文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
第67 讲 光电效应 波粒二象性
目录
01 考情解码·命题预警.............................................................................................................................................2
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................................3
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................................4
考点一 黑体辐射 能量子 ....................................................................................................4
知识点1 黑体辐射 能量子.................................................................................................................... 4
考向1 黑体辐射 能量子........................................................................................................................ 5
考点二 光电效应............................................................................................................................6
知识点1 光电效应及其光电效应规律............................................................................................6
知识点2 光电效应图像问题.................................................................................................................... 7
考向1 光电效应及光电效应方程的应用................................................................................................8
考向2 光电效应图像问题..............................................................................................................12
考点三 波粒二象性......................................................................................................................14
知识点1 波粒二象性.............................................................................................................................. 14
考向1 波粒二象性.................................................................................................................................. 15
04 真题溯源·考向感知.........................................................................................................................................16
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
考点
要求
考频
2025 年
2024 年
2023 年
光电效应
理解
低频
2024.湖南T1
\
光的波粒二象性
2024.湖南T1
考情分析：
1.命题形式：选择题非选择题
2.命题分析：湖南高考对光电效应和波粒二象性的考查较少，大多以选择题中出现，题目难度要求大多不
是太高，较为基础。
3.备考建议：本讲内容备考时候，需理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、最大初
动能、截止频率等物理量，会分析光电效应的图像问题，理解物质波的概念，理解光的波粒二象性。
4.命题情境：
主要与光的波动性相联系
5.常用方法：图像法、公式法
复习目标：
1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.
2.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.
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
考点一 黑体辐射 能量子
知识点1 黑体辐射 能量子
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与 有关外，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，如图1。
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
图1
3.能量子
(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收，这
个不可再分的最小能量值ε 叫做能量子。
(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 被称为普朗克常量。h＝
6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)。
(3)发光功率与单个光子能量的关系：
发光功率P＝n·ε，其中n 为单位时间发出的光子数目，ε 为单个光子的能量。
考向1 黑体辐射 能量子
例1．（2025·湖南·一模）中国科学家在国际上刊文宣布，通过我国高海拔宇宙线观测站“拉
索”，在人类历史上首次找到能量高于1 亿电子伏特的宇宙线起源天体。已知普朗克常量
，电子的电荷量
，人眼能看见的最高能量的可见光为频
率
的紫光，该紫光光子能量约为（ ）
A．1.2eV
B．3.2eV
C．4.1eV
D．5.1eV
【变式训练1·变考法】（2025·湖南娄底·模拟预测）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．光子的能量为
B．光子的动量为
C．单位时间内激光器发射的光子数为
D．在时间内激光器发射的光子数为
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
考点二 光电效应
知识点1 光电效应及其规律
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，这个现象称为光电效应，这种电子常被称为
。
(2)光电效应的产生条件
入射光的频率 金属的截止频率。
(3)光电效应规律
①每种金属都有一个截止频率νc，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
无关，只随入射光频率的增大而 。
③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。
④当入射光的频率大于或等于截止频率时，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，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
.
2.爱因斯坦光电效应方程
(1)光电效应方程
①表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝ 。
②物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功
W0，剩下的表现为逸出后电子的 。
(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的 ，W0＝hνc＝h.
(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的
最大值.
知识点2 光电效应图像问题
图象名称
图线形状
获取信息
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)νc：图线与ν
轴交点的横坐标
②逸出功W0：图线与Ek轴交点的纵
坐标的绝对值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量h：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νc：图线与横轴的交点
的横坐标
②遏止电压Uc：发生光电效应时，
随入射光频率的增大而增大
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
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)
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：图线与横轴的交点
