2027届新高考物理热点精准复习+能量量子化+光电效应

2027届新高考物理热点精准复习能量量子化

光电效应考点一黑体及黑体辐射1、热辐射⑴定义周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射。⑵原因物体分子无规则运动，辐射电磁波。⑶特点物体温度高，辐射能量本领强，电磁波的短波成份多，长波成份少。注意：激光、日光灯发光不是热辐射（热传递的三种方式之一）（各种波长都有）一般材料的物体辐射电磁波的情况除了与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关。考点一黑体及黑体辐射TT外来各种波长的辐射能无任何反射能全部吸收各种波长的辐射能发射各种波长的热辐射能不透明体度于某一温处假设有这样一种物体这种假设的物体称为黑体不透明体2、黑体如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长（不仅是可见光）的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。----理想模型黑体辐射的特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。考点一黑体及黑体辐射3、黑体辐射实验规律辐射强度:单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能，称为辐射强度。黑体辐射的实验规律：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。(2)温度升高，各种波长的辐射强度都增加；(3)温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。考点一黑体及黑体辐射4．能量量子化(1)能量子：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。ν

—电磁波的频率h—普朗克常量

h=6.626×10-34J·s能量的量子化：在微观世界里能量不是连续的，而是一份一份的，即是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。(2)能量子大小：考点一黑体及黑体辐射5．光子爱因斯坦认为，光本身是由一个个不可分割的能量子组成，频率为ν的光的能量子ε＝hν，称为光子。(1)光子及光子能量：(2)光子的动量：①康普顿认为，光子不仅具有能量，而且具有动量，光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关。②在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子动量可能会变小，波长λ变大。质能方程：光子能量：考点一黑体及黑体辐射1.黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波。(

)2.玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说。(

)3.微观粒子的能量是量子化的，即微观粒子的能量是分立的。(

)×√×判断正误考点一黑体及黑体辐射例1

关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是A.黑体不能够吸收照射到它上面的光波B.随着温度的降低，各种波长的光辐射强度

都有所增加C.随着温度的升高，辐射强度极大值向波长

较长的方向移动D.黑体辐射的强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关√考点一黑体及黑体辐射例2

(2023·江苏卷·14)“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λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求：(1)每个光子的动量p和能量E；(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。考点一黑体及黑体辐射球面辐射模型设一个点光源或球光源辐射光子的功率为P0，它以球面波的形式均匀向外辐射光子，在一段很短的时间Δt内辐射的能量E＝P0·Δt，到光源的距离为R处有个正对光源的面积为S的接收器，如图所示，则在Δt内接收器接收到的辐射光子能量考点二光电效应一．光电效应光电效应现象照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。光电效应现象中从金属表面逸出的电子常称为光电子。考点二光电效应窗口I（1）当入射光的频率减小到某一数值νc时，光电流消失，这表明已经没有光电子了，νc称为截止频率或极限频率。即入射光的频率必须大于截止频率νc才能发生光电效应。(发生光电效应的条件)（2）不同金属的截止频率νc不同，即截止频率与金属自身的性质有关。①当入射光频率ν>νc

时，电子才能逸出金属表面；②当入射光频率ν<νc

时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。1.存在截止频率（极限频率）νc→跟材料有关二．光电效应规律考点二光电效应2.存在饱和电流正向电压考点二光电效应2.存在饱和电流窗口I（1）光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值.（2）在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大.这是因为单位时间内发射的光电子数越多.这是因为光照不变时，K发射的电子数目一定。存在正向饱和电压U正

（正向）施加反向电压3.存在遏止电压

（反向）考点二光电效应

－v②加反向电压，如图所示：

光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子做减速运动。若：①U=0时，I≠0，因为电子有初速度。则：I=0，式中Uc为遏止电压。3.存在遏止电压UC（反向）③遏止电压Uc

：使光电流减小到零的反向电压EEUFKA速率最大的是vc最大初动能考点二光电效应考点二光电效应实验表明:

(1)对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的.(3)光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。(2)光的频率

改变时，遏止电压也会改变。3.存在遏止电压UC（反向）考点二光电效应4.光电效应具有瞬时性实验结果：

即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的截止频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。

更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10－9秒（这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”）。光电效应在极短的时间内完成窗口I考点二光电效应三．爱因斯坦光电效应方程EK=hv-W0

金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hv，一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的是逸出后电子的最大初动能。hv＝W0+EKEK：光电子最大初动能

W0：金属的逸出功

光电效应方程考点二光电效应逸出功W0：最大初动能Ek

：截止频率

νc：遏止电压

Uc：hv＝W0+EK瞬时性解释

：电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流几乎是瞬时发生的。（每个电子只吸收一个光子，同时吸收两个光子的概率几乎为零）。考点二光电效应光电效应规律中的两条线索

强度——决定着每秒钟光源发射的光子数频率——决定着每个光子的能量

hv每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强弱光电子逸出后的最大初动能mvm2/2照射光光电子光强=单位时间，单位面积的光子数×单个光子能量相同光强下，频率越高，光子数N越小相同光强下，频率越低，光子数N越大考点二光电效应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。(

