作业(十二) 光电效应波粒二象性-【假期作业】2026年高二物理暑假假期作业

[每日格言]不要谨慎地稽查人生，现在就呈现出你 能形象直观地体现二者的关系，故应作出力的图 像，在误差允许的范围内，力图线是一条过原点的 倾斜直线。 答案(1)AB(2)p立 过原点的倾斜直线 7解析()根据理想气体状态方程+23K=C得p一 计273K①，可知当力=0时，t=一273℃，即绝对 (2)根据理想气体状态方程 +K=C得p=号u+ 273K),可知斜率越大，体积越小，所以斜率不同表示 气体体积不同，3)根据查理定律得票-公等=CV,又 △T=A,得△p=号△=CVA,即△p与△成正比，故 A、B、D错误，C正确。 答案(1)绝对零度(2)气体体积不同(3)C 作业（十二）光电效应波粒二象性 [考点突破]一跟踪训练 1.BD金属的逸出功是金属本身的特性，与照射光的强 度无关，A错误；根据e=hy可知，X光的光子能量与其 强度无关，B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hy 一W。结合A、B项分析可知，逸出的光电子最大初动 能与照射光的强度无关，C错误；若增加此X光的强 度，则单位时间入射到金属表面的光子数增多，单位时 间逸出的光电子数增多，D正确。 2.A根据Ekm=hy一W。,可知入射光的频率不同时，电 子的最大初动能不同，又eU.=Em,得U。=九一 Wo e 可见入射光的频率y不同时，遏止电压U。不同，A项 正确；由U。=么，知U。-v图像的斜率=点，与 入射光的频率y无关，B项错误；题图甲所示电路中，必 须把电源正负极反接，才能用来验证光电流与电压的 关系，即当电压增大到一定数值时，电流表的示数变为 零，C项错误；根据Ekm=hv一W0可知，光电子的最大 初动能与入射光的光照强度无关，D项错误。 3.D当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方程eU1 hy1一W。可知，其他条件不变时，增大光强，电压表的 示数不变，故A错误；若改用比山更大频率的光照射 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U,故B错误； 其他条件不变时，使开关S接2，此时h1>W0,可发生 光电效应，故电流表示数不为零，故C错误；根据爱因 斯坦光电效应方程eU1=hy1-Wo,其中W。=hye,联立 e0,故D 解得，光电管阴极材料的截止频率为。=1一 正确。 4.ACD根据光电效应方程可得Ekm=hy一ho,当电压 表示数为U时，电流表示数恰好为零，根据动能定理可 得eU=Ekm,若入射光频率变为原来的2倍，则有 Ekm'=2hy一ho。设遏止电压变为U',则有eU'= Em',联立解得U=2U+0,故A正确；若入射光频 率变为原来的3倍，则有Ekm"=3hv-hb=2hv十eU, 故B错误；保持滑动变阻器滑片位置不变，若入射光频 率变为原来的3倍，则电子到达A极的最大动能为E =Ekm”-eU=2hv十eU-eU=2hv,故C正确；入射光频 率为，若改变电路，加大小为U的正向电压，电子到达 A极的最大动能为Ek'=Ekm十eU=2eU,故D正确。 [综合训练 1.ABC依据光电效应方程Ek=hy一W可知，当Ek=0 时，=0，即图像中横坐标的截距在数值上等于金属的 极限频率，图线的斜率=tan0=Ek,可见图线的斜 Γy一y0 6, 最大的发挥。 高二物理 率在数值上等于普朗克常量。据题图可知，假设图线 的延长线与Ek轴的交点为C,其截距为W,有tan0= W ,而tan0=h,所以W=hvo,即图像中纵坐标轴截距 在数值上等于金属的逸出功，故选ABC。 2.BC海市蜃楼是地球上物体反射的光经大气折射而形 成的虚像。由于不同高度的空气密度不同，导致光在 不均匀的大气中传播时发生折射，从而使人看到远处 物体的虚像。所以蜃楼是光的折射现象，A错误；光电 效应是指在光的照射下，某些物质内部的电子会被光 子激发出来而形成电流的现象，它表明光具有粒子性， B正确：水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹，是因为 油膜的上下表面反射的光相互叠加，形成了千涉现象 不同颜色的光波长不同，干涉条纹的间距也不同，所以 会呈现出彩色条纹。因此，水面上的油膜在阳光下呈 现彩色条纹是光的干涉现象，C正确；斜插在水杯中的 筷子看起来像被折断是光的折射现象，D错误。 3.C 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为（如千涉 衍射)表现出波动性，有些行为（如光电效应）表现出粒 子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子。 虽然 光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子 是实物粒子，有静止质量，光子不是实物的粒子，没有 静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场 形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一 种粒子。