期末复习：普朗克黑体辐射理论、光电效应 专项训练 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 聚焦普朗克黑体辐射理论与光电效应，以“现象-困境-假说-规律”逻辑链构建知识体系，精选14道典例覆盖概念辨析与定量计算，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |普朗克黑体辐射理论|8题（例1-4变式1-4）|多选为主的概念辨析、能量子计算|黑体概念→经典理论困境（紫外灾难）→普朗克量子假说→黑体辐射实验规律（温度-强度-波长关系）| |光电效应|6题（例1-3变式1-3）|方程应用与实验综合计算|光电效应现象→实验规律→爱因斯坦光电效应方程→遏止电压→光本性解释|

期末复习：普朗克黑体辐射理论、光电效应专项训练 期末复习：普朗克黑体辐射理论、光电效应专项训练 考点目录 普朗克黑体辐射理论 光电效应 考点一 普朗克黑体辐射理论 1. 黑体：能完全吸收入射的各种波长电磁波、无反射透射的物体；黑体辐射只与温度有关，和材料无关。 1. 经典理论困境 经典电磁理论预测：短波（紫外区）辐射强度趋于无穷大，与实验矛盾，称为紫外灾难。 1. 普朗克量子假说 黑体的微观振子能量不是连续的，能量只能取一份一份的能量子： 普朗克常量， 电磁波频率。 1. 黑体辐射实验规律 ① 温度越高，所有波长辐射强度都增大； ② 温度越高，辐射强度极大值对应的波长越短（维恩位移定律）。 例1．（25-26高二下·陕西西安·阶段检测）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（     ） A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 B．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 D．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关，只与温度有关 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，在同一温度下，随波长的增大，辐射强度先增大后减小，并不是波长越短的电磁波辐射强度越大，故A错误； B．根据图像可知，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误； C．根据图像可知，随着温度升高，各种波长的辐射强度均增大，故C错误； D．黑体只能够发生热辐射，可知黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关，只与温度有关，故D正确。 故选D。 例2．（2026·北京顺义·二模）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，不计空气吸收。已知人眼瞳孔在暗处的直径为，普朗克常量为，光速为。下列说法正确的是（    ） A．该绿光的频率为 B．该光源每秒辐射出的绿光光子数为个 C．瞳孔正对光源且距离为时，在单位时间内，瞳孔接收到的光能量与光源辐射总能量之比为 D．人眼能看到此光源的最远距离为 【答案】D 【详解】A．根据光速、波长和频率的关系，可得绿光频率，不是，故A错误； B．单个绿光光子的能量为，光源每秒辐射的总能量为，因此每秒辐射的光子数，不是，故B错误； C．光源向各方向均匀辐射，能量均匀分布在半径为的球面上，球面面积，瞳孔面积 二者比值为，不是，故C错误； D．人眼刚好能看到光源时，每秒进入瞳孔的光子数为。每秒进入瞳孔的光子数满足 代入、，化简可得，故D正确。 故选D。 例3．（25-26高二下·湖北·阶段检测·多选）下图甲为一定质量的某种气体在、、三个不同温度下分子速率的麦克斯韦分布图，图像横轴表示分子运动速率，纵轴表示该速率下分子数与总分子数的比值。图乙为、两个不同温度下黑体辐射强度与波长的关系。下列说法中正确的是（     ） A．图甲中3图线对应的温度最高 B．图甲中2图线与横轴围成的面积最大 C．图乙中温度升高，黑体各种波长的辐射强度都要增加 D．图乙中两条图线对应的温度满足 【答案】AC 【详解】A．温度越高，分子平均速率越大，麦克斯韦分布的最概然速率（峰值位置）向速率更大的方向移动，且曲线更宽更平缓。图中3的峰值在最右侧，因此最高，故A正确； B．