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第53 讲 光电效应 波粒二象性
目录
01 课标达标
练.................................................................................................................................................................................1
题型01 光电效应的理解及规律.............................................................................................................................1
题型02 光电效应方程的应用.................................................................................................................................2
题型03 EK-ν 图像................................................................................................................................................4
题型04 Uc-ν 图像....................................................................................................................................................5
题型05 I-U 图像.....................................................................................................................................................6
题型06 对康普顿效应的理解...............................................................................................................................7
题型07 对波粒二象性的理解...............................................................................................................................8
题型08 德布罗意波长的计算...............................................................................................................................9
02 核心突破练.....................................................................................................................................................10
03 真题溯源练.....................................................................................................................................................14
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01 光电效应的理解及规律
1．（24-25 高三上·福建三明·开学考试）如图所示，一静电计与锌板相连，用一紫外线灯照射锌板，关灯
后，静电计指针保持一定偏角。完成下列填空：
(1)紫外线照射锌板， 能量被电子吸收（选填“光子”“光电子”或“光球”）。
(2)静电计带 ；锌板带 （选填“负电荷”或“正电荷”）。
(3)用一带少量负电荷的金属小球与锌板接触，静电计指针偏角将 （选填“增大”“减小”或
“不变”）。
(4)使静电计指针不偏转，再用相同强度的黄光灯照射锌板，静电计指针无偏转。那么，若改用光照强度更
大的红光灯照射锌板，可观察到静电计指针 （选填“有”“无”或“可能”）偏转。
2．（2023·福建）在物理学史的发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下
列学术符合史实的是（ ）
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁存在联系
B．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定线圈中会出现感应电流
C．普朗克为解释黑体辐射的实验结果提出了量子论的假说。
D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说的假说
2
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02 光电效应方程的应用
3．（2025·福建龙岩·二模）某种原子能级跃迁时放出三种频率分别为
、
、
的光子，且
。
若用这三种光照射图中的光电管时均能发生光电效应，则用频率为 （填“
”“
”或“
”）
的光照射时逸出光电子的最大初动能最大。欲使电流计G 示数为零，应将滑片P 向 （填向“左”
“右”）移动。
4．（24-25 高三上·福建·模拟练习）研究光电效应现象的实验装置如图所示。闭合开关S，当用单色光（光
子能量为4.7eV）照射到光电管阴极上时，电流表示数大于零。移动滑动变阻器的触头，当电压表的示数
大于或等于2.4V 时，电流表的示数为0，光电管阴极的逸出功为
，用光子能量为5.0eV 的单色光
照射光电管阴极，光电子的最大初动能为 eV，对应的遏止电压为 V。
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03 EK-ν 图像
5．（2024·福建·三模）用不同频率的光照射锌板的表面，可得光电子最大初动能
随入射光频率
的变化
图像如图所示，图线与横轴、纵轴的截距分别为a、
，则锌的逸出功为 ，普朗克常量h 可
表示为 。（结果均用a、b 表示）
04 Uc-ν 图像
6．如图1 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
，便会触发报警系统。金
属钠的遏止电压
随入射光频率
的变化规律如图2 所示，则（ ）
A．要使该探测器正常工作，光源S 发出的光波波长不能小于
B．图2 中图像斜率的物理意义为普朗克常量h
C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是
个
D．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是可行的
