第十六章 第1讲 光电效应 波粒二象性-【红对勾讲与练·讲义】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

(3)某组同学进行实验时，一同学在记 录数据时漏掉了△V,则在计算bV乘 积时，根据p(V。十△V)一pV。=p△V, 可知他的计算结果与同组正确记录数 据同学的计算结果之差的绝对值会随 力的增大而增大。 1 例4(1)ACD(2)p-V 解析：(1)为防止气体的温度变化，调 节空气柱长度时柱塞应缓慢地向下压 或向上拉，A正确；该实验气体的体积 为V=SL,其中S为空气柱的横截面 积，由于空气柱的横截面积S不变，所 以用L代替V,只需要读取空气柱的 长度，不需要测量空气柱的直径，B错 误，D正确；需要读取压力表示数以确 定气体的压强，C正确。 (2)该组同学猜测空气柱的压强跟体 积成反比。如果想进一步通过图像来 检验这个猜想是否合理，应当利用实 验数据作出力-立图像，若该图像是一 条过原点的直线，则结论成立。 第十六章近代物理 第1讲光电效应 波粒二象性 考点一光电效应规律的应用 …》整合·必备知识《 1.(1)完全吸收(2)①温度种类 ②温度增加较短 2.(1)整数倍(2)hy 3.(1)电子光电子(2)大于或等于 (3)①大于或等于②强度增大 ④正比 高考情境辨析 1.X2.√3.× …》研析·核心考点《… 例1B黑体辐射的实验规律如图所 示，特点是随着温度升高，各种波长的 辐射强度都有增加，所以人体温度升 高时热辐射的强度I增大：随着温度 的升高，辐射强度的峰值向波长较短 的方向移动，所以入减小，故选B。 ↑辐射强度 1700K 1500K 1300K 1100K 0 2" 4λ/um 例2A紫外线进入液体后与在真空中 相比，频率不变，传播速度减小，根据 A=子，可知波长变短：根据=加可 知，光子能量不变，故选A。 例3D当入射光的频率大于金属的截 止频率时就会有光电子从金属中逸 出，发生光电效应现象，并且不需要时 间的积累，瞬间就可以发生，故A、B错 误；该频率的光照射光电管，光的强度 越强，单位时间内射到金属表面上的 光子数越多，单位时间内逸出的电子 数越多，故C错误；当物体从光源和光 电管间通过时，挡住光束，光电效应现 象消失，与光电管连接的电路没有电 流，电磁铁不产生磁场，报警电路中的 开关闭合，故D正确。 考点二光电效应的方程和图像 》整合·必备知识《… (1)hy(2)最小值(3)电子 (4)①hy一-W。②最大初动能 高考情境辨析 1.×2./3.×4.W 》研析·核心考点《 例4D当开关S接1时，由爱因斯坦 光电效应方程eU1=hy1一W。,可知其 他条件不变时，增大光强，电压表的示 数不变，故A错误；若改用比更大 频率的光照射时，调整电流表的示数 为零，而金属的逸出功不变，故遏止电 压变大，即此时电压表示数大于U1,故 B错误；其他条件不变时，使开关S接 2,此时y1>W。,可发生光电效应，故 电流表示数不为零，故C错误；根据爱 因斯坦光电效应方程eU1=hy1一W。, 其中W。=hv。,联立解得光电管阴极材 料的藏止频率为=y-,故D h 正确。 例5Ba的反向過止电压比b的大，由 eU.=hy-W。,可知a的频率比b高，a 的光子能量大，在光强相同的情况下， 单位时间照射到K极上b的光子数 多，打出的光电子数多，饱和电流大， 故选B。 例6B根据光电效应方程和动能定理 有Ek=hv-Wo,Ek=eUe,可得U.= 么，-W,由此可知图线12的斜率为 e 么，由题图可知当光的频率相同时，图 线1的遏止电压大，可知其对应金属材 料的逸出功小，故A错误，B正确；P 对应的光的频率较小，不能确定光的 强度，所以不可以确定饱和光电流的 大小，故C错误：P对应的光的频率较 小，Q对应的光的频率较大，所以照射 同一金属材料，根据Ek=hy一W。知 用Q对应的光比P对应的光逸出的电 子最大初动能大，故D错误。 考点三光的波粒二象性和物质波 …》整合·必备知识《… 1.(1)波动(2)粒子(3)波粒二象 26 高考情境辨析 1.×2./3.×4.X …》研析·核心考点《… 例7D光具有波粒二象性，题图甲说 明少量光子粒子性表现明显，大量光 子波动性表现明显，故A、B错误；题图 乙是电子束的衍射实验，说明实物粒 子具有波动性，而不是光子具有波动 性，故C错误，D正确。 例8BC所有光波在真空中传播的速 度相同，D错误；由光子频率与波长公 式=子，能量公式E=心，动量与波 长公式力三入可知，中性氢辐射的光 子波长更长，频率更小，能量更小，动 量更小，A错误，B、C正确。 第2讲原子和原子核 考点一玻尔理论和能级跃迁 …》整合·必备知识《… 1.(1)J.J.汤姆孙(2)①卢瑟福原来 ②正电荷质量 2.(2)发射连续线状吸收特征 (3)R 3.(1)①不连续稳定③不连续 不连续 高考情境辨析 1./2.×3./ …》研析·核心考点《… 例1BD氢原子n=3与n=2的能级 差小于n=4与n=2的能级差，则H。 与H相比，H。