是速率区间分子数占总分子数的比例，因此任意温度下，分布曲线和横轴围成的面积都为1（总占比为1），三条曲线面积相等，故B错误； C．黑体辐射的规律为：温度升高时，黑体所有波长的辐射强度都会增加，同时辐射强度的峰值向波长更短的方向移动，符合规律，故C正确； D．辐射峰值对应的波长越短，黑体温度越高。图中的峰值波长更短，因此，故D错误。 故选AC。 例4．（25-26高二下·重庆·期中·多选）近年来，全球量子精密测量领域取得重大进展，量子红外传感、深空辐射测温、新型黑体辐射探测等关键技术都与黑体辐射息息相关。关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以向外辐射电磁波 B．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 C．黑体辐射中，温度越高，辐射强度极大值向频率较大的方向移动 D．黑体辐射的规律除与温度有关之外，还与材料以及表面情况有关 【答案】ABC 【详解】A．黑体虽然不反射光，但它自身会向外辐射电磁波（热辐射）。当温度足够高时，黑体辐射的可见光强度很大，看起来就会很明亮，比如高温的铁块，故A正确； B．普朗克提出的能量量子化理论，成功解释了黑体辐射的实验规律，解决了经典理论无法解释的 “紫外灾难” 问题，故B正确； C．根据黑体辐射的实验规律，温度越高，辐射强度的极大值对应的波长越短，也就是对应的频率越大，向高频方向移动，故C正确； D．黑体辐射的规律只与温度有关，与材料、表面情况无关，这正是 “黑体” 的定义特征，故D错误。 故选ABC。 变式1．（2026·河北衡水·模拟预测）普朗克质量是质量的自然单位，它是宏观尺度与微观尺度的分界点。已知万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h，K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】已知K无单位，普朗克质量量纲为质量量纲，因此根号内的物理量组合量纲要为。首先明确三个常量的量纲（为长度量纲，为时间量纲）：光速c：量纲为 普朗克常量：由，能量，频率，得 引力常量G：由，得 A．的量纲为，与质量量纲不符，故A错误； B．的量纲为，与质量量纲一致，故B正确； C．的量纲为，与质量量纲不符，故C错误； D．的量纲为，与质量量纲不符，故D错误。 故选B。 变式2．（25-26高二下·海南海口·期中）下列说法正确的是（　　） A．若加热器中通入恒定电流，导体中也会产生涡电流 B．波长与该光线所含能量成正比 C．楞次定律是对磁场力的描述 D．在肥皂膜中靠近灯焰一侧，可以在肥皂膜上观察到上密下疏的彩色条纹 【答案】D 【详解】A．涡电流本质是电磁感应现象，产生条件是穿过导体的磁通量发生变化。恒定电流产生恒定磁场，穿过导体的磁通量不变，无法激发涡旋电场产生涡电流，故A错误； B．单个光子能量满足，可知光子能量与波长成反比；光线的总能量与光子数、单个光子能量均有关，和波长无正比关系，故B错误； C．楞次定律是判断感应电流方向的规律，核心是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，并非对磁场力的描述，故C错误； D．肥皂膜的彩色条纹属于薄膜干涉，重力作用下肥皂膜形成上薄下厚的楔形结构，相邻亮（暗）纹对应的厚度差为定值，厚度变化率上大下小，因此在反射侧（靠近灯焰一侧）可观察到上密下疏的彩色水平条纹，故D正确。 故选D。 变式3．（2026·浙江杭州·二模·多选）普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论。在任意给定温度（热力学温度）下，辐射强度的极大值对应的波长满足（为常量）；黑体单位面积上的热辐射功率（为常量）。假定地球、太阳与人体均可视为黑体，当地球接收到的太阳热辐射功率与自身热辐射功率相等时达到热平衡状态。已知：日地距离约为太阳半径的200倍，人体温度约为，，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射实验规律表明，随着温度的升高，短波区辐射强度增加，长波区辐射强度减少 B．根据题中所给信息可知太阳表面的温度约为5500℃ C．地球表面热力学温度约为太阳表面热力学温度的 D．地球表面热力学温度约为太阳表面热力学温度的 【答案】BC 【详解】A．