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05 I-U 图像
7．（2024·福建厦门·二模）在研究光电效应实验中，光电管的阴极材料为铯（Cs），用某一频率的光照射，
实验测得光电流I 随光电管两端电压U 变化图像如图所示，图像与横轴交点为
，已知铯的逸出功为
W，普朗克常量为h，电子电荷量的绝对值为e，则该实验产生的光电子的最大初动能为 ，入射光
的频率为 。
8．（2024 高三上·福建三明·模拟练习）研究光电效应实验的电路如甲图所示，实验中光电流与电压的关系
如乙图所示。乙图中①、②两束入射光较强的是光束 （选填“①”或“②”）；光束①比光束③
的频率 （选填“大”或“小”或“相等”）；用光束①照射K 极时，逸出的光电子的最大初动能
（已知电子电量为e）。
06 对康普顿效应的理解
9．（2023 高三上·福建龙岩）下列说法中正确的是（ ）
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A．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射
后波长变长
B．a 粒子散射实验中少数a 粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一
C．由波尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时
电子的动能减少，电势能增大
D．原子核发生α 衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
E．有核能释放的核反应一定有质量亏损
07 对波粒二象性的理解
10．（2025 高三·福建·专题练习）氢原子在量子物理和计量学领域扮演着举足轻重的角色。氢原子部分能
级图如图所示，大量处于
能级的氢原子向较低能级跃迁时，发射a、b、c 三种光子，其中a 是红光。
下列说法正确的是（ ）
A．三种光子的波长满足
B．三种光子的频率满足
C．b 光可能为红外线
D．三种光相比，a 光的粒子性更显著
11．关于光的波粒二象性，正确的说法是( )
A．光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著
B．光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著
C．频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性
D．个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性
08 德布罗意波长的计算
12．（2025·四川·高考真题）某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10−10m 的狭缝。下列粒子束穿过
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该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是（ ）
A．德布罗意波长约为7.9×10−13m 的中子
B．德布罗意波长约为8.7×10−12m 的质子
C．德布罗意波长约为2.6×10−11m 的氮分子
D．德布罗意波长约为1.5×10−10m 的电子
1．（2024·福建泉州·二模）被称为“火焰发现者”的火灾报警器，其光电管的阴极对室内灯光中的紫外线
毫无反应，只有被明火中的紫外线照射时才会产生光电流而引起报警。已知光电管阴极的金属发生光电效
应的截止频率为
，灯光中紫外线的频率为
，明火中紫外线的频率为
，则
（选填“>”“<”）；
已知普朗克常量为h，发生火灾时从光电管逸出的光电子的最大初动能为 。
2．（2025·福建·模拟预测）甲图，一群处于
能级的氢原子受到动能为
的自由电子碰撞
（填“能”或“不能”）跃迁至
能级；从
跃迁至
能级释放出的谱线称为“巴尔末系”，现
从
、
、
三个能级跃迁至
能级产生的光子照射至乙图的光电管，形成的
图线如丙
图所示，则从
跃迁至
所形成的
图线为丙图中的 （填“a 光”、“b 光”或“c
光”）。
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3．（2024·福建福州·一模）某同学用如图甲所示的装置进行光电效应实验。用波长为
的光照射阴极K，
保持滑动变阻器的下滑片不动，调节滑动变阻器的上滑片P、测得流过灵敏电流计的电流I 与AK 之间的电
势差
满足如图乙所示的规律，已知电子的电荷量大小为。阴极材料的逸出功为
，下列说法正确的
是（ ）
A．将滑动变阻器的滑片P 由最左端向右移动的过程中电流I 逐渐增大
B．若用波长为
的光照射阴极K，则遏止电压将变为
C．只增加入射光的光照强度，
的绝对值会变大
D．只增加入射光的光照强度，电流I 的最大值会变大
4．（2024·福建福州·模拟预测）一群处于
能级的氢原子，向低能级跃迁的过程中能发出6 种不同频率
的光。将这些不同频率的光分别照射到图甲所示电路的阴极K 表面的金属上，只能测得2 条电流随电压变
化的图像，如图乙所示。已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．动能为1eV 的电子能使处于
能级的氢原子电离
B．图乙中的a 光光子能量为12.75eV
C．图乙中的a 光是氢原子从
能级向基态跃迁发出的
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D．阴极金属的逸出功可能为
5.（2025·福建福州·模拟预测）平行光a 垂直射向一半径为R 的玻璃半球的平面，其截面如图所示，发现只
有P、Q 之间所对圆心角为60°的球面上有光射出，若仅将a 平行光换成b 平行光，测得有光射出的范围增
大，则（ ）
A．玻璃对a 的折射率比对b 的折射率小
B．在真空中传播，b 光的传播速度较大
C．分别通过同一双缝干涉装置，b 光的相邻亮条纹间距大
D．若a 光照射某金属表面能发生光电效应，b 光也一定能
1．（2025·重庆·高考真题）在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，
吸收一个沿相反方向运动的能量为E 的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P。普朗克常
量为h，光速为c，则（ ）
A．光子的波长为
B．该原子吸收光子后质量减少了
C．该原子吸收光子后德布罗意波长为
D．一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
2．（2025·江苏·高考真题）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
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信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为
，普朗克常量为h。
(1)求该金属的截止频率
；
(2)若频率为
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
。
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