的横坐标
②饱和电流：电流的最大值
③最大初动能：Ek＝eUc
颜色不同时，光电
流与电压的关系
①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
考向1 光电效应及光电效应方程的应用
例1 （2025· 湖南省长沙市邵阳市等多校联考高三5 月三模）如图所示为研究光电效应的实验电路图，以
下说法正确的是（ ）
A. 光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的
B. 爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说
C. 将图中的滑片由C 端向D 端移动过程中电流表示数可能一直在增大
D. 用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出
思维建模 分析光电问题技巧
【变式训练1】（2025· 湖南省长沙市湖南师范大学附属中学高三下学期一模）下列说法正确的是
（ ）
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A. 图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长
B. 在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图乙所示，则a 一定是非
晶体，b 一定是晶体
C. 图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较低的方向移动
D. 图丁光电效应实验中滑动变阻器的触头向右移动，电流表的示数一定增大
【变式训练2·】（2025·湖南长沙麓山外国语实验中学·一模）如图，间距为d 的A、K 极板足够大，将一
束频率恰等于阴极K 截止频率的光射向阴极K，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为
时，保持滑
片位置不变，此时电流表有一定示数，已知电子的质量为m，电荷量大小为e。现在A、K 间加一垂直纸
面向里、平行于极板平面的可变磁场，调节磁场的磁感应强度大小的取值，下列磁场的磁感应强度大小的
值可以使电流表示数变为零的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练3·变考法】（2025·河北石家庄·三模）用如图所示的实验装置研究光电效应，滑动变
阻器滑片P 位于中间位置，当用某单色光照射金属阴极K 时，观察到光电流。下列说法正确
的是（ ）
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．增大入射光强度，光电子的最大初动能将增大
B．入射光频率越高，饱和光电流一定越大
C．将滑动变阻器滑片P 滑至最左端时，没有光电流
D．施加反向电压时，遏止电压由入射光频率和阴极金属材料决定
考向2 光电效应图像问题
例1 （2025·全国·模拟预测）如图1 所示，分别用单色光a、b 照射光电管的阴极K，其光电
流I 随光电管两端电压U 的变化规律如图2 所示。下列说法正确的是（ ）
A．a 光的频率大于b 光的频率
B．真空中a 光传播的速度大于b 光传播的速度
C．a 光光子的动量小于b 光光子的动量
D．两种光经过同一障碍物，b 光更容易发生明显衍射
【变式训练1·变考法】2025·河南·二模）太阳能光伏发电将光能转换成电能，其原理是光电效应。
如图所示为某金属材料发生光电效应时，光电子的最大初动能
与入射光波长
的关系图
像，图像与横轴的交点为a，图像的虚线部分无限趋近
这条直线，普朗克常量为
h，则光在真空中的速度为（ ）
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．
B．
C．
D．
【变式训练2·变考法】（2025·山东潍坊·二模）在光电效应实验中，小明用甲、乙、丙三种光分
别照射同一光电管，得到的光电流I 与电压U 的关系曲线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲光照射时光电子的最大初动能比丙光大
B．甲光的强度比丙光大
C．甲光的频率比乙光大
D．乙光的波长比丙光长
考点三 波粒二象性
知识点1 波粒二象性
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 。
(2)光电效应说明光具有 。
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 。
2.物质波
任何一个运动着的物体，小到微观粒子、大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝，p 为运动物
体的动量，h 为普朗克常量.
3.概率波
光的干涉现象是大量光子的运动遵循波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 的地方，暗条纹是光子
到达概率 的地方，因此光波又叫概率波。
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
考向1 波粒二象性
例1 （2025·湖南·模拟预测）当某种光照射某新材料时，若发生光电效应，具有最大初动能
的光电子形成相干电子束。用该电子束照射间距为d 的双缝，在与双缝相距为L 的观测屏上
形成干涉条纹，测得第1 条亮纹与第5 条亮纹中心的间距为Δx。已知电子的质量为m，普朗
克常量为h，该新材料的逸出功为W0，则该光的频率为（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式训练1·变考法】（2025·湖南大联考·一模）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．爱因斯坦提出能量子，成功解释了黑体辐射的规律
B．光电效应实验中，光强越强，光电子逸出时的最大初动能越大
C．康普顿效应表明光子既具有能量，又具有动量
D．德布罗意认为光具有波粒二象性，而实物粒子没有波动性
【变式训练2·变考法】（2025·河南·模拟预测）国产光刻机实验中采用电子束曝光技术，通过控
制电子束的德布罗意波长实现纳米级雕刻精度。已知电子经电压为
的电场加速，
取普朗克常量
，电子电荷量
，电子质量
，
不考虑相对论效应。则该电子的德布罗意波长约为（ ）
A．
B．
C．
D．
1．（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
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
2．（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，
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
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
3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120 实现了超高分
辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经
电压加速后，其德布罗意波长为
，若加速电压为
，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（
）
A．
B．
C．
D．
4．（2025·山东·高考真题）在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3 的
金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能
的大小关系正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2025·浙江·高考真题）如图1 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2 所示。下列说法正确的是（
）
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q 的中央亮纹比R 宽
B．P、Q 产生的光电子在K 处最小德布罗意波长，P 大于Q
C．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2 中的M 点，单位时间到达阳极A 的光电子数目，P 多于Q
6．（2025·广东·高考真题）有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这
两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为
，下列说法正确的是（ ）
A．使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子
B．使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于
C．频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子
D．频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于
7．（2024·湖南·高考真题） 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部分
D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
8．（2024·江苏·高考真题）如图所示，纳原子在几个能级间跃迁时辐射的光的波长分别为
、
、
和
。其中只有一种波长的光能使某种金属发生光电效应，该光的波长为（ ）
A．λ1
B．λ2
C．λ3
D．λ4
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
13