光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光 子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子 性。光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光 的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用 就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显 著，故C正确，A、B、D错误。 4.B根据光电子最大初动能与遏止电压的关系 Ek=eU 根据图像有U2|>|U3>|U1l 故Ek2>Ek>Ek1,B正确。 5.B光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的 极限频率（裁止频率），由于甲的逸出功小于乙的逸出 功，所以甲的极限频率（截止频率）小于乙的极限频率 (截止频率)，当使用某频率的光分别照射甲、乙时，只 有甲发射光电子，发生光电效应现象，所以该光的频率 大于甲的极限频率（截止频率），小于乙的极限频率（截 止频率)，故使用频率更小的光，乙肯定不会发射光电 子，若频率更小的光的频率仍大于甲的极限频率（截止 频率)，则甲仍能发射光电子，由爱因斯坦光电效应方 程Ek=hv一W0可知甲发射的光电子的最大初动能小 于之前的最大初动能，A错误，B正确；由选项A、B项 分析可知频率不变，减弱光强，光的频率仍小于乙的极 限频率（截止频率），仍不能使乙发射光电子，C错误； 由爱因斯坦光电效应方程E=hy一W0可知，频率不 变，减弱光强，甲发射的光电子的最大初动能不变， D错误。 1 6.B由U。=2m2=hy-W可知v丙>v甲=v元dp= 入元>入丙，所以A、D错误，B正确。由于o=W,所以 C错误。 7.BD由于紫光的频率比蓝光的频率高，因此用紫光照 射时，电流计一定有示数，A错误；由于不知阴极K的 截止频率，所以用黄光照射时，也可能发生光电效应 因此电流计可能有示数，B正确；当滑片向左移动时， UAK减小，即使UAK=O,电流表中也可能有电流通过， C错误；当滑片向右端滑动时，UAK增大，阳极A吸收 光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到 达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流，若在滑动前， 电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK,光电流也 不会增大，D正确。 8.BC由爱因斯坦光电效应方程得Ekm=hy一Wo,又由 动能定理得一eU.=0-Ekm,整理得eU。=hv一Wo,由 题图2可知，Q的逼止电压大于R的，则Q的频率大于 R的频率，由c=入y可知，Q的波长小于R的波长，则分 别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R的窄， A错误；同理，Q产生的光电子的最大初动能比P的 大，由德布罗意波长公式入= h和力=√/2mEkm得入= h 三，显然P产生的光电子在K处的最小德布罗 √/2mEkm 暑假作业坚强的信念能赢得强者的心，并使他 意波长大于Q的，B正确；结合选项A分析，根据题图 2可知Q的频率最大，由公式W。=y可知Q的光子能 量最大，则由能级跃迁的频率条件hv=Em一Em可知， 氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的 能级最高，C正确；对应于题图2中的M,点，P和Q的 光电流相等，则单位时间到达阳极A的光电子数目相 等，D错误。 9解析光子能量e=hw,动量p二，，且v=六，得p 三，则A:B=2:1,A照射时，光电子的最大初动能 EA=EA一W0,同理EB=eB一W0。又eA=2eB,解得 W0=EA一2EB。 答案2：1EA-2EB 10.解析设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子 的最大初动能为Ek,阴极材料逸出功为W。当反向 电压达到U=0.60V以后，具有最大初动能的电子达 不到阳极，因此eU=Ek,且光电效应方程Ek=hv W。,由以上二式得Es=0.6eV,W。=1.9eV。 答案(1)0.6eV(2)1.9eV 作业（十三）原子结构与原子核 [考点突破]一跟踪训练 1.ABC卢瑟福a粒子散射实验的结果否定了关于原子结 构的汤姆孙模型，提出了关于原子的核式结构学说，并估 算出原子核半径的数量级为1015m,原子半径的数量级 为10-10m,原子半径是原子核半径的十万倍，所以原子内 部是十分“空旷”的，核外带负电的电子由于受到带正电的 原子核的吸引而绕核旋转，所以A、B、C正确，D错误。 2.D沿轨迹1运动的α粒子受到的库仑力先做负功，后 做正功，A错误；沿轨迹2运动的α粒子因为做曲线运 动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电 势能最大，B错误；位于题图中虚线圆周上各点的电势 都相等，可知虚线圆周上的3个α粒子的电势能相等， C错误；若a粒子与金原子核距离为10-14m,则根据 库仑定律可知库仑力F=k9吗=364N,即数量级为 102N,D正确。 