2027届新高考物理热点精准复习　光电效应　波粒二象性

2027届新高考物理热点精准复习光电效应波粒二象性内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1.知道普朗克黑体辐射理论，了解微观世界的量子化特征.2.了解光电效应现象，知道爱因斯坦光电效应方程及其意义.3.能根据实验结论说明光的波粒二象性，知道实物粒子具有波动性．核心体系活动方案活动一了解微观世界的量子化特征[2025南通海门抽测]利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1700K和1500K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是(

)1ABCDB【解析】

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，随着温度升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确．黑体及其辐射的实验规律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)对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除了与________有关，还与材料的________及表面状况有关．(2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关．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．完全吸收温度种类温度增加短[2026镇江期末]如图所示，一点光源以功率P向四周均匀地辐射波长为λ的光，已知在A处单位时间内垂直通过单位面积的光子数为n，普朗克常量为h，真空中光速为c.求：(1)每个光子的能量；(2)A点与点光源的距离r.2能量子1.定义：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．2.能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．一般取h＝6.63×10－34J·s.活动二分析光电效应现象在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子．一、光电效应规律

如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(

)3A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流D【解析】

光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，光电流不会增大，故A错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；波长为λ1(λ1>λ0)的光的频率有可能大于截止频率，电路中可能有光电流，故C错误；波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于截止频率，电路中一定有光电流，故D正确．1.光电效应的四个规律．(1)存在____________.每种金属都有一个截止频率或极限频率．(放不放光电子，看入射光的最低频率是否大于金属的截止频率)(2)存在____________.光电流的强度与入射光的强度成正比．(放多少光电子，看光的强度)(3)存在____________.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(光电子的最大初动能大小，看入射光的频率和金属的逸出功W0)(4)光电效应具有________性．当光的频率超过截止频率，照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(要放光电子，瞬时放)截止频率饱和电流遏止电压瞬时2.光电效应的研究思路．(1)两条线索：(2)两条对应关系：入射光强度大→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→光电子的最大初动能大．

现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是(

)A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流不变B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生1C【解析】

根据光电效应实验得出的结论：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，故A、B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；保持入射光的光强不变，若低于截止频率，则没有光电流产生，故D错误．二、光电效应方程[2025苏州三模]如图所示是研究光电效应的实验装置．大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子能量为12.09eV，用此光束照射到光电管电极K上．移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零．图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置．则(

)4A．要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动B．不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是相同的C．电极K处金属的逸出功是7eVD．从图示位置滑动滑片P，微安表的读数可能先增加后不变D【解析】

要使微安表的示数恰好为零，光电管应接入反向电压，即K板电势高于A板电势，则滑片P应由图示位置向a端移动，故A错误；根据eUc＝Ek＝hν－W0，可知不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是不同的，故B错误；用光子能量为12.09eV照射到光电管电极K上，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零，可知遏止电压为7V，根据eUc＝Ek＝hν－W0，可得逸出功为W0＝hν－eUc＝12.09eV－7eV＝5.09eV，故C错误；图示电压趋近于零，未能达到饱和电流，若从图示位置向b端滑动滑片P，正向电压增大，则微安表的读数会先增加后不变，故D正确.1.光电效应中三个重要关系．(1)爱因斯坦光电效应方程：______________.(2)光电子的最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系是____________.(3)逸出功W0与极限频率νc的关系是___________.Ek＝hν－W0Ek＝eUcW0＝hνc2.光电管上加正向与反向电压情况分析．(1)光电管加正向电压的情况：①P右移时，参与导电的光电子数增加；②P移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都参与了导电，光电流恰好达到最大值；③P再右移时，光电流不再增大．(2)光电管加反向电压的情况：①P右移时，参与导电的光电子数减少；②P移到某一位置时，所有逸出的光电子恰好都不参与导电，光电流恰好为0，此时光电管两端加的电压为遏止电压；③P再右移时，光电流始终为0.

[2025江苏卷]江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息．光电倍增管阴极金属材料的逸出功为W0，普朗克常量为h.(1)求该金属的截止频率ν0；(2)若频率为ν的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能Ek.2[2025南京阶段练习]如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝500nm的钠制成，用波长λ＝300nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U＝2.1V，饱和电流的值I＝0.56μA.普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，元电荷电量e＝1.6×10-19C.(1)求每秒内由K极发射的光电子数；3(2)求光电子到达A极时的最大动能．如果电势差U不变，而照射光的强度增加到原值的三倍，此时光电子到达A极时最大动能是多大？(光速c＝3×108m/s，结果均保留两位有效数字．)(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I0表示光压．一台发光功率为P0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.代入数据解得Ek＝6.0×10-19J.根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电势差U不变，则光电子到达A极的最大动能不变，仍为6.0×10-19J.三、光电效应图像

用图甲装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图乙中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，下列说法正确的是(

)5甲乙BA．开关S扳向1时，测得的数据得到的是I轴左侧的图线B．b光的光子能量大于a光的光子能量C．用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功D．b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能光电效应的四类图像图像名称图线形状读取信息最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线①截止频率(极限频率)：横轴截距②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h图像名称图线形状读取信息遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc：横轴截距②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大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颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压Uc：横轴截距②饱和光电流Im：电流的最大值③最大初动能：Ekm＝eUc图像名称图线形状读取信息颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压Uc1、Uc2②饱和光电流③最大初动能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

[2025南通一模]用图示装置研究光电效应的规律，ν为入射光的频率，Uc为遏止电压，I为电流表示数，U为电压表示数．下列反映光电效应规律的图像可能正确的是(

)4ABCDC

[2025南通中学检测]在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能Ekmax与入射光波长λ的关系如图所示，Ekmax＝－E0为图像的渐近线，真空中光速为c，则(

)5B活动三理解波粒二象性[2022江苏卷]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6B光的波粒二象性的规律．(均选填“粒子”或“波动”)(1)从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为________性；大量光子的作用效果往往表现为________性．(2)从频率上看：频率越低________性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高________性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象．(3)从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出________性；在与物质发生作用时往往表现为________性．粒子波动波动粒子波动粒子

[2025南通二模]康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现了部分X射线的波长变长，X射线波长变长，则(

)A．速度变小 B．频率变大C．动量变小 D．能量变大6C

[2023江苏卷