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专题38 光电效应
考点
三年考情（2022-2024）
命题趋势
考点1 光电
效应
（5 年4 考）
2024 年高考海南卷：研究光电效应。
2024 年1 月高考浙江卷：金属极板M 受到紫外
线照射会逸出光电子。
2022 年高考河北卷：密立根于1916 年发表的纳
金属光电效应的遏止电压
与入射光频率
的
实验曲线。
2022 年1 月浙江选考：研究光电效应的装置可
用于分析光子的信息。
1. 光电效应是高考考查频率较高
的知识，命题一般是以光电效应
实验装置、图像等切入，重点考
查灵活运用知识的能力。
2. 波粒二象性的知识点主要有：
光子的能量、动量及其与波长、
频率的关系，德布罗意物质波假
设及其相关知识点；命题一般围
绕这些知识点，重点考查对这些
知识点的理解和掌握。
考点2 波粒二
象性
（5 年2 考）
2024 年高考湖南卷）量子技术是当前物理学应
用研究的热点。
2024 年高考新课程卷：三位科学家由于在发现
和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023 年
诺贝尔化学奖。
2023 年6 月高考浙江选考科目）有一种新型光
电效应量子材料。
2022·全国理综乙卷·17：一点光源以113W 的功
率向周围所有方向均匀地辐射光。
2023 年高考海南卷：激光发射器功率为
，发
射波长为
的光。
1
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考点01 光电效应
1. （2024 年高考海南卷）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关
，用频率为
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
，已知电子电荷量为e，
普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
A. 其他条件不变，增大光强，电压表示数增大
B. 改用比
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
，电流表示数仍为零
D. 光电管阴极材料的截止频率
11. （2024 年1 月高考浙江卷）如图所示，金属极板M 受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为
。
正对M 放置一金属网N，在M、N 之间加恒定电压U。己知M、N 间距为d（远小于板长），电子的质量
为m，电荷量为e，则（ ）
A. M、N 间距离增大时电子到达N 的动能也增大
B. 只有沿x 方向逸出的电子到达N 时才有最大动能
C. 电子从M 到N 过程中y 方向位移大小最大为
2
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D. M、N 间加反向电压
时电流表示数恰好为零
2. （2022 年高考河北卷）如图是密立根于1916 年发表的纳金属光电效应的遏止电压
与入射光频率
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
B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为普朗克常量h
D. 遏止电压
与入射光频率
成正比
3. （2022 年1 月浙江选考）如图为研究光电效应的装置示意图，该装置可用于分析光子的信息。在xOy 平
面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N 与y 轴平行放置，板N 中间有一小孔O。有一由x 轴、y 轴和以
O 为圆心、圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域Ⅰ，整个区域Ⅰ内存在大小可调、方向垂直纸
面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为B1、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域Ⅰ右侧还有一
左边界与y 轴平行且相距为l、下边界与x 轴重合的匀强磁场区域Ⅱ，其宽度为a，长度足够长，其中的磁
场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M 逸出后经极板间电压U 加速（板间电场视为匀
强电场），调节区域Ⅰ的电场强度和区域Ⅱ的磁感应强度，使电子恰好打在坐标为（a+2l，0）的点上，被
置于该处的探测器接收。已知电子质量为m、电荷量为e，板M 的逸出功为W0，普朗克常量为h。忽略电
子的重力及电子间的作用力。当频率为ν 的光照射板M 时有光电子逸出，
（1）求逸出光电子的最大初动能Ekm，并求光电子从O 点射入区域Ⅰ时的速度v0的大小范围；
3
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（2）若区域Ⅰ的电场强度大小
，区域Ⅱ的磁感应强度大小
，求被探测到的电
子刚从板M 逸出时速度vM的大小及与x 轴的夹角
；
（3）为了使从O 点以各种大小和方向的速度射向区域Ⅰ的电子都能被探测到，需要调节区域Ⅰ的电场强
度E 和区域Ⅱ的磁感应强度B2，求E 的最大值和B2的最大值。
考点02 波粒二象性
1.（2024 年高考湖南卷）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是
（ ）
A. 普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B. 光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面
逸出
C. 康普顿研究石墨对X 射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D. 德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性
2. （2024 年高考新课程卷）三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023 年诺贝尔
化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的
是（ ）
A. 蓝光光子的能量大于红光光子的能量
B. 蓝光光子的动量小于红光光子的动量
C. 在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度
D. 蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
3. （2024 年1 月浙江选考·14） 下列说法正确的是（ ）
A. 相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱
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B. 具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同
C. 电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量
D. 自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化
4．（2023 年6 月高考浙江选考科目）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材
