第四章 原子结构和波粒二象性 情境题专项-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册练习手册（人教版）

N 高中物理选择性必修第三册（人教版） 情境题专项 1.如图甲所示为研究某金属光电效应的电路 光电管 图，图乙为采用不同频率的光照射时遏止 电压U。与入射光频率v的关系图，图中 电源 频率v1、v2,遏止电压U。、U2及电子的电 荷量e均为已知，则下列说法正确的是 第2题图 ) A.图中a端为电源的正极 B.放大器的作用是将光电管中产生的电 U 流放大后，使铁芯M磁化，将衔铁N Ua 吸住 C.若增大绿光的照射强度，光电子最大 初动能增大 乙 D.改用蓝光照射光电管的阴极K时，电 第1题图 路中仍有光电流 A.普朗克常量h=e(U2U) 3.(多选)硅光电池是利用光 B V2-V1 电效应制成的将光能转换为 ▣A B.普朗克常量h=e(U+U) a 电能的光电池，如图所示， V2-V1 第3题图 C.该金属的截止频率为，=Uv+U山 真空中放置的平行金属板可作为光电池的 U2-Ue 两个极板，光照前两板都不带电。用波长 D.该金属的截止频率为w,业 为入、光强为E(单位时间内照射到A板 Uo-Ua 的光能)的光照射逸出功为W的A板， 2.(多选)如图所示是工业生产中大部分光 则板中的电子能吸收光的能量而逸出。假 电控制设备用到的光控继电器（即一种开 设所有逸出的电子都垂直于A板向B板 关，用来控制电路)的示意图，它是由电 运动，单位时间从A板逸出的电子数与 源、光电管(A、K)放大器、电磁继电 单位时间入射到A板的光子数之比为？。 器(MW)等几个部分组成，当用绿光照 忽略电子之间的相互作用，保持光照条件 射光电管的阴极K时，可以发生光电效 不变，a和b为接线柱。已知元电荷为e, 应，则下列说法中正确的是() 光速为c;普朗克常量为h。则下列说法 正确的是（) 58)练 第四章原子结构和波粒二象性。 A.该光电池的电动势为hc_严 5.任何一个运动着的物体，小到电子、质 eλe 子，大到行星、太阳，都有一种波与之对 B.将a和b短接时的电流为e入nE hc 应，波长是入=h,式中p是运动物体的 C.极板A为该光电池的正极 动量，h是普朗克常量，人们把这种波叫 D.极板B为该光电池的正极 作德布罗意波 4.已知光子有动量，其动量的计算公式为p= 现有一个德布罗意波波长为入，的物 久，式中A是音朗克常量，A是光的被 体1和一个德布罗意波波长为入2的物体 长。既然光子有动量，那么光照射到物体 2,二者相向正撞后粘在一起，已知pk 表面被吸收或被反射时就会对物体在单位 p2l,则粘在一起的物体的德布罗意波波 面积上有压力，叫作光压。有人设想在遥 长为多少？ 远的宇宙探测中利用光压力作动力推动航 天器加速，这样可以大大减少航天器发射 的自身的体积和重量的影响，在某个设计 方案中，计划给探测器安上面积极大、反 射率极高的薄膜，并设法让它始终正对 太阳。 已知在地球绕日轨道上，每平方米面 积上得到的太阳光的功率为P=1.35kW, 探测器本身的质量为M=100kg,薄膜面 积为S=4×104m,那么探测器由地球发射 到太空时，由于太阳光的光压而得到的加 速度将为多大？ 练（59高中物理选择性必修第三册（人教版） 光波动性的体现，即光具有波粒二象性，大量光子表现 出光的波动性，C正确。 16.B【解析】物质波是一种概率波，有别于机械波 和电磁波，不存在传播速度的概念，A错误；根据动能 定理，eU=2m-0,电子德布罗意波的波长入 V2,加速电压U越大，波长越短，B正确，C错 h 误；质子的质量较大，所以其物质波波长较短，D 错误。 