第13章 第1节 光电效应 波粒2象性-【高考零起点】2026年新高考物理总复习教用课件（艺考）

该高中物理高考复习课件聚焦“光电效应 波粒二象性”专题，覆盖光电效应规律、爱因斯坦光电效应方程、波粒二象性等高考核心考点，依据高考评价体系分析了遏止电压、逸出功计算等高频考点权重，归纳出选择、计算等常考题型，体现备考的针对性和实用性。 课件亮点在于高考真题深度训练与科学思维培养，如以2019海南卷遏止电压与频率关系题为例，通过图像分析和方程推导，培养学生科学推理和模型建构素养。特设“易错点警示”如光强与最大初动能关系辨析，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导，提升复习效率。

第十三章　波粒二象性　原子结构和原子核 第一节　光电效应　波粒二象性 生物 1 目 录 ONTENTS C [典例精析] [知识梳理] [巩固练习] 生物 2 知 识 梳 理 生物 3 1.在光(可见光或不可见光)的照射下，物体发射电子的现象称为光电效应，发射出的电子叫光电子。 2.光是一份一份地不连续传播的，每一份叫做一个光子，光子的能量与它的频率成正比。每个光子的能量为E=hν(h为普朗克常数，等于6.63×10－34 J·S，ν为光的频率)。 3.任何一个物体，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应。 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 4 4.发生光电效应时，电子克服金属原子核的引力逸出时，具有的动能大小不同。金属表面上的电子吸收光子后逸出时动能的最大值，称为最大初动能。 5.光子的最大初动能，与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。 6.当入射光的频率大于金属极限频率时，光电流(反映单位时间内发射出的光电子数目的多少)与入射光的强度成正比。 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 5 7.金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功。某种金属中的电子，脱离这种金属所需的功不一样，使电子脱离某种金属所做的功的最小值，叫做这种金属的逸出功。 8.如果光子能量为hν，金属的逸出功为W，金属在该光的照射下能发生光电效应，则逸出光电子的最大初动能Ek=hν－W。 9.光既具有粒子性，又具有波动性，这种性质叫做光的波粒二象性。大量的光子运动规律表现出光的波动性，个别光子运动规律表现出光的粒子性。 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 6 10.光的波长越长，波动性越明显，越容易观察到光的干涉和衍射；光频率越高，粒子性越明显，贯穿本领越强。 11.任何一个运动的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都具有波动性，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波，其波长λ=(p是物体动量，h为普朗克常量)。 12.物质波既不是机械波，也不是电磁波，物质波是一种概率波。 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 7 典 例 精 析 生物 8 例1　(2019海南卷)(多选)对于钠和钙两 种金属，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关 系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和 电子电荷量，则 (　 　) A.钠的逸出功小于钙的逸出功 B.图中直线的斜率为 C.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同 D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高 AB 答案 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 9 根据Uce=m=hν－W逸出功，即 Uc=ν－，则由图像可知钠的逸出功小于钙的逸出功，选项A正确；图中直线的斜率为，选项B正确；在得到这两条直线时，与入射光的强度无关，选项C错误；根据m=hν－W逸出功，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，选项D错误。 解析 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 例2　如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是 (　　) A 答案 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 11 A.锌板带正电，验电器带正电 B.锌板带负电，验电器带负电 C.若改用蓝光照射锌板，验电器的指针一定不会偏转 D.若改用红外线照射锌板，只要照射时间足够长，验电器的指针一定也会偏转 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，B错误，A正确；当入射光的频率达到极限频率时，就可以发生光电效应，因为蓝光和红外线的频率小于紫光，所以，不一定发生光电效应，验电器的指针不一定发生偏转，C、D错误。故选A。 解析 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 例3　如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 (1)求此时光电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功。 设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料逸出功为W0， 当反向电压达到U=0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eU=Ek 由光电效应方程有Ek=hν－W0 由以上二式代入数据解得Ek=0.6 eV，W0=1.9 eV。 所以此时最大初动能为0.6 eV，该材料的逸出功为1.9 eV。 (1)0.6 eV　(2)1.9 eV 解析 答案 返回 第一节　光电效应　波粒二象性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 巩 固 练 习 生物 16 答案 1.用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则 (　　) A.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变 B.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小 C.逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小 D.光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了 A 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 17 根据光电效应方程Ekm=hν－W0得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应发生的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少。故B、C、D错误，A正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 答案 2.(多选)下列关于光电效应的说法正确的是 (　　 ) A.若某材料的逸出功是W，则它的极限频率ν0= B.光电子的初速度和照射光的频率成正比 C.光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 AD 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 19 逸出功W0=hν0，则极限频率ν0=，故A正确。根据光电效应方程Ekm=hν－W0知，最大初动能与光子频率成一次函数关系，随照射光的频率增大而增大，不是成正比关系。光电子的初速度与光的频率也不是成正比。故B、C错误，D正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 答案 3.(2024黑吉辽卷)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则(　 　) A.该金属逸出功增大 B.X光的光子能量不变 C.逸出的光电子最大初动能增大 D.单位时间逸出的光电子数增多 BD 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 21 金属的逸出功是金属的自身固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金属逸出功不变，故A错误；根据光子能量公式ε=hν可知增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν－W0，可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误；增加此X光的强度，单位时间照射到金属表面的光子变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 答案 4.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 (　　) A.锌板带负电 B.有正离子从锌板逸出 C.有电子从锌板逸出 D.锌板会吸附空气中的正离子 发生光电效应时，有光电子从金属表面逸出，缺少电子的锌板带正电，故A、B错误，C正确；带正电的锌板会吸附空气中负离子，故D错误。 C 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 23 答案 5.(多选)关于光的波粒二象性的理解正确的是 (　 　) A.大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表 现出粒子性 B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C.