的波长大、频率小，故 A错误，B正确：H:对应的光子能量为 E=(-0.85)eV-(-3.4)eV= 2.55eV,故C错误；氢原子从基态跃迁到 激发态至少需要能量E=(一3.4)eV (-13.6)eV=10.2eV,H对应的光 子能量不能使氢原子从基态跃迁到激 发态，故D正确。 例2C根据光电效应方程可知，当只 有一种光子可使某金属发生光电效应 时，该光子对应的能量最大，根据题图 中能级图可知跃迁时辐射的入？光子能 量最大，故选C。 考点二原子核的衰变及半衰期 …》整合·必备知识《… 1.质子质子数 2.自发贝克勒尔原子核 3.氦强弱电子弱强 4.(1)原子核(2)Hee 5.(2)核内部自身的因素无关 高考情境辨析 1./2./3.×4.√ …》研析·核心考点《… 例3D根据核反应过程满足质量数守 恒和电荷数守恒可知，Y是α粒子 (He)。三种射线的穿透能力：Y射线 最强，α射线最弱；三种射线的电离能 力：a射线最强，Y射线最弱，故D 正确。 参考答案499第十六章 近代物理 课程标准 备考策略 1.了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子的核式 1.知道原子的结构，理解玻尔理论及原子跃迁规 结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级 律，理解氢原子光谱，形成正确的物理观念，建 第 结构。 立科学思维。 2.了解原子核的组成和核力的性质。知道四种基本相互作 2.理解光电效应现象，掌握光电效应方程，掌握 六 用。能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。 应用图像分析光电效应问题。 3.了解放射性和原子核衰变。知道半衰期及其统计意义。 3.理解天然放射现象，知道三种射线的特点，知 了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。 道半衰期的概念，形成正确的物理观念，理解 4.认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。 衰变规律，形成科学思维。 关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。 4.会书写核反应方程，掌握质能方程，会计算 5.了解人类对物质结构的探索历程 核能 第1讲 光电效应 波粒二象性 考点一光电效应规律的应用 整合》必备知识 ,这个不可再分的最小能量值e叫作 能量子。 1.黑体、黑体辐射的实验规律 (2)能量子大小：e= ,其中v是带电微 (1)黑体：能够 入射的各种波长的电磁 粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常 波而不发生反射的物体。 量。h=6.626×10-34J·s(一般取h=6.63× (2)黑体辐射的实验规律 10-84J·s)。 ①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除 3.光电效应及其规律 了与 有关，还与材料的 及表 (1)光电效应现象：照射到金属表面的光，能使 面状况有关。 金属中的 从表面逸出的现象，发射出 ②黑体辐射电磁波的强度 ↑辐射强度 按波长的分布只与黑体的 A 来的电子称为 1700K (2)光电效应的产生条件：入射光的频率 有关，随着温度的 金属的截止频率。 升高，一方面，各种波长的 1500K (3)光电效应规律 辐射强度都有 ,另 1300K 1100K ①每种金属都有一个截止频率，入射光的频率 一方面，辐射强度的极大值 必须 这个截止频率才能产生光电 向波长 的方向移 λ/m 效应。 动，如图所示。 ②光电子的最大初动能与人射光的 无 2.能量子 关，只随入射光频率的增大而 (1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收 ③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过 能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的 10-9s0 第十六章近代物理 281 ④当入射光的频率大于截止频率时，饱和光电 听课记录： 流的大小与入射光的强度成 ○高考情境辨析 角度2能量子公式e=hy的应用 (2024·湖南卷改编)量子技术是当前物理学 【例2】光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源 应用研究的热点。 发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技 判断下列说法的正误： 术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小 1.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的。