17.ABC【解析】普朗克曾经大胆假设：振动着的 带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这 个不可再分的最小能量值ε叫作能量子，A正确；德布 罗意提出：实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量ε 和动量p跟它所对应的波的频率v和波长入之间，遵从 关系会和A户，B正确；光是一种概率波，光的干 涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达概率大的地方， C正确：康普顿效应中，当人射光子与晶体中的电子碰 撞时，把一部分动量转移给电子，光子散射后波长变 长，D错误。 18.4×105个【解析】设离灯1.0x104m远处每平方 厘米面积上灯照射的能量为E,则有上=4mR E%1x10 ①： 设穿过的光子数为几，则有nc=B。②，代人数据解 入 得n=4×105(个)。 >“情境题专项 1.A【解析】根据光电效应方程得出遏止电压与入 射光频率的关系，通过图线的斜率求出普朗克常量。遏 止电压为0时，入射光的频率等于截止频率。 根据爱因斯坦光电效应方程：E=hv-Wo,动能定 理：eU=E,可得U=么v-bo,根据图像可得k= e e-,解得普朗克常量h=e(。-U,故A正确，B V2-V1 V2-V1 错误：税止颜率：光，故CD结误。 2.ABD【解析】电路中要产生电流，则a端接电源 的正极，使逸出的光电子在光电管中加速，放大器的作 用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯M磁化，将 衔铁N吸住，故A、B正确；根据光电效应方程知，光 电子的最大初动能与人射光的强度无关，由入射光的频 率决定，故C错误；绿光照射有光电流产生，知能产生 光电效应，由于蓝光的频率大于绿光的频率，则蓝光照 射能产生光电效应，一定有光电流产生，故D正确。 3.ABD【解析】根据光电效应方程可得Eh·无 W,电源电动势等于断路时的路端电压，由动能定理可 62 得EFeE,解得E织g,放A正确： 由题，人射的光子的个数：A是：短路时到达B板的 入 电子，N=n,电流值I复=e=eE,故B正确；光电 he 子运动的方向为从A指向B,所以电流的方向为从B流 向A,所以B为电源的正极，故C错误，D正确。 43.6x10ms【解析】由E=hv和p=久可得￡=c: 设每秒照射到薄膜上光子的个数为n,则nE=pS,由动 量定理，当入射光全部被反射时，有F=n2p,由牛顿第 二定律F=Ma,得a=3.6×103m/s2。 5.入山【解析】任何一个运动着的物体，小到电 入1-入2 子、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波。物体1 的动量P无、物体2的动量P无。进取的方向为正 方向，根据动量守恒可得，对撞后形成的物体的动量P PP。粘在一起的物体的德布罗意波波长入，=b=A山 P3A-2 >“感知高考 1B【解析】根据玻尔理论可知hy=E;-E,则频率 为的光的动量为n冬=g-E。B,A错误：频* C 为1和2的两种光分别射人同一光电效应装置，均产生 光电子，其最大初动能分别为Em=hyI一W逸H功，Em2=h21- W意H功，最大初动能之差为△Em=h1-h=hy2,B正确； 频率为1和y的两种光分别射人双缝间距为d、双缝到 屏的距离为L的干涉装置，根据条纹间距表达式△=子， 入=，产生的干涉条纹间距之差为△=-L=。 dv' dvs dva d ≠品，c错误：若原子从n3低证至4能 -E-E,D错误。 级，则E-E=,可得人射光的频率=片 2.D【解析】当开关S接1时，由爱因斯坦光电效 应方程eU=hy-Wo,故其他条件不变时，增大光强，电 压表的示数不变，A错误；若改用比山更大频率的光照 射时，调整电流表的示数为O,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,B错误； 其他条件不变时，使开关S接2，此时v>W,可发生光 电效应，故电流表示数不为0，C错误；根据爱因斯坦 光电效应方程eU=hw-Wa,其中W=hwe,联立解得，光 电管阴极材料的栽止颜率为火，D正确。 3.B【解析】大量处于n=3能级的氢原子向低能级 跃迁时，能够辐射出不同频率的光的种类为C=3种，