高频光是粒子，低频光是波 D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它 的粒子性显著 AD 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 24 大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A正确；光在传播时有时可看成粒子有时可看成波，故B错误；高频光波长短光的粒子性显著，低频光波长长光的波动性显著，故C错误；波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著，故D正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 答案 6.(多选)如图所示，用频率为ν0的光照射某金属能够使验电器指针张开，当用频率为2ν0的单色光照射该金属时 (　 　) A.一定能发生光电效应 B.验电器指针带正电 C.金属的逸出功增大 D.逸出电子的最大初动能变为原来的2倍 AB 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 26 光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，用频率为ν0的光照射某金属能够使验电器指针张开，当用频率为2ν0的单色光照射该金属时一定能发生光电效应，故A正确；发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电而张开一定角度，锌板、指针均带正电，故B正确；逸出功与入射光的频率无关，由金属本身性质决定，故C错误；根据光电效应方程Ek=hν－W0，可知，最大初动能与入射光得频率不成正比，故D错误。故选A、B。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 答案 7.(2022全国乙卷)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 － 7 m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h= 6.63 × 10 － 34 J？？S。R约为(　　) A. 1 × 102 m B. 3 × 102 m C. 6 × 102 m D. 9 × 102 m B 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 28 一个光子的能量为E=hν(ν为光的频率)，光的波长与频率有以下关系c=λν。光源每秒发出的光子的个数为n=(P为光源的功率)，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个，那么此处的球面的表面积为S =4πR2，则=3×1014。联立以上各式解得R ≈ 3 × 102 m。故选B。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 答案 8.用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电 管上做光电效应实验，发现光电流I与电 压U的关系如图所示，下列说法正确的是 (　　) A.甲、乙两种单色光的强度相同 B.单色光甲的频率大于单色光丙的频率 C.三种单色光在真空中传播时，丙的波长最短 D.三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小 C 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 30 根据eUc=m=hν－W0可知入射光的频率越高，对应的遏止电压UC越大，甲光、乙光的遏止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；由题图可知，甲的饱和电流大于乙的饱和电流，而光的频率相等，所以甲光的光强大于乙光的光强，故A错误；丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，根据eUc=m=hν－W0可知丙光的频率大于甲光的频率，故B错误；甲光、乙光的频率相等，都小于丙的频率，所以丙的波长最短，故C正确； 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，根据eUC=m=hν－W0可知甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，故D错误。故选C。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 9.(多选)两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则(　 　) A.在真空中，a光的传播速度较大 B.在水中，a光的波长较小 C.在真空中，b光光子的能量较大 D.在水中，b光的折射率较小 答案 BD 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 33 不同的色光在真空中传播的速度相同，故A错误；入射光的频率大于截止频率，才会发生光电效应，可知a光的频率大于b光的频率，根据公式λ=，v=，得λ=，频率大的光折射率也大，知在水中，a光的波长较小，故B正确；a光的频率大于b光的频率，E=hν，a光光子的能量较大，故C错误；a光的频率大于b光的频率，所以在水中，b光的折射率小于a光的折射率，故D正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 10.(2022河北卷)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν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(　　) 答案 A 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 35 A. 钠的逸出功为hνc B. 钠的截止频率为8.5×1014 Hz C. 图中直线的斜率为普朗克常量h D. 遏止电压Uc与入射光频率ν成正比 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 36 根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc=Ekmax，根据电效应方程有Ekmax=hν－W0。结合图像可知，当Uc为0时，解得W0=hνcA正确；钠的截止频率为νc，根据图像可知，截止频率小于8.5×1014Hz，B错误；结合遏止电压与光电效应方程可解得Uc=ν－，可知，图中直线的斜率表示，C错误；根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，不是成正比，D错误。故选A。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 37 11.如图所示是某金属在光的照射下，光 电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系 图像，由图像可知 (　　) A.当入射光的频率为0.5νc时，有光电子逸出 B.该金属的逸出功等于hνc C.入射光的频率为νc时，产生的光电子的最大初动能为E D.入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为2E 答案 B 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 38 由题图可知，该金属产生光电效应的极限频率为νc，当入射光的频率为0.5νc时，不可能有光电子逸出，故A错误；由题图可知，当ν=νc时，Ek=0，根据光电方程hν=W＋Ek，可得，该金属的逸出功为W=hνc，故B正确；由图可知，入射光的频率为νc时，产生的光电子的最大初动能为零，故C错误；由题图可知，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系为Ek=ν－E，所以当入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为E，故D错误。故选B。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 39 12.(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ν1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，下列说法正确的是(　　) 答案 D 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 40 A.其他条件不变，增大光强，电压表示数增大 B.改用比ν1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，使单刀双掷开关接S接2，电流表示数仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1－ 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 41 当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方程有eU1=hν1－W0，故其他条件不变时，增大光强，电压表的示数不变，故A错误；若改用比ν1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U，故B错误；其他条件不变时，使开关S接2，此时hν1＞W0，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=hν1－W0，其中W0=hνc，联立解得，光电管阴极材料的截止频率νc=ν1－，故D正确。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 42 13.(2021浙江卷)已知普朗克常量h=6.63×10－34 J·s，电子的质量为9.11×10－31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为 (　　) A.10－8 B.106 C.108 D.1016 答案 C 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 43 根据德布罗意波长公式λ=，p=，解得λ=，由题意可知，电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有，m油=ρ·πd3=0.8×103××3.14× (4×10－6)3=2.7×10－14 kg，代入数据解得≈ 1.7×108，所以C正确，A、B、D错误。故选C。 解析 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第一节　光电效应　波粒二象性 44 感谢聆听 45 $