黑体辐射的实验规律为：温度升高时，所有波长的辐射强度均增加，仅辐射强度的极大值向短波方向移动，长波区辐射强度并未减少，故A错误； B．辐射强度的极大值对应的波长满足 人体温度约为， 根据，可知 解得，故B正确； CD．设太阳半径为R，由题知日地距离r=200R，太阳总辐射功率 太阳辐射均匀分布在半径为r的球面上，地球所在位置单位面积接收功率为 热平衡时，地球接收功率等于自身辐射功率：设地球半径为RE​，地球接收功率 地球辐射总功率 联立解得，故C正确，D错误； 故选BC。 变式4．（25-26高二上·安徽阜阳·阶段检测·多选）激光器发出的光纯净、光谱稳定，可以应用在很多方面。一激光器的发光功率为P，发出的激光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，普朗克常量为h。下列叙述正确的是（　　） A．该激光的频率为 B．该激光的频率为 C．该激光器在t时间内辐射的能量为Pt D．该激光器在t时间内辐射的能量子数为 【答案】BC 【详解】AB．该激光的频率，故A错误，B正确； C．该激光器在t时间内辐射的能量，故C正确； D．激光器在t时间内辐射的能量为 联立解得该激光器在t时间内辐射的能量子数，故D错误。 故选BC。 考点二 光电效应 1. 光电效应现象 光照射金属表面，金属逸出光电子的现象。 2. 四条实验规律（必考） 1. 存在截止频率（极限频率）：入射光频率 ，无论光强多大、照射多久，无光电子； 1. 光电子最大初动能只与入射光频率有关，与光强无关； 1. 瞬时性：光照瞬间（）逸出电子，无累积时间； 1. 饱和光电流与入射光光强成正比。 3. 爱因斯坦光电效应方程（核心公式） - ：光电子最大初动能； - ：金属逸出功，； 联立得： 4. 遏止电压 光电子最大初动能等于电场力做负功： 为遏止电压；联立得 。 5. 光的本性解释 光是一份一份的光子，光子能量 ；光子一次性把能量传给电子，不存在能量积累，完美解释光电效应所有规律，否定经典波动说。 例1．（25-26高二下·河南信阳·阶段检测）夏季日晕现象是太阳光通过卷层云中的六角形冰晶折射或反射形成的。不同颜色的光在同一种介质中传播时，频率越高的光折射率越大。如图为一束太阳光射到冰晶上的光路图，、为折射出的两种单色光。 (1)若用、光分别照射同一狭缝，其中_____光更容易发生衍射现象（选填A． B．。在双缝干涉实验中，若用光作为光源，相邻明条纹间距为；用光作为光源时，间距为，则_____（选填A．>　　B．=　　C．<）。 (2)（简答）比较单色光、的光子动量大小，并说明理由。 【答案】(1) A A (2)见解析 【详解】（1）[1]由于光的折射率大于光的折射率，则光的频率大于光的频率，则光的波长小于光的波长，若用、光分别照射同一狭缝，其中光更容易发生明显衍射现象；故选A。 [2]在双缝干涉实验中，根据相邻明条纹间距公式 由于光的波长小于光的波长，则有，故选A。 （2）由于光的折射率大于光的折射率，则光的频率大于光的频率，根据可知，光的波长小于光的波长；根据光子动量公式可知光的光子动量小于光的光子动量。 例2．（25-26高二下·江苏无锡·期中）如图甲所示是研究光电效应的实验装置，用光子能量 的光持续照射光电管的极板K，实验得到的光电流与电压关系图线如图乙所示，当电流增大到I后不再增大，求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当光电流刚饱和时，到达A极板的光电子的最大动能； (3)若每入射N个光子会产生1个光电子，光电流的饱和值为I，光的频率为，普朗克常量为h，求照射光的功率P。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由图乙可知，遏止电压 根据动能定理，光电子的最大初动能为 代入数据可得，根据爱因斯坦光电效应方程，其中光子能量 可得逸出功： （2）当光电流刚饱和时，正向电压，光电子在电场中加速，到达A极板的最大动能为： （3）光电流饱和值为I，表示单位时间内到达A极板的光电子数为；每入射N个光子产生1个光电子，因此单位时间内入射的光子数为；每个光子能量为，故照射光的功率为 例3．（2026·江苏苏州·三模）如图所示为研究光电效应装置的示意图，光电管金属材料的逸出功为，用频率为的单色光照射光电管，电流计有示数，调节滑动变阻器滑片P到某一位置时电流计示数刚好变为0。