( 图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。 2.光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金 紫外线进入液体后与其在真空中相比( 属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从 A.波长变短 B.光子能量增加 该金属表面逸出。 第 C.频率降低 D.传播速度增大 3.只要入射光的强度足够大，就可以使金属发生 幻听课记录： 光电效应。 ( 章 研析》核心考点 1.对光电效应的“四点”提醒 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取 决于光的频率。 角度3光电效应的分析 (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括 【例3】(2024·福建漳州三模)光电效应在自动 不可见光。 化控制领域有着广泛的应用。如图所示的光 (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光 电控制报警电路中，某一频率的光束照射到光 无关。 电管，光电管产生光电效应，与光电管连接的 (4)光电子不是光子，而是电子。 电路有电流，电磁铁产生磁场，会吸引报警电路 2.光电效应的研究思路 中的开关断开，从而实现自动控制。则() (1)两条线索 光电管 果时光经整一定有相不的使的实于 电磁铁 警铃 光源 每秒钟逸出的光电子数一决定着光电流的大小 中0 ②光电子孔光电子逸出后的最大初动能2m, (2)两条对应关系 开关 ①人射光强度大→光子数目多→发射光电子 多→光电流大。 电源 ②光子频率高→光子能量大→光电子的最大初 A.任意频率的光照射到光电管上，只要光照时 动能大。 间足够长就能产生光电流 B.对于光电管来说，入射光波长必须大于某一 角度1黑体辐射的规律 极限值，才能产生光电效应 【例1】“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具 C.该频率的光照射光电管，光的强度越强，单 有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根 位时间内逸出的电子数越少 据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人 D.当物体从光源和光电管间通过时，挡住光 体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高， 束，使报警电路中的开关闭合 则人体热辐射强度Ⅰ及其极大值对应的波长入 幻听课记录： 的变化情况是 ( A.I增大，入增大 B.I增大，入减小 C.I减小，入增大 D.I减小，入减小 282亿对沟·讲与练·高三物理·基础版 考点二 光电效应的方程和图像 整合>必备知识 2.光电效应四类图像 爱因斯坦光电效应方程 由图像直接（间 图像名称 图像形状 接)得到的物理量 (1)光子说：在空间传播的光不是连续的，而是 一份一份的，每一份叫作一个光子，光子的能量 ①截止频率：图像 与y轴交点的横 E- 坐标 (2)逸出功W。:电子从金属中逸出所需做功的 最大初动能 E↑ 第 ②逸出功：图像与 Ek与人射 E轴交点的纵坐 (3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上 光频率v的 六 标的绝对值， 的 吸收光子后克服原子核的引力逸出 关系图像 -E W。=|一E|=E 时所具有的动能的最大值。 ③普朗克常量：图 (4)光电效应方程 像的斜率k=h ①表达式：hy=Ek十W。或Ek= ①遏止电压U: ②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获 图像与横轴交点 得的能量是v,这些能量的一部分用来克服金 入射光颜色 的横坐标的绝 ↑1 属的逸出功W。,剩下的表现为逸出后电子的 相同、强度 强光（黄） 对值 不同时，光 弱光（黄） ②饱和光电流 电流与电压 U.O Im:电流的最大 ○高考情境辨析 的关系图像 值，强光大于弱光 (2024·辽宁卷改编)X射线光电子能谱仪是 ③最大初动能： 利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电 Ex=eU 子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射 ①遏止电压： 人射光颜色 某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的 黄光 Ud Ue 不同时，光 强度。 电流与电压 蓝光 ②最大初动能： 判断下列说法的正误： Ek=eUa 的关系图像 1.该金属逸出功增大。 Ev-eUe 2.X光的光子能量不变。 ①截止频率y。:图 3.