3.D根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道 上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才 能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B错 误；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子 的库仑力提供向心力，即ke。 2=m0,又Ek=2mx2, _ke2 所以E=2,。由此式可知：电子离核越远，即，越大 时，电子的动能越小，故A、C错误；即r变大时，库仑力 对核外电子做负功，因此电势能增大，D正确。 4.C根据题意可知，用能量为50eV的电子碰撞He+离 子，可使He十离子跃迁到n=3能级和n=2能级，由 △E=Em一Em=hv=h可知，波长最长的谱线对应的 跃迁为n=3→n=2能级，故选C。 5.C饿-160经过1次a衰变后产生的新核素质量数为 156,质子数为74，钨-156经过1次3+衰变后质量数为 156,质子数为73，可知两新核素衰变后的新核有相同 的质量数，故选C。 6.C根据质能方程E=mc2可知，则每秒钟平均减少的 Eo 1048 质量为△m=60060x3X107kg=1.85X1029kg, 则每秒钟平均减少的质量量级为1029kg,故选C。 [综合训练] 1.A 2.B氢原子光谱是线状光谱，是一系列波长不连续的 分立的特征谱线，并不是只含一种波的光，也不是亮度 不连续的谱线，B正确，A、C错误；氢原子光谱是氢原 子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱均相同， 与放电管的放电强弱无关，D错误。 3.ABC由核反应方程质量数和电荷数守恒可得100= A+0,42=44-y 6 们变得更坚强。 [每日格言] 解得A=100,y=2,A、B正确； 由题可得Y1光子的能量大于Y2光子的能量，光子的能 量公式e=hy,波长A=C 可得Y1的频率大于Y2的频率，Y1的波长小于Y2的波 长，C正确，D错误。 4.C根据光电效应方程可知当只有一种光子可使某金 属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能 级图可知跃迁时对应波长为入3的光子能量最大，故 选C。 质量数守恒∫8Sr→8Y十-9e→B衰变，A错； 5.D 电荷数守恒2Pu→2酷U+He→a衰变，B错； 相同时 Two Sr<T Pu →Nosr<NpuC错，D对。 6.B设采集时大气中有x个Be原子和y个19Be原子， 由于19Be的半衰期为139万年，故经过106天后19Be 原子的衰变个数可以忽略不计，Be的半衰期为53天， 故经注106天后利余数量为x·(公)》月，故可得 ()+，3 x十y 4 解得子= 故选B。 7.AC题中核反应释放能量，由爱因斯坦质能方程可 知，该反应有质量亏损，A正确；题中核反应为两个轻 核结合成质量较大的核，所以该反应为核聚变，B错 误；动量大小相等、方向相反的氘核与氚核相撞，由动 量守恒定律可知生成的氦核与中子的动量大小相等、 方向相反，设两者的动量大小为力，由能量守恒定律有 +力=17,6MeV,其中M=4m,所以中子获得的 2M 2m 动能 -=14.08MeV≈14MeV,氦核获得的动 能E2二=3.52MeV,C正确，D错误。 8.BD氢原子n=3与n=2的能级差小于n=4与n=2的 能级差，则H。与H相比，H。的波长大、频率小，故A错 误，B正确；H3对应的光子能量为E=(-0.85)eV (一3.40)eV=2.55eV,故C错误；氢原子从基态跃迁到 激发态至少需要能量E=(-3.40)eV-(-13.60)eV= 10.2eV,H对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激 发态，故D正确。 9.解析n=2时，E2=-13,6eV=-3.4ey 22 所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电 子跃迁到n=0∞的轨道，n=∞时，E。=0。 所以要使处于n=2激发态的原子电离，电离能为 △E=E∞-E2=3.4eV △E_3.4×1.6×10-19 v= h 6.63X104H≈8.21X1014Hz. 答案8.21×1014Hz 10.解析(1)核反应（衰变）方程为 28Ra→2影Rn十He。 (2)镭核衰变放出的能量为△E=(226.0254一4,0026- 222.0163)×931.5MeV=6.05MeV. (3)镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得 nRnURn一naVa=0 又根据衰变放出的能量转变为氡核和α粒子的动能， 则△B=合m限2+合m:2,联立以上两式可得 E。=7ma2=mmX△E≈5.94MeV,则放出 1 mRm十ma 粒子的动能为5.94MeV。 