已知电子的电荷量为，普朗克常量为。求： (1)单个入射光子的能量； (2)电流计示数刚变为0时电压表示数。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意可知，单个入射光子的能量 （2）由光电效应方程有 由动能定理有 整理可得 变式1．（25-26高二下·北京西城·月考）如图所示，密封在真空中的两块等大、正对的金属板M、N竖直平行放置，间距为。将金属板M、N与电源相连，两板间的电压大小恒为、M、N可看作平行板电容器，忽略边缘效应。用一束单色平行光照射金属板恰好发生光电效应。金属板M的面积为，逸出功为，普朗克常量为。 已知单色平行光均匀照射到整个金属板M上，照射到金属板M上的功率为，能引起光电效应的概率为，光电子从金属板M逸出（不计初速度），经过两板间电场加速后打到金属板N上形成稳定的光电流，电子打到金属板N上可视为完全非弹性碰撞。电子的质量为，电荷量为。忽略光电子之间的相互作用。求： (1)此单色光的频率。 (2)稳定时光电流的大小。 (3)光电子对金属板N的撞击力的大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）单色光照射在金属板上恰好发生光电效应，故有 解得 （2）设稳定时，任意时间内到达金属板M上的光子个数 则时间内产生的光电子个数为 稳定时光电流的大小为 （3）设光电子到达N板时速度为v，粒子在极板间加速，根据动能定理得 时间内，到达N板光电子与板发生完全非弹性碰撞；电子受到的平均作用力为，根据动量定理，有 联立可得 根据牛顿第三定律可得 变式2．（25-26高二下·河北唐山·期中）“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。已知普朗克常量为h，光速为c，求： (1)求该硬X射线每个光子的动量p和能量E； (2)如图所示，K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极。K受到光照能发射电子，电子的电荷量为e。现用X射线照射K极，若K极金属的逸出功为，A与K之间的电势差，求光电子到达A极的最大动能。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据德布罗意波长关系 得光子动量 光子的频率满足，可得 光子能量公式为 代入得 （2）根据爱因斯坦光电效应方程，光电子逸出K极时的最大初动能为 已知，A极电势高于K极，带负电的光电子从K到A运动过程中，电场力做正功，由动能定理可得 整理得 变式3．（25-26高二下·江苏南京·期中）如图甲所示是研究光电效应的电路图，用一束能量为的单色光照射到光电管的阴极，测得灵敏电流计的示数随电压变化的图像如图乙所示，已知理想电源电动势为8V（电源内阻不计），电位器固定触头O位于ab中点处，那么： (1)求每秒内由K极发射的光电子数？ (2)若入射光的频率加倍，同时把电位器滑动触头P移到最右端b点，此时光电子到达A极时最大动能是多大？ (3)光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用表示光压。一台发光功率为的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，物体始终保持静止，求其在物体表面引起的光压？（已知光速为c） 【答案】(1) (2)（或写成） (3) 【详解】（1）由图乙可知饱和光电流 每秒内由K极发射的光电子数 （2）由图乙可知遏止电压 用一束能量为的单色光照射时，最大初动能 由光电效应可得逸出功 由可知若入射光的频率加倍，则也加倍，可得 把电位器滑动触头P移到最右端b点时，由分压规律可得光电管两极板之间的电压 由动能定理可得光电子到达A极时最大动能 （3）一小段时间内激光器发射的光子数为 光照射物体表面，由动量定理有 横截面积上产生的压力 其中 产生的光压 2 学科网（北京）股份有限公司 $期末复习：普朗克黑体辐射理论、光电效应专项训练 期末复习：普朗克黑体辐射理论、光电效应专项训练 考点目录 普朗克黑体辐射理论 光电效应 考点一 普朗克黑体辐射理论 1. 黑体：能完全吸收入射的各种波长电磁波、无反射透射的物体；黑体辐射只与温度有关，和材料无关。 1. 经典理论困境 经典电磁理论预测：短波（紫外区）辐射强度趋于无穷大，与实验矛盾，称为紫外灾难。 1. 