)×√×√×判断正误考点二光电效应例3

(2024·江苏南京市第二十九中学阶段练习)如图所示，滑片P在中间位置，某种单色光射到光电管的阴极上时，电流表有示数，则正确的是A.滑片P向左移，电流表示数将增大B.增大该单色光强度，光电子最大初动能将增大C.入射的单色光频率变小，电流表一定没有示数D.滑片P向左移，光电子向A板运动的过程中动能

将减小√考点二光电效应例4

(2023·江苏省如东高级中学检测)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.6eV的光照射到光电管上时，电流表G有读数。移动变阻器的触头c，当电压表的示数大于或等于0.9V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是A.光电子的初动能可能为0.8eVB.光电管阴极的逸出功为0.9eVC.开关S断开后，电流表G示数为0D.改用能量为2eV的光子照射，电流表G有电流，

但电流较小√考点二光电效应光电效应的分析思路考点三光电效应常见的三类图像1．Ek－ν图像Ekmv0vc-W0斜率h2.Uc－ν图像(此时两极间接反向电压)Ucv0vc-W0/e斜率h/e考点三光电效应常见的三类图像3．光电流I与电压的关系(用同一光电管做实验)(1)甲、乙两种色光比较：两种色光对应的光电子最大初动能Ek甲＝Ek乙，两色光频率ν甲＝ν乙，两种色光对应的截止频率νc甲＝νc乙，两种色光强度关系甲光较强。(2)丙、丁两种色光的比较：两种色光对应的光电子最大初动能Ek丙<Ek丁，两色光频率ν丙<ν丁；两种色光对应的截止频率νc丙＝νc丁。考点三光电效应常见的三类图像例5

(2024·江苏南通市期末)如图甲所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，频率相同的a、b两束光分别照射1、2两种材料，产生光电子的最大初动能分别为Eka、Ekb，光电流I随电压U变化关系如图乙所示，则A.a光子的能量比b光子的大B.a、b两光的光照强度相同C.光电子的最大初动能Eka>EkbD.材料1的截止频率比材料2的大√考点三光电效应常见的三类图像例6

(2022·河北卷·4)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知A.钠的逸出功为hνcB.钠的截止频率为8.5×1014HzC.图中直线的斜率为普朗克常量hD.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比√课时精练1.关于光电效应，下列说法正确的是A.截止频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D.发生光电效应时，入射光的频率一定，光强越强，单位时间内逸出的

光电子数就越少√课时精练2.(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子—光子散射使光子能量增加，光子能量增加后A.频率减小

B.波长减小C.动量减小

D.速度减小√课时精练3.如图，放映电影时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通过声道后的光照在光电管上，随即产生光电流，喇叭发出与画面同步的声音。电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应的下列哪一条规律A.光电效应的发生时间极短，光停止照射，

光电效应立即停止B.入射光的频率必须大于金属的截止频率，

光电效应才能发生C.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大D.当入射光的频率大于截止频率时，光电流的大小随入射光的强度增大而增大√课时精练4.(2024·江苏淮安市开学考)如图所示为光电效应实验的电路图，用P光照射K极时，电流表有示数。改用照射强度与P光相同的Q光照射时，电流表示数为零，则A.Q光频率大于

P

光频率B.Q光频率一定小于金属电极K的截止频率C.增大Q光照射强度，可使电流表示数不为零D.用Q光照射时，减小电源电压，电流表示数可能不为零√课时精练5.(2024·江苏南通市期末)光电效应实验电路如图甲所示，用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示，则A.研究图乙中U>0的规律时甲图开关需

打在2上B.a光的频率比b光的大C.a光照射产生光电子的最大初动能比b光的大D.电压为图乙中U0时，a光照射产生光电子的最大初动能比b光的大√课时精练6.(2023·浙江1月选考·11)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√课时精练7.(2021·江苏卷·8)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是√课时精练8.(2023·江苏省模拟预测)某同学研究光电效应的电路图如图所示，用波长为λ0的单色光照射阴极K，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为U时，电流表的示数恰好减小为零，已知该金属的逸出功为

(c为真空中光速)。再用波长为

的单色光重复上述实验，当电流表的示数又恰好减小为零时，电压表的示数为A.2U

B.3U

C.4U

D.5U√课时精练9.(2023·江苏省盐城中学开学考)用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是A.普朗克常量为h＝B.断开开关S后，电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能

将增大D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变√课时精练10.(2024·江苏省调研)如图甲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10－8A，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示，则A.要使该探测器正常工作，光源S发

出的光波频率要小于金属钠的截

止频率B.图乙中图像斜率的物理意义为普

朗克常量hC.触发报警系统时钠表面会释放出光电子D.无法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√11.(2024·江苏南通市质量监测)某点光源以功率P向外均匀辐射某频率的光子，点光源正对图中的光电管窗口，窗口的有效接收面积为S，每个光子照射到阴极K都能激发出一个光电子。已知闭合开关时电压表示数为U，阴极K的逸出功为W0，光速为c，电子电荷量为e，光子能量为E，光电管每秒接收到