料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d 的双缝，在与缝相距为L 的观测
屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则（ ）
A．电子的动量
B．电子的动能
C．光子的能量
D．光子的动量
5. （2022 新高考江苏卷）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
。
6. （2022·全国理综乙卷·17）一点光源以113W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m 的光，
在离点光源距离为R 处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R
约为（ ）
A. 1 × 102m
B. 3 × 102m
C. 6 × 102m
D. 9 × 102m
7. （2023 高考海南卷） 已知一个激光发射器功率为
，发射波长为
的光，光速为
，普朗克常量为
，
则（ ）
A. 光的频率为
B. 光子的能量为
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C. 光子的动量为
D. 在时间内激光器发射的光子数为
14. （2022 天津学业水平选择性考试）不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和生活中有广泛
的应用。a、b 两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 若a、b 光均由氢原子能级跃迁产生，产生a 光的能级能量差大
B. 若a、b 光分别照射同一小孔发生衍射，a 光的衍射现象更明显
C. 若a、b 光分别照射同一光电管发生光电效应，a 光的遏止电压高
D. 若a、b 光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a 光的干涉条纹间距大
15. （2022 天津学业水平选择性考试）从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳
求知探索从未停歇。
2021 年10 月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提供，
其中一种反应序列包含核反应：
，下列说法正确的是（ ）
A. X 是中子
B. 该反应有质量亏损
C.
比
的质子数多
D. 该反应是裂变反应
16. （2022 新高考福建卷）2011 年3 月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中
含有大量放射性元素
，其衰变方程为
，半衰期为8 天，已知
，
，
，则下列说法正确的是（ ）
A. 衰变产生的
射线来自于
原子的核外电子
B. 该反应前后质量亏损
C. 放射性元素
发生的衰变为
衰变
D. 经过16 天，75%的
原子核发生了衰变
17. （2023 高考江苏学业水平选择性考试） “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
。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；
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（2）太阳辐射硬X 射线的总功率P。
18．（2023 高考北京卷）在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释，比如，当发现
光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别用两种方法做出了解释．
现象：从地面P 点向上发出一束频率为
的光，射向离地面高为H（远小于地球半径）的Q 点处的接收器
上，接收器接收到的光的频率为
．
方法一：根据光子能量
（式中h 为普朗克常量，m 为光子的等效质量，c 为真空中的光速）
和重力场中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的频率
．
方法二：根据广义相对论，光在有万有引力的空间中运动时，其频率会发生变化，将该理论应用于地球附
近，可得接收器接收到的光的频率
，式中G 为引力常量，M 为地球质量，R 为地
球半径．下列说法正确的是（ ）
A．由方法一得到
，g 为地球表面附近的重力加速度
B．由方法二可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长
C．若从Q 点发出一束光照射到P 点，从以上两种方法均可知，其频率会变小
D．通过类比，可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大
19．（2023 高考北京卷）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A．
B．
C．
D．
1．（2023 广东卷）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应
的影响．下列说
法正确的是（ ）
A．Y 是
粒子，
射线穿透能力比
射线强
B．Y 是
粒子，
射线电离能力比
射线强
C．Y 是
粒子，
射线穿透能力比
射线强
D．Y 是
粒子，
射线电离能力比
射线强
【参考答案】D
【名师解析】根据核反应方程遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知Y 是
粒子，由于α 粒子带两个正电荷，
所以射线
射线电离能力比
射线强，D 正确。
3. （2023 天津卷）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（ ）
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A. 核聚变需要在高温下进行
B. 核聚变中电荷不守恒
C. 太阳质量不变
D. 太阳核反应方程式：
9. （2023 高考福建卷）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全
级别世界最高的机组。机组利用
235U 核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为
，则A = _________；Z = _________；若核反应过程中质量亏损1g，释
放的能量为_________J。（光速大小取3.0 × 108m/s）
1.（2023 高考河北卷） 2022 年8 月30 日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在
轨获取的太阳
谱线精细结构。
是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，其对应的能级跃迁过程为（
）
A. 从
跃迁到
B. 从
跃迁到
C. 从
跃迁到
D. 从
跃迁到
【答案】D
【解析】
是氢原子巴耳末系中波长最长
谱线，根据
可知
是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，根据氢原子的能级图，利用玻尔理论中的频率条件
可见能级差越小，频率越低，波长越长。故
对应的能级跃迁过程为从
跃迁到
。
故选D。
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