大,D正确。 2.如图所示,分别用波长为λ、2λ的光照射光电管的阴极K, 对应的遏止电压之比为3∶1,则光电管的极限波长是(　　) A.2λ　　　　　　　 B.3λ C.4λ D.6λ C 解析:根据eUc=Ek=-,得eUc1=-,eUc2=-,其中=,解得λ0=4λ,故选项C正确。 二 考点二　对光电效应图像的理解和应用 23 盘点 核心知识 1.四类光电效应图像的对比 图像名称 图像形状 由图像直接(间接)得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像(方程:Ek=hν-W0)   (1)极限频率:图线与ν轴交点的横坐标νc (2)逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E (3)普朗克常量:图线的斜率k=h 图像名称 图像形状 由图像直接(间接)得到的物理量 颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系图像   (1)遏止电压Uc:图线与横轴交点的横坐标 (2)饱和电流Im1、Im2:光电流的最大值 (3)最大初动能:Ek=eUc 颜色不同时,光电流与电压的关系   (1)遏止电压:Uc1、Uc2 (2)饱和电流 (3)最大初动能:Ek1=eUc1,Ek2=eUc2 图像名称 图像形状 由图像直接(间接)得到的物理量 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 (方程:Uc=ν-)   (1)极限频率νc:图线与横轴交点的横坐标 (2)遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大 (3)普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke(注:此时两极之间接反向电压) 2.光电流与电压的关系 [典例3]　(2025·河南开封模拟)在利用光电管探究光电效 应规律的实验中,当用不同波长的光照射光电管的阴极时, 测出光电管的遏止电压Uc与对应入射光的波长λ。以遏止 电压Uc为纵坐标,入射光波长倒数为横坐标,作出Uc-图像 如图所示。图中a、b为已知量,光电子的电荷量为e,光速 为c,则下列说法正确的是(　　) A.光电管阴极材料的逸出功为be B.普朗克常量为- C.用波长λ<的光照射光电管的阴极时,产生的光电流与λ成正比 D.用波长λ>的光照射光电管的阴极时,一定能发生光电效应 提升 关键能力 B [解析]　由光电效应方程及动能定理得eUc=hν-W0=h-W0,整理得Uc=-,结合题图可得=-,-=b,则W0=-be,h=-,故A错误,B正确;用波长λ<的光照射光电管的阴极时,能发生光电效应,但产生的光电流与λ不成正比,C错误;波长λ>的光,频率小于截止频率,照射光电管的阴极时,一定不能发生光电效应,D错误。 [典例4]　某探究小组在实验室用相同双缝干涉实验装置测量甲、乙两种单色光的波长时,发现甲光的相邻亮条纹间距大,乙光的相邻亮条纹间距小,若用这两种光分别照射同一金属板,且都能发生光电效应,以下说法正确的是(　　) A.甲种单色光对应图乙中的曲线B B.乙种单色光光子的动量小 C.若想通过图甲装置测得图乙中的UB和UC, 需使A极接电源正极,K极接电源负极 D.若用甲、乙两种单色光,对同一装置做单缝衍射实验,则甲种光更容易发生明显衍射现象 D [解析]　甲光干涉条纹间距大说明甲光波长较 长,频率较低,使同一金属板发生光电效应时,甲 光对应的最大初动能小,所以遏止电压小,甲光 应对应曲线C,据p=可知甲光的动量小,故A、B 错误;若想通过题图甲装置测得题图乙中的UB和 UC,需在光电管两端加反向电压,即A极板应接电源负极,K极板应接电源正极,故C错误;波长越长的光,用同一装置做单缝衍射实验时的现象越明显,甲光更容易发生明显衍射现象,故D正确。 3.如图甲所示,用某种单色光研究光电效应现象,改变K极的材料进行探究,遏止电压Uc随K极材料的逸出功W变化的关系图像如图乙所示,根据图线的斜率和截距可以求得(　　)   A.光子的频率　　　　 B.光电子的电荷量 C.普朗克常量 D.材料的截止频率 B 教参独具 解析:根据爱因斯坦的光电效应方程和动能定 理可得eUc=Ekm=hν-W,变形可得Uc=-W+,因 Uc-W图线的斜率的绝对值为=k,可解得光电子 的电荷量为e=,故B正确;图线的纵截距为=b, 可解得光子的频率和普朗克常量的乘积为hν=eb=,不能单独求出光子的频率和普朗克常量,而材料的截止频率因条件不足而无法求出,故A、C、D错误。 三 考点三　对波粒二象性、物质波的理解 34 1.光的波粒二象性 (1)波动性:光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有　　　　性。  (2)粒子性:光电效应、康普顿效应说明光具有　　　　性。  (3)光既具有　　　　性,又具有　　　　性,称为光的波粒二象性。  盘点 核心知识 波动 粒子 波动 粒子 (4)对光的波粒二象性的理解 从数量 上看 个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性 从频率 上看 频率越低,波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象;频率越高,粒子性越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象,贯穿本领越强 从传播与 作用上看 光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现出粒子性 波动性 与粒子 性的统一 由光子的能量ε=hν、光子的动量表达式p=也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾,表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ 2.