2027届新高考物理热点精准复习 能量量子化　光电效应　原子结构

【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.理解光电效应现象及光电效应的实验规律。会利用光电效应方程计算逸出功、截止

频率、最大初动能等物理量。 3.会分析光电效应常见的三类图像。 4.掌握原子的核式结构及玻尔的原子理论，理解氢原子能级模型。考点一黑体及黑体辐射考点二光电效应考点三光的波粒二象性与物质波内容索引课时作业2027届新高考物理热点精准复习能量量子化光电效应原子结构考点四原子结构和氢原子光谱考点五玻尔原子理论能级跃迁1.热辐射(1)定义：周围的一切物体都在辐射___________，这种辐射与物体的________有关，所以叫作热辐射。

(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的________不同而有所不同。

2.黑体与黑体辐射(1)黑体：能够______________入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

(2)黑体辐射的实验规律①黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关。

②随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有________，另一方面，辐射强度的极大值向波长较______的方向移动，如图所示。

考点一黑体及黑体辐射电磁波温度温度完全吸收温度增加短

某个最小能量值ε的整数倍hν一个个不可分割的能量子hν变大1.黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波。(

)2.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动。(

)3.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。(

)4.微观粒子的能量是量子化的，即微观粒子的能量是分立的。(

)✕√✕√(2025·舟山期中)关于黑体辐射的实验规律，下列说法中正确的是(

)A.黑体辐射的波长分布与材料种类有关B.黑体辐射的能量分布是连续的C.温度升高时，辐射强度峰值向长波方向移动D.温度升高时，单位时间辐射的总能量增大例1

D(多选)关于辐射的实验规律如图所示，下列说法中正确的有(

)A.黑体能够完全吸收照射到它上面的电磁波B.随着温度的降低，各种波长的电磁波的辐射强度都有所增加C.随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向

移动D.黑体辐射电磁波的强度只与它的温度有关，与形状和材料无关例2【解析】能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁波而不发生反射的物体称为黑体，A正确；由题图可知，随着温度的降低，各种波长的电磁波的辐射强度都有所减小，B错误；随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C错误；一般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情况有关，但黑体辐射电磁波的情况只与它的温度有关，D正确。AD

技能点拨1.光电效应及其规律(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___________。

(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10－9s。④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，逸出的光电子数越______，饱和电流越大，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成________。

考点二光电效应电子光电子大于或等于无关频率多正比

hν－W0最大初动能最小值W0=hνc电子Ek=eUc1.光子和光电子都不是实物粒子。(

)2.只要入射光的强度足够大，就可以使金属发生光电效应。(

)

3.要使某金属发生光电效应，入射光的光子能量必须大于或等于该金属的逸出功。(

)4.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。(

)✕✕√✕如图所示，把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电荷，验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针，发现验电器张开的指针夹角会变小，说明锌板带的负电荷变少了，这意味着紫外线会让电子从锌板表面逸出，则(

)A.换红外线灯照射锌板，验电器的指针夹角也一定会变小B.从锌板逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.用一个带正电荷的导体球接触锌板后，验电器张开的指针夹角可能会变大D.用强度较弱的紫外线灯照射锌板，单位时间内从锌板上逸出的光电子较多例3C考向一光电效应的理解【解析】由于红外线的频率低于紫外线的频率，所以换红外线灯照射锌板时，不一定能发生光电效应，验电器的指针夹角也不一定会变小，A错误；爱因斯坦光电效应方程Ek=hν－W0表明，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν成一次函数关系，而不是成正比关系，B错误；锌板原来带负电荷，用一个带正电荷的导体球接触锌板，如果正电荷的电荷量远大于负电荷，则验电器张开的指针夹角可能会变大，C正确；对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，所以用强度较弱的紫外线灯照射锌板时，产生的光电子较少，D错误。

例4C

光电效应的分析思路要点总结常见的四类图像考向二光电效应中的图像图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线

(1)截止频率：图线与横轴交点的横坐标νc(2)逸出功：图线与纵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遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线

(1)截止频率：图线与横轴交点的横坐标νc(2)遏止电压Uc随入射光频率ν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)图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量入射光的颜色不同时，光电流与电压的关系图线

(1)遏止电压Uc1、Uc2(2)饱和电流Im1、Im2(3)最大初动能Ek1=eUc1，Ek2=eUc2入射光的颜色相同、强度不同时，光电流与电压的关系图线

(1)遏止电压：图线与横轴的交点的横坐标Uc(2)饱和电流：光电流的最大值Im1、Im2(3)最大初动能：Ek=eUc

例5BC甲

乙

丙

丁

(2025·浙江1月选考)如图甲所示，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，两者关系如图乙所示。下列说法中，正确的是(

)A.分别射入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处最小德布罗意波长，P大于QC.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.对应于图乙中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q例6BC甲