普朗克量子假说 黑体的微观振子能量不是连续的，能量只能取一份一份的能量子： 普朗克常量， 电磁波频率。 1. 黑体辐射实验规律 ① 温度越高，所有波长辐射强度都增大； ② 温度越高，辐射强度极大值对应的波长越短（维恩位移定律）。 例1．（25-26高二下·陕西西安·阶段检测）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（     ） A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 B．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 D．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关，只与温度有关 例2．（2026·北京顺义·二模）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，不计空气吸收。已知人眼瞳孔在暗处的直径为，普朗克常量为，光速为。下列说法正确的是（    ） A．该绿光的频率为 B．该光源每秒辐射出的绿光光子数为个 C．瞳孔正对光源且距离为时，在单位时间内，瞳孔接收到的光能量与光源辐射总能量之比为 D．人眼能看到此光源的最远距离为 例3．（25-26高二下·湖北·阶段检测·多选）下图甲为一定质量的某种气体在、、三个不同温度下分子速率的麦克斯韦分布图，图像横轴表示分子运动速率，纵轴表示该速率下分子数与总分子数的比值。图乙为、两个不同温度下黑体辐射强度与波长的关系。下列说法中正确的是（     ） A．图甲中3图线对应的温度最高 B．图甲中2图线与横轴围成的面积最大 C．图乙中温度升高，黑体各种波长的辐射强度都要增加 D．图乙中两条图线对应的温度满足 例4．（25-26高二下·重庆·期中·多选）近年来，全球量子精密测量领域取得重大进展，量子红外传感、深空辐射测温、新型黑体辐射探测等关键技术都与黑体辐射息息相关。关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以向外辐射电磁波 B．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 C．黑体辐射中，温度越高，辐射强度极大值向频率较大的方向移动 D．黑体辐射的规律除与温度有关之外，还与材料以及表面情况有关 变式1．（2026·河北衡水·模拟预测）普朗克质量是质量的自然单位，它是宏观尺度与微观尺度的分界点。已知万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h，K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是（　　） A． B． C． D． 变式2．（25-26高二下·海南海口·期中）下列说法正确的是（　　） A．若加热器中通入恒定电流，导体中也会产生涡电流 B．波长与该光线所含能量成正比 C．楞次定律是对磁场力的描述 D．在肥皂膜中靠近灯焰一侧，可以在肥皂膜上观察到上密下疏的彩色条纹 变式3．（2026·浙江杭州·二模·多选）普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论。在任意给定温度（热力学温度）下，辐射强度的极大值对应的波长满足（为常量）；黑体单位面积上的热辐射功率（为常量）。假定地球、太阳与人体均可视为黑体，当地球接收到的太阳热辐射功率与自身热辐射功率相等时达到热平衡状态。已知：日地距离约为太阳半径的200倍，人体温度约为，，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射实验规律表明，随着温度的升高，短波区辐射强度增加，长波区辐射强度减少 B．根据题中所给信息可知太阳表面的温度约为5500℃ C．地球表面热力学温度约为太阳表面热力学温度的 D．地球表面热力学温度约为太阳表面热力学温度的 变式4．（25-26高二上·安徽阜阳·阶段检测·多选）激光器发出的光纯净、光谱稳定，可以应用在很多方面。一激光器的发光功率为P，发出的激光在真空中的波长为λ，真空中的光速为c，普朗克常量为h。下列叙述正确的是（　　） A．该激光的频率为 B．该激光的频率为 C．该激光器在t时间内辐射的能量为Pt D．