物质波 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率　　　的地方,暗条纹是光子到达概率　　　的地方,因此光波又叫概率波。  (2)物质波 任何一个运动着的物体,小到微观粒子,大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ=,p为运动物体的动量,h为普朗克常量。 大　 小 [典例5]　(2025·辽宁大连模拟)大量电子经过同一电场加速后通过两个相互平行的狭缝,在接收屏上得到图示的干涉条纹。要使条纹间距增加,下列方法可行的是(　　) A.减小电场的电压 B.增大电场的电压 C.增大两狭缝中心间的距离 D.减小狭缝到接收屏的距离 提升 关键能力 A [解析]　电子经过同一电场加速过程,根据动能定理有eU=mv2,电子的动量p=mv,电子的德布罗意波长λ=,解得λ=,可知,加速电压越大,电子的德布罗意波长越短,加速电压越小,电子的德布罗意波长越长,类比双缝干涉公式Δx=λ可知,要使条纹间距增加,可以减小电场的电压,故A正确,B错误;结合上述可知,增大两狭缝中心间的距离时,条纹间距减小,故C错误;结合上述可知,减小狭缝到接收屏的距离时,条纹间距减小,故D错误。 [典例6]　(多选)(2023·浙江6月卷)有一种新型光电效应量子材料,其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时,只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝,在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹,测得条纹间距为Δx,已知电子质量为m,普朗克常量为h,光速为c, 则(　　) A.电子的动量pe= B.电子的动能Ek= C.光子的能量E=W0+ D.光子的动量p=+ AD [解析]　由双缝干涉条纹间距Δx=λ、电子动量pe=联立解得pe=,A正确;电子的动能Ek=mv2=,解得Ek=()2,B错误;根据爱因斯坦光电效应方程,光子的能量E=W0+Ek,故E=W0+()2,C错误;光子的动量p===,解得p=+,D正确。 四 课时作业 巩固提高训练 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1.(多选)(2024·浙江1月卷)下列说法正确的是(　　) A.相同温度下,黑体吸收能力最强,但辐射能力最弱 B.具有相同动能的中子和电子,其德布罗意波长相同 C.电磁场是真实存在的物质,电磁波具有动量和能量 D.自然光经玻璃表面反射后,透过偏振片观察,转动偏振片时可观察到明暗变化 CD A 夯实基础 解析:相同温度下,黑体吸收和辐射能力均最强,故A错误;根据λ==,具有相同动能的中子和电子,电子质量较小,德布罗意波长较长,故B错误;电磁场是真实存在的物质,电磁波具有动量和能量,故C正确;自然光在玻璃、水面等表面反射时,反射光可视为偏振光,透过偏振片观察,转动偏振片时能观察到明暗变化,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2.(2025·辽宁锦州模拟)照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出,这个现象称为光电效应,如图所示。光电效应在电影、电视、自动控制等方面有着广泛的应用。对于某确定的金属,为使其发生光电效应,下列说法正确的是(　　) A.只增大入射光的频率,一定可以使其发生光电效应 B.只增大入射光的波长,一定可以使其发生光电效应 C.只增大入射光的强度,一定可以使其发生光电效应 D.只延长照射时间,一定可以使其发生光电效应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析:对于某确定的金属,若只增大入射光的频率,当入射光的频率大于该金属的极限频率时,一定可以使其发生光电效应,A正确;只增大入射光的波长,入射光的波长越长,则频率越低,不一定可以使其发生光电效应,B错误;只增大入射光的强度,则入射光的频率不会增大,不一定可以使其发生光电效应,C错误;只延长照射时间,则入射光的频率不会增大,不一定可以使其发生光电效应,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3.(2024·湖南卷)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.在光电效应实验中,用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成分 D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 解析:普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,故A错误;产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率,紫光的频率大于红光,若红光能使金属发生光电效应,可知紫光也能使该金属发生光电效应,故B正确;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=可知波长变长,故C错误;德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.