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专题37 光电效应 波粒二象性
核心考点
考点梳理1 黑体辐射、能量子.............................................................................................................................1
母题考点一 黑体辐射、能量子............................................................................................................................1
考点梳理2 光电效应.............................................................................................................................................4
母题考点二 光电效应............................................................................................................................................5
考点梳理1 黑体辐射、能量子
1．热辐射的特点
(1)在任何温度下，任何物体都会发射电磁波，并且其辐射强度按波长的分布情况随物
体的温度而有所不同。
(2)在一定温度下，不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同。
2．能量子的理解
(1)物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν 的整数倍。
(2)微观世界中的物理系统，如原子、分子和离子等，其能量正如普朗克所假设的那
样，只能取某些特定的值，即能量是量子化的。
母题考点一 黑体辐射、能量子
【母题1】（2025·浙江·高考真题）光子能量
，式中
是光子的频率，h 是普朗克常
量。h 的单位是（ ）
A．
B．
C．
D．m
【答案】A
【详解】根据公式
，能量
的单位是焦耳（），频率
的单位是赫兹（
，即
）。因此，普朗克常量
的单位为
故选A。
【练1】（2025·甘肃平凉·模拟预测）四种温度下黑体的辐射强度与λ 的关系如图所示，其中
1700K 时辐射强度最大的为a 光，1100K 时辐射强度最大的为b 光，下列说法正确的是
（ ）
A．a 光的频率小于b 光的频率
B．若用b 光照射某金属材料没有发生光电效应，则换用a 光照射也一定不会发生光电效
应
C．a 光光子的能量大于b 光光子的能量
D．a 光光子的动量小于b 光光子的动量
【答案】C
【详解】A．根据黑体辐射的规律可知，温度升高时辐射强度的极大值向波长较短的方向移
动，则a 光的频率大于b 光的频率，故A 错误；
B．因a 光的频率大于b 光的频率，若用b 光照射某金属材料没有发生光电效应，若
，
举一反三
则换用a 光照射会发生光电效应，而
时，换用a 光照射不会发生光电效应，可知换用
a 光照射不一定发生光电效应，故B 错误；
C．因
，则可知
，即a 光光子的能量大于b 光光子的能量，故C 正确；
D．光子的动量为
，因
，则a 光光子的动量大于b 光光子的动量，故D 错
误。
故选C。
【练2】（2025·浙江绍兴·二模）我国物理学家曾谨言曾说：“20 世纪量子物理学所碰到的问
题是如此复杂和困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体
系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相关，其内容正确的是（ ）
A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的
B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径
C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长
D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关
【答案】A
【详解】A．普朗克黑体辐射理论提出微观粒子的能量是分立的，A 正确；
B．玻尔的氢原子模型认为电子绕核运动的轨道不是任意半径，B 错误；
C．德布罗意的“物质波”假设认为实物粒子也具有波动性，波长
，C 错误；
D．爱因斯坦的光电效应理论认为光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D 错误。
故选A。
【练3】（2025·陕西西安·一模）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子理论
的说法正确的是（ ）
A．光电效应实验中，绿光照射可以让电子逸出，则改用黄光照射也可以让电子逸出
B．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
C．康普顿在研究石墨对X 射线散射时，发现散射后有波长大于原波长的射线
D．德布罗意认为电子具有波动性，但是质子不具有波动性
【答案】C
【详解】A．产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，黄光的频率小于绿光，
若绿光能使金属发生光电效应，则黄光不一定能使该金属发生光电效应，即改用黄光照射不
一定可以让电子逸出，故A 错误；
B．普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，不是连续的，故B 错误；
C．石墨对X 射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光
子动量变小，根据
可知波长变长，故C 正确；
D．德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D 错误。
故选 C。
考点梳理2 光电效应
1．与光电效应有关的两组概念对比
(1)光电子的初动能与光电子的最大初动能：从金属表面直接向外飞出的光电子，只需
克服原子核的引力做功，此时，光电子具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电
子的最大初动能。
(2)光电流与饱和光电流的决定因素：光电流与入射光的强度和所加电压有关；饱和光
电流是光电流的最大值，与所加电压无关，随入射光强度的增大而增大。
2．两条对应关系
(1)入射光频率一定，光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
3．三个重要关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。
(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hν0。
4．光电效应图像
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Ekm与
入射光频率ν 的关
系图线
①极限频率：图线与ν 轴交点的横坐
标ν0
②逸出功：图线与Ek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
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
②饱和光电流I m：电流的最大值
③最大初动能：Ekm＝eUc
颜色不同时，光电
流与电压的关系
①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和光电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
遏止电压Uc与入
射光频率ν 的关系
图线
①截止频率ν0：图线与横轴的交点
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
电子电量的乘积，即h＝ke。(注：此
时两极之间接反向电压)
母题考点二 光电效应
【母题2】（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（ ）
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
【答案】BC
【详解】A．根据
因Q 的截止电压大于R，可知Q 的频率大于R 的频率，Q 的波长小于R 的波长，则分别射
入同一单缝衍射装置时，R 的衍射现象比Q 更明显，则Q 的中央亮纹比R 窄，选项A 错
误；
B．同理可知P、Q 产生的光电子在K 处Q 的最大初动能比P 较大，根据
可知最小德布罗意波长，P 大于Q，选项B 正确；
C．因Q 对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据
可知三束光中Q 对应的能级最高，选项C 正确；
D．对应于图2 中的M 点，P 和Q 的光电流相等，可知P 和Q 单位时间到达阳极A 的光电
子数目相等，选项D 错误。
故选BC。
举一反三