逸出的光电子最大初动能增大。 像与横轴的交点 4.单位时间逸出的光电子数增多。 的横坐标 ②遏止电压U: 研析>核心考点 遏止电压 ↑U 随入射光频率的 1.光电效应中三个重要关系式 U。与人射 增大而增大 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek=v-W。。 光频率y的 ③普朗克常量h: 关系图像 等于图像的斜率 (2)光电子的最大初动能Ek与遏止电压U。的 与电子电荷量的 关系：Ek=eU 乘积，即h=ke (3)逸出功W。与截止频率。的关系：W。= (注：此时两极之 间接反向电压) 第十六章近代物理283 角度1光电效应方程的应用 【例4】(2024·海南卷)利用如图所示的装置研 究光电效应，使单刀双掷开关S接1，用频率为 1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U1, 已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说 b 法正确的是 ) D 第 R 幻听课记录： 十 SI-H 2 章 A.其他条件不变，增大光强，电压表示数增大 B.改用比1更大频率的光照射，调整电流表 角度3光电效应的U。-v图像 的示数为零，此时电压表示数仍为U1 【例6】(2024·江苏南京模拟)如图所示，用各种 C.其他条件不变，使开关S接2，电流表示数 频率的光照射两种金属材料得到遏止电压U。 仍为零 随光的频率￥变化的两条图线1、2，图线上有 D.光电管阴极材料的截止频率。=1 eU P和Q两点。下列说法正确的是 ↑UV 幻听课记录： 1. 0.8 图线1 0.6 D 图线2 0.4 Q 角度2光电效应的I-U图像 0.2 /104Hz） 【例5】(2024·河南郑州光束 窗口 4.04.5 5.0 5.5 6.0 6 7.0 三模)如图所示为演示 A.图线1、2的斜率均为普朗克常量h 光电效应的实验装置， B.图线1对应金属材料的逸出功小 用光强相同、频率差距 C.照射同一金属材料，用Q对应的光一定比P 较大的单色光a、b分 对应的光产生的饱和电流大 别照射光电管的K D.照射同一金属材料，用P对应的光比Q对 极，得到a的反向遏 应的光逸出的光电子最大初动能大 止电压比b的大，则两种单色光分别实验时， 幻听课记录： 得到的电流表的示数Ⅰ和对应电压表的示数 U关系图像，正确的是 ( 老点三 光的波粒二象性和物质波 整合>必备知识 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有 性。 1.光的波粒二象性 2.物质波 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大 性。 到宏观物体都有一种波与它对应，其波长入 (2)光电效应说明光具有 性。 284 红沟·讲与练·高三物理·基础版 ,饣为运动物体的动量，五为普朗克 A.图甲这些照片说明光只有粒子性没有波 常量。 动性 ○高考情境辨析 B.图甲这些照片说明光只有波动性没有粒 (2022·江苏卷改编)上海光源通过电子一光 子性 子散射使光子能量增加，光子能量增加后。 C.图乙中该实验再次说明光子具有波动性 判断下列说法的正误： D.图乙中该实验说明实物粒子具有波动性 1.光子频率减小。 听课记录： 2.光子波长减小。 3.光子动量减小。 第 4.光子速度减小。 十 角度2物质波 研析>核心考点 【例8】（多选）(2024·贵州卷)我国在贵州平塘 章 角度1光和实物粒子的波粒二象性 建成了世界最大单口径球面射电望远镜 【例7】图甲是用很弱的光做双缝干涉实验得到 FAST,其科学目标之一是搜索地外文明。在 的不同数量的光子照射到感光胶片上的照片。 宇宙中，波长位于搜索地外文明的射电波段的 图乙是1927年戴维森和G.P.汤姆孙分别完 辐射中存在两处较强的辐射，一处是波长为 成的电子衍射实验简化图，该实验是荣获诺贝 21cm的中性氢辐射，另一处是波长为18cm 尔奖的重大近代物理实验之一。关于这两个 的羟基辐射。在真空中，这两种波长的辐射相 图片，下列说法正确的是 ( 比，中性氢辐射的光子 A.频率更大 B.能量更小 C.动量更小 D.传播速度更大 7个光子 3000个光子 7000个光子 幻听课记录： 甲 窄缝 晶体（光栅） 》温馨提示 学习至此，请完成训练72 第2讲 原子和原子核 考点一 玻尔理论和能级跃迁 整合>必备知识 上仍沿 方向前进，但有少数α粒子发生 了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°， 1.原子的核式结构 也就是说，它们几乎被“撞”了回来（如图所示）。 (1)电子的发现：英国物理学家 发现了 电子。 (2)原子的核式结构 a粒子 ①α粒子散射实验：1909年，英国物理学家 ⊕原子核 和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实 验，实验发现绝大多数α：粒子穿过金箔后，基本