答案(1)28Ra→2器Rn十He (2)6.05MeV(3)5.94MeV[每日格言]伟大的事业不是靠力气、速度和身体的敏捷完成 作业（十二） 光电效应 波粒 1考点突破 知识点一光电效应现象及其实验规律 1.光子与光电子：光子指光在空间传播时的每 份能量，光子不带电；光电子是金属表面受 到光照射时发射出来的电子，其本质是电子， 光照射金属是因，产生光电子是果。 2.光子的能量与入射光的强度：光子的能量 即每个光子的能量，其值为e=hv(y为光 子的频率)，其大小由光的频率决定。入射 光的强度指单位时间内照射到金属表面单 位面积上的总能量，入射光的强度等于单 位时间内光子能量hy与入射光子数n的 乘积，即光强等于nhv。 3.光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子 到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正 向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个 饱和值是饱和光电流。在一定的光照条件 下，饱和光电流与所加电压大小无关。 4.截止频率与遏止电压 (1)截止频率：能使某种金属发生光电效应 的最小频率叫作该种金属的截止频率（又 叫极限频率)。不同的金属对应着不同的 极限频率。 (2)遏止电压：使光电流减小到零的反向电 压U。 (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的 最小值，叫作该金属的逸出功。 跟踪训练 1.（多选)(2024·吉林卷)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 的，而是靠性格、意志和知识的力量完成的。 高二物理 月 日 台 星期 象性 历 天气 A.该金属的逸出功增大 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 2.图甲是“探究光电效应”的实验电路图，光电 管遏止电压U,随入射光频率y的变化规律 如图乙所示。下列判断正确的是( 窗口 光束 U. G Vo 甲 A.入射光的频率y不同时，遏止电压U不同 B.入射光的频率y不同时，U。y图像的斜 率不同 C.图甲所示电路中，当电压增大到一定数 值时，电流表的示数将达到饱和电流 D.只要入射光的光照强度相同，光电子的 最大初动能就一定相同 知识点二光电效应方程的理解和应用 1.光电效应方程Ek=hy一W。的四点理解 (1)式中的Ek是光电子的最大初动能，就 某个光电子而言，其离开金属时剩余动能 大小可以是0~E范围内的任何数值。 (2)光电效应方程实质上是能量守恒方程。 ①能量为e=hy的光子被电子吸收，电子 把这些能量的一部分用来克服金属表面对 它的吸引，另一部分就是电子离开金属表 面时的初动能； ②如果克服吸引力做功最少为W。,则电子 离开金属表面时动能最大为Ek,根据能量 守恒定律可知：Ek=hv一W。 暑假作业伟大的事业，需要决心、能力、组织和责 (3)光电效应方程包含了产生光电效应的 条件。 若发生光电效应，则光电子的最大初动能 必须大于零，即Es=hy一W。>0,亦即 h心W心W=,而.- h _W恰好是光电 效应的截止频率。 (4)Ey曲线。如图所示 E 是光电子最大初动能E 随入射光频率y变化的曲 线。横轴上的截距是截止 频率或极限频率，纵轴上的截距是逸出功 的负值，斜率为普朗克常量 2.光电效应规律中的两条线索、两个关系 (1)两条线索 强度—决定着每秒钟 照射光 光源发射的光子数 频率—决定着每个 光子的能量e=hv 每秒钟逸出的光电子数 光电子 决定着光电流的大小 光电子逸出后的最大初动能号mm2一 (2)两个关系：光照强度大→光子数目多→ 发射光电子多→光电流大。 光子频率高→光子能量大→产生光电子的 最大初动能大。 ■跟踪训练 3.(2024·海南卷)利用如图所示的装置研究 光电效应，闭合单刀双掷开关S,用频率 为1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 ( R 任感。 [每日格言] A.其他条件不变，增大光强，电压表示数 增大 B.改用比1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U C.其他条件不变，使开关接S2,电流表示 数仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率y。= 4-e 4.(多选)现用某一频率为 G y的光照射在阴极K上， 阴极材料极限频率为。， 如图所示，调节滑动变 阻器滑片的位置，当电 压表示数为U时，电流表示数恰好为零。 电子电荷量的大小为e,普朗克常量为h, 下列说法正确的是 () A.若入射光频率变为原来的2倍，则遏止 电压为2U+告 B.若入射光频率变为原来的3倍，则光电 子的最大初动能为2hy C.保持滑动变阻器滑片位置不变，若入射 光频率变为原来的3倍，则电子到达A 极的最大动能为2hy D.入射光频率为，若改变电路，加大小为 U的正向电压，电子到达A极的最大动 能为2eU 2综合训练 1.(多选)(2026·东营质 E/eV↑ 检)在做光电效应的实 10 验时，某种金属被光照 射发生了光电效应，实 验测得光电子的最大初动能E:与入射光 的频率y的关系如图所示，由图可求出 4 [每日格言]成功的信念在人脑中的作用就如闹钟，会 A.