该激光器在t时间内辐射的能量子数为 考点二 光电效应 1. 光电效应现象 光照射金属表面，金属逸出光电子的现象。 2. 四条实验规律（必考） 1. 存在截止频率（极限频率）：入射光频率 ，无论光强多大、照射多久，无光电子； 1. 光电子最大初动能只与入射光频率有关，与光强无关； 1. 瞬时性：光照瞬间（）逸出电子，无累积时间； 1. 饱和光电流与入射光光强成正比。 3. 爱因斯坦光电效应方程（核心公式） - ：光电子最大初动能； - ：金属逸出功，； 联立得： 4. 遏止电压 光电子最大初动能等于电场力做负功： 为遏止电压；联立得 。 5. 光的本性解释 光是一份一份的光子，光子能量 ；光子一次性把能量传给电子，不存在能量积累，完美解释光电效应所有规律，否定经典波动说。 例1．（25-26高二下·河南信阳·阶段检测）夏季日晕现象是太阳光通过卷层云中的六角形冰晶折射或反射形成的。不同颜色的光在同一种介质中传播时，频率越高的光折射率越大。如图为一束太阳光射到冰晶上的光路图，、为折射出的两种单色光。 (1)若用、光分别照射同一狭缝，其中_____光更容易发生衍射现象（选填A． B．。在双缝干涉实验中，若用光作为光源，相邻明条纹间距为；用光作为光源时，间距为，则_____（选填A．>　　B．=　　C．<）。 (2)（简答）比较单色光、的光子动量大小，并说明理由。 例2．（25-26高二下·江苏无锡·期中）如图甲所示是研究光电效应的实验装置，用光子能量 的光持续照射光电管的极板K，实验得到的光电流与电压关系图线如图乙所示，当电流增大到I后不再增大，求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当光电流刚饱和时，到达A极板的光电子的最大动能； (3)若每入射N个光子会产生1个光电子，光电流的饱和值为I，光的频率为，普朗克常量为h，求照射光的功率P。 例3．（2026·江苏苏州·三模）如图所示为研究光电效应装置的示意图，光电管金属材料的逸出功为，用频率为的单色光照射光电管，电流计有示数，调节滑动变阻器滑片P到某一位置时电流计示数刚好变为0。已知电子的电荷量为，普朗克常量为。求： (1)单个入射光子的能量； (2)电流计示数刚变为0时电压表示数。 变式1．（25-26高二下·北京西城·月考）如图所示，密封在真空中的两块等大、正对的金属板M、N竖直平行放置，间距为。将金属板M、N与电源相连，两板间的电压大小恒为、M、N可看作平行板电容器，忽略边缘效应。用一束单色平行光照射金属板恰好发生光电效应。金属板M的面积为，逸出功为，普朗克常量为。 已知单色平行光均匀照射到整个金属板M上，照射到金属板M上的功率为，能引起光电效应的概率为，光电子从金属板M逸出（不计初速度），经过两板间电场加速后打到金属板N上形成稳定的光电流，电子打到金属板N上可视为完全非弹性碰撞。电子的质量为，电荷量为。忽略光电子之间的相互作用。求： (1)此单色光的频率。 (2)稳定时光电流的大小。 (3)光电子对金属板N的撞击力的大小。 变式2．（25-26高二下·河北唐山·期中）“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。已知普朗克常量为h，光速为c，求： (1)求该硬X射线每个光子的动量p和能量E； (2)如图所示，K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极。K受到光照能发射电子，电子的电荷量为e。现用X射线照射K极，若K极金属的逸出功为，A与K之间的电势差，求光电子到达A极的最大动能。 变式3．（25-26高二下·江苏南京·期中）如图甲所示是研究光电效应的电路图，用一束能量为的单色光照射到光电管的阴极，测得灵敏电流计的示数随电压变化的图像如图乙所示，已知理想电源电动势为8V（电源内阻不计），电位器固定触头O位于ab中点处，那么： (1)求每秒内由K极发射的光电子数？ (2)若入射光的频率加倍，同时把电位器滑动触头P移到最右端b点，此时光电子到达A极时最大动能是多大？ (3)光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用表示光压。一台发光功率为的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，物体始终保持静止，求其在物体表面引起的光压？（已知光速为c） 2 学科网（北京）股份有限公司 $