(多选)(2024·贵州卷)我国在贵州平塘建成了世界最大单口径球面射电望远镜FAST,其科学目标之一是搜索地外文明。在宇宙中,波长位于搜索地外文明的射电波段的辐射中存在两处较强的辐射,一处是波长为21 cm的中性氢辐射,另一处是波长为18 cm的羟基辐射。在真空中,这两种波长的辐射相比,中性氢辐射的光子(　　) A.频率更大　　　　　　　 B.能量更小 C.动量更小 D.传播速度更大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 BC 解析:所有光波在真空中传播的速度相同,都是c,D错误;由光子频率与波长公式ν=,能量公式ε=hν,动量与波长公式p=可知,波长越长的波,频率越小,能量越小,动量越小,A错误,B、C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5.(2024·新课标卷)三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光,下列说法正确的是(　　) A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C.在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光的速度 D.蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析:由于红光的频率小于蓝光的频率,则红光的波长大于蓝光的波长,根据ε=hν可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量;根据p=可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故A正确,B错误。由于红光的折射率小于蓝光,根据v=可知,在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度,故C错误。光从一种介质射入另一种介质中频率不变,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6.(2025·湖南衡阳模拟)用甲、乙两种不同的金属做光电效应的实验,甲的逸出功大于乙的逸出功,在同一坐标系中作出它们的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的图像,如图所示,其中②、甲、③三条图线相互平行,则下列说法正确的是(　　) A.甲的极限频率小于乙的 B.乙的图线可能是① C.乙的图线可能是③ D.若某种光能使甲发生光电效应,也一定能使乙发生光电效应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 解析:根据爱因斯坦光电效应方程及动能定理可得eUc=hν-W0,所以Uc=ν-,根据题意,甲、乙两种金属对应的图线斜率相同,即两条图线应平行,甲的逸出功大于乙的逸出功,则甲的极限频率更大,即图线的横截距较大,故乙的图线可能是②,故A、B、C错误;因为甲的极限频率更大,则某种光能使甲发生光电效应,也一定能使乙发生光电效应,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7.(多选)(2025·四川南充模拟)用金属铷制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示,用不同频率的光照射该光电管,测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像如图乙所示。已知普朗克常量h=6.6×10-34 J·s。下列说法正确的是(　　) A.要测量遏止电压,电源右端为正极 B.要测量饱和电流,电源右端为正极 C.由图像乙可知,铷的截止频率为νc=5.0×1014 Hz D.由图像乙计算可得金属铷的逸出功为W0=3.3×10-20 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 AC 解析:要测量遏止电压,则加反向电压,故电源右端为正极,故A正确;要测量饱和电流,则加正向电压,故电源右端为负极,故B错误;根据爱因斯坦光电效应方程及动能定理得eUc=hν-W0,当Uc=0时,则铷的截止频率为νc=5.0×1014 Hz,故C正确;由图像乙计算可得金属铷的逸出功为W0=hνc=6.6×10-34×5.0×1014 J=3.3×10-19 J,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8.研究某种金属的光电效应规律,所得相关图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,Ek为光电子的最大初动能、ν为入射光的频率、I为光电流、U为两极板间的电压、Uc为遏止电压。下列说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D A.由图甲知,当入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为 B.由图乙知,入射光的光照强度越大,光电子的最大初动能越大 C.由图丙知,入射光2的频率大于入射光1的频率 D.