乙

解答光电效应的图像问题的三个“关键”(1)明确图像的种类。(2)弄清图像的纵轴、横轴截距的物理意义。(3)选准光电效应的有关方程。技能点拨

考点三光的波粒二象性与物质波波动性粒子性波粒二象性

德布罗意德布罗意波(多选)(2022·浙江1月选考)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量为9.1×10－31kg，普朗克常量取6.6×10－34J·s，下列说法中，正确的有(

)A.发射电子的动能约为8.0×10－15JB.发射电子的物质波波长约为5.5×10－11mC.只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D.如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样例7

BD(2025·浙江6月选考)一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样。下列说法中，正确的是(

)A.该实验表明电子具有粒子性B.图中亮纹为电子运动的轨迹C.图中亮纹处电子出现的概率大D.电子速度越大，中心亮斑半径越大例8

C一名运动员正以10m/s的速度奔跑，已知他的质量为60kg，普朗克常量h=6.6×10－34J·s，试估算他的德布罗意波长。为什么我们观察不到运动员的波动性？拓展

1.原子结构(1)电子的发现：物理学家_________________发现了电子。

(2)α粒子散射实验：1909年，物理学家___________和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿________方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的___________和几乎全部________都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

考点四原子结构和氢原子光谱J.J.汤姆孙卢瑟福原来正电荷质量

波长特征谱线如图所示的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是(

)

A.α粒子与原子中的电子发生碰撞B.正电荷在原子中均匀分布C.原子只能处于一系列不连续的能量状态中D.原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的核上例9D【解析】当α粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大的库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，只有极少数发生大角度的偏转，而绝大多数基本沿直线方向前进，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里。D正确。

例10C

考点五玻尔原子理论能级跃迁量子化n2r1量子化稳定状态－13.6

eV

2.电离(1)电离态：n=∞，E=0。(2)电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。(3)若吸收能量足够大，则克服电离能后，获得自由的电子还具有动能。1.处于基态的氢原子可以吸收能量为11

eV的光子而跃迁到高能级。(

)2.一个氢原子处于n=5激发态，向基态跃迁时，可能辐射出10种不同频率的光子。(

)3.氢原子吸收或辐射光子的频率条件是hν=En－Em(m＜n)。(

)4.氢原子各能级的能量指电子绕核运动的动能。(

)5.玻尔理论能解释所有元素的原子光谱。(

)✕✕√✕✕(2022·浙江6月选考)如图所示为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法中，正确的是(

)A.逸出光电子的最大初动能为10.80eVB.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D.用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态例11B

例12B

课时作业答案速对第十六单元第40讲能量量子化光电效应原子结构题号12345答案CABDCD题号678910答案BAADADC1.关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法中正确的是(

)A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C.光电效应揭示了光的粒子性D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性C2.在T1、T2两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像如下图所示，则下列关于黑体辐射的说法，正确的是(

)A.T1＞T2B.随着温度的升高，黑体辐射的峰值向长波方向移动C.图像与坐标轴围成的面积相等且都是1D.黑体不仅可以反射电磁波，还可以向外辐射电磁波【解析】因为温度为T1时辐射强度的峰值较大，所以T1＞T2，A正确；随着温度的升高，黑体辐射的峰值向短波方向移动，B错误；图像与坐标轴围成的面积不相等，C错误；黑体不反射电磁波，D错误。A

B4.(2025·浙江6月选考)一束α粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，元电荷e=1.6×10－19C，金原子序数为79，不考虑α粒子间的相互作用，下列说法中，正确的是(

)A.沿轨迹1运动的α粒子受到的库仑力先做正功，后做负功B.沿轨迹2运动的α粒子到达P时动能为0、电势能最大C.位于图中虚线圆周上的3个α粒子的电势能不相等D.若α粒子与金原子核距离为10－14m，则库仑力数量级为102

ND

5.(多选)(2023·浙江1月选考)氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图甲所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法中，正确的是(

)A.图甲中的Hα对应的是ⅠB.图乙中的干涉条纹对应的是ⅡC.Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量D.P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大CD甲

乙

丙丁

6.原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，下列说法中，正确的是(

)A.①的能量大于③的能量B.②的波动性比④明显C.经同一障碍物时，④比③更容易发生明显衍射D.用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能小于Ek【解析】由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，A错误；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E=hν可知②的频率小于④的频率，②的波长大于④的波长，则②的波动性比④明显，同理可得③的波长大于④的波长，经同一障碍物时，③比④更容易发生明显衍射，B正确，C错误；可知④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ek=hν－W0，则用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能大于Ek，D错误。B

A

AD9.(多选)图甲所示实验装置中阴极K由金属M制成，由此装置测出金属M的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系如图乙所示。已知普朗克常量h=6.626×10－34J·s。下列说法中，正确的有(

)A.测量遏止电压时应将图甲中滑片P向a端移动B.图乙中直线的斜率为普朗克常量hC.由图乙可知金属M的逸出功约为4.27