该金属的极限频率和极限波长 B.普朗克常量 C.该金属的逸出功 D.单位时间内逸出的光电子数 2.(多选)(2025·海南卷)下列关于光现象的 描述正确的是 ) A.海市蜃楼是光的衍射现象 B.光电效应表明光具有粒子性 C.水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹 是光的干涉现象 D.斜插在水杯中的筷子看起来像被折断 是光的反射现象 3.下列有关光的波粒二象性的说法正确的是 A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 C.光的波长越长，其波动性越显著；波长 越短，其粒子性越显著 D.大量光子的行为往往显示出粒子性 4.(2025·山东卷)在光电效应实验中，用频 率和强度都相同的单色光分别照射编号为 1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关 于光电子最大初动能E:的大小关系正确 的是 ( 3金属编号 0 ● 2 A.E>Ek>Ek B.Ek2>Es>Ek C.Eks>Ek2>Ek D.E>E>E 5.(2025·广东卷)有甲、乙两种金属，甲的逸 出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分 别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其 最大初动能为E,下列说法正确的是 在你需要时将你唤醒。 高二物理 A.使用频率更小的光，可能使乙也发射光 电子 B.使用频率更小的光，若仍能使甲发射光 电子，则其最大初动能小于E C.频率不变，减弱光强，可能使乙也发射 光电子 D.频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射 光电子，则其最大初动能小于E 6.(2025·绵阳期末)在光电效应实验中，某 同学用同一光电管在不同实验条件下得到 了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲 光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出 IA 甲 丙 Ue U2 0 UIV A.甲光的频率大于乙光的频率 B.乙光的波长大于丙光的波长 C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止 频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙 光的光电子最大初动能 7.（多选)某中学实验小组 的同学在研究光电效应 现象时，设计了如图所示 的电路，用蓝光照射阴极 时，电路中的电流计有示数。则下列说法 正确的是 ( ) A.用紫光照射阴极时，电流计一定没有 示数 B.用黄光照射阴极时，电流计可能有示数 C.用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑 片向左移动，电流计一定没有示数 D.用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑 片向右移动，电流计的示数可能不变 暑假作业坚韧是成功的一大要素，只要在门上敲得够 8.(多选)(2025·浙江1月卷)如图1所示， 三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别 由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑 动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者 关系如图2所示。下列说法正确的是 ( 光束 K 入窗口 工真空 A (uA -P M R 0 图1 图2 A.分别射人同一单缝衍射装置时，Q的中 央亮纹比R的宽 B.P、Q产生的光电子在K处的最小德布 罗意波长，P大于Q C.氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束 光中Q对应的能级最高 D.对应于图2中的M点，单位时间到达阳 极A的光电子数目，P多于Q 9.A、B两种光子的能量之比为2：1，它们都 能使某种金属发生光电效应，且所产生的 光电子最大初动能分别为EA、EB,求A、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功。 -46 久够大声，终会把人唤醒的。 [每日格言] 10.如图所示，当电键S断开时，用光子能量 为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电 流表读数不为零。合上电键，调节滑动变 阻器，发现当电压表读数小于0.60V时， 电流表读数仍不为零；当电压表读数大于 或等于0.60V时，电流表读数为零。 D (1)求此时光电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功。