由图丁知,当入射光的频率大于νc时,入射光的频率越大,遏止电压越大 解析:根据Ek=hν-W0,W0=hνc,结合图甲可知,νc为截止频率,当入射光的频率为时,不能发生光电效应,不能产生光电子,故A错误;光电子的最大初动能由入射光的频率与金属的逸出功共同决定,与光照强度无关,故B错误;根据图丙可知Uc1>Uc2,根据eUc1=Ek1=hν1-W0,eUc2=Ek2=hν2-W0,则有ν1>ν2,即入射光2的频率小于入射光1的频率,故C错误;由Uc=ν-可知,当入射光的频率大于νc时,入射光的频率越大,遏止电压越大,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9.(2025·山东济宁模拟)某兴趣小组设计了一种光电烟雾报警 器,其结构和原理如图所示。光源向外发射某一特定频率的 光,发生火情时有烟雾进入报警器内,会使部分光改变传播方 向,绕过挡板进入光电管从而发生光电效应,于是有电流输入 报警系统,电流大于I0就会触发报警系统报警。某次实验中, 当滑动变阻器的滑片P处于图示位置,烟雾浓度增大到n时恰 好报警。假设烟雾浓度越大,单位时间内光电管接收到的光 子数越多。下列说法可能正确的是(　　) A.光线绕过挡板进入光电管利用了光的折射 B.为提高光电烟雾报警器的灵敏度,可以将滑片P向右移动少许 C.仅将电源的正负极反接,在烟雾浓度为n时也可能触发报警 D.报警器恰好报警时,将滑片P向右移动后,警报有可能会被解除 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B B 能力提升 解析:光电烟雾报警器利用了烟雾对光的散射,是光的反 射原理,故A错误;将滑片P向右移动少许,可增加光电管 的正向电压,从而增加光电流,提高光电烟雾报警器的灵 敏度,故B正确;图中光电管两端加的是正向电压,若正负 极反接则光电管两端加负向电压,光照强度一定时,根据 光电流与电压的关系,可知接正向电压在单位时间内会比接负向电压有更多光电子到达A极,所以反接后光电流会减小,在烟雾浓度为n时无法触发报警系统,故C错误;恰好报警时将滑片P向右移动,会增大两极间的正向电压,不可能降低报警器的灵敏度,所以不会解除警报,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10.(2023·浙江1月卷)被誉为“中国天眼”的大口径球面射 电望远镜已发现660余颗新脉冲星,领先世界。天眼对距 地球为L的天体进行观测,其接收光子的横截面半径为R。 若天体射向天眼的辐射光子中,有η(η<1)倍被天眼接收, 天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h,则该天体发射频率为ν光子的功率为(　　)  A.　 　B. C. D. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析:设天体发射频率为ν光子的功率为P,由题意可知天眼每秒接收光子的能量E=P··η=Nhν,解得P=。 11.(2025·江苏南通模拟)如图所示是电子双缝干涉实验示意图,电子枪中从金属丝逸出的电子(忽略初速度)被电压为U电场加速,形成一束高能电子束,用该电子束照射双缝,在与双缝相距为L的屏上形成干涉条纹,测得相邻两条亮条纹中心的间距为Δx。已知电子质量为m,元电荷为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是(　　) A.仅增大加速电压U,Δx会变大 B.仅增大双缝的间距,Δx会变小 C.射入双缝的电子动量大小为2 D.双缝间距为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 解析:电子被电压为U电场加速,根据动能定理有eU=mv2,解得v= ,射入双缝的电子动量大小为p=mv=,故C错误;根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ,电子的德布罗意波长公式λ=,联立可得Δx=, d=,仅增大加速电压U,Δx会变小,仅增大双缝的间距,Δx会变小,故A、D错误,B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12.(2024·浙江1月卷)如图所示,金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子,最大速率为vm。正对M放置一金属网N,在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d(远小于板长),电子的质量为m,电荷量为e,则(　　) A.M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B.只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能m+eU C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大为vmd D.M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 C 解析:从金属板M上逸出的光电子到达N板时,根据动能定理 得eU=Ekm-m,则到达N板时的动能为Ekm=eU+m,与 两极板间距无关,与电子从金属板中逸出的方向无关,选项A、 B错误;当从平行极板M沿y轴方向射出的电子到达N板时在y 方向的位移最大,则电子从M到N过程中y方向最大位移为y=vmt,d=t2,解得y=vmd,选项C正确;M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时,则eUc=m,解得Uc=,选项D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$