2027届高考物理一轮复习课件 第1讲　光电效应　波粒二象性

该高中物理高考复习课件聚焦“光电效应 波粒二象性”专题，覆盖黑体辐射规律、光电效应现象及方程、四类图像分析等核心考点。对接高考评价体系，通过近三年真题分析明确光电效应方程应用（如2024海南卷）和图像分析（如2025广州二模）为高频考点，归纳选择、图像分析等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“概念夯实+真题突破+素养提升”策略，以2025广东卷典题为例，运用科学推理（光电效应方程推导截止频率）和模型建构（E_k-ν图像模型），指导学生通过“方程关联+图像斜率分析”突破遏止电压计算难点。含“易错警示”（如光强与最大初动能无关）和答题模板，帮助学生掌握得分技巧，教师可依托真题训练精准把握备考方向，提升复习效率。

第十六章　近代物理 2027 核心概览 试题情境 生活实 践类 霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等 学习探 索类 光电效应现象、爱因斯坦光电效应方程及其意义、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、原子核的组成、核反应方程、放射性和原子核衰变、半衰期及其统计意义、放射性同位素的应用、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等 第1讲　光电效应　波粒二象性 考点一　黑体辐射及实验规律 考点二　光电效应规律的理解及应用 目 录 索 引 考点三　光电效应中常见的四类图像 考点一　黑体辐射及实验规律 强基础•固本增分 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,所以叫作热辐射。 (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。 电磁波 温度 温度 2.黑体、黑体辐射的实验规律 (1)黑体:能够　　　　　　入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 (2)黑体辐射的实验规律 ①黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的　　　　有关。 ②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,如图所示。 完全吸收 温度 增加 短 3.能量量子化 (1)能量子:普朗克认为,当带电微粒辐射或吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值ε的　　　　　　,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 (2)能量子大小:ε=　　　　　　,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=6.626 070 15×10-34 J·s(一般取h=6.63×10-34 J·s)。 整数倍 hν √ √ √ × √ 研考点•精准突破 典题1 “测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点,它能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况与黑体辐射的实验规律相似,则人体温度升高时,对应的变化是(　　) A.I增大,λ增大 B.I增大,λ减小 C.I减小,λ增大 D.I减小,λ减小 B 解析 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大,所以人体热辐射的强度I增大,人体辐射强度的峰值向波长较短的方向移动,所以λ减小。故选B。 考点二　光电效应规律的理解及应用 强基础•固本增分 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　　　　从表面逸出的现象称为光电效应,这种电子常被称为　　　　。 电子 光电子 (2)光电效应规律 ①每种金属都有一个截止频率νc,也称作极限频率,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　　　,只随入射光　　　　的增大而增大。 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,在光的颜色不变的情况下,入射光越强,逸出的光电子数越　　　　,饱和电流越大,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　　　　。 大于或等于 无关 频率 多 正比 2.爱因斯坦光电效应方程 表达式:hν=Ek+W0或Ek=　　　　　　。 (1)物理意义:金属表面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　　　　叫作这种金属的逸出功,逸出功W0与金属的截止频率νc的关系为　　　　　　。 (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。Ek=me,可以利用光电管实验的方法测得,最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系为　　　　　　。 hν-W0 最大初动能 最小值 W0=hνc 电子 Ek=eUc 3.光子 (1)光子及光子能量:爱因斯坦认为,光本身是由                                组成,频率为ν的光的能量子ε=　　　　,称为光子。 (2)光子的动量 ①康普顿认为,光子不仅具有能量,而且具有动量,光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关,三者关系为　　　　　。 ②在康普顿效应中,当入射的光子与晶体中的电子碰撞时,要把一部分动量转移给电子,光子动量可能会变小,则光的波长λ会　　　　。 一个个不可分割的能量子 hν p= 变大 提示 (1)说明发生了光电效应现象。 (2)电压表、电流表的示数均增大,当电流增大到一定值后,滑动变阻器的滑片再向右移动,电流也不再增大,说明存在饱和电流。 (3)电压表示数增大,电流表示数减小,最后电流表的示数可能减小到0,说明存在遏止电压。 研考点•精准突破 1.研究光电效应的两条思路 (1)两条线索 (2)两条对应关系 2.光电效应中的三个重要关系 (1)爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0。 (2)光电子的最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系:Ek=eUc。 (3)逸出功W0与截止频率νc的关系:W0=hνc。 典题2 (2024海南卷)利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关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U。已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是(　　) 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,使开关接2,电流表示数仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1- D 解析 当开关S接1时,由爱因斯坦光电效应方程eU=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,打出的光电子将会加速到达对面的极板,则电流表示数不为零,故C错误;根据爱因斯坦光电效应方程eU=hν1-W0,其中W0=hνc,联立解得光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-,故D正确。 典题3 (2025广东卷)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Ek,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Ek 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Ek B 解析 某频率的光不能使乙发生光电效应,说明此光的频率小于乙的截止频率,则换用频率更小的光不能发生光电效应,A错误;由光电效应方程Ek=hν-W0可知,频率越大最大初动能越大,换用频率更小的光最大初动能小于Ek,B正确;频率不变则仍小于乙的截止频率,不会发生光电效应,C错误;由Ek=hν-W0可知,频率不变最大初动能不变,D错误。 考点三　光电效应中常见的四类图像 研考点•精准突破 光电效应的四类图像问题 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Ek与入射光频率ν的关系图线   Ek=hν-W0 ①截止(极限)频率:图线与ν轴交点的横坐标νc 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图线   ①遏止电压Uc:图线与横轴的交点的横坐标 ②饱和光电流Im:光电流的最大值 ③最大初动能:Ek=eUc 图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量 颜色不同时,光电流与电压的关系图线   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(极限)频率νc:图线与横轴的交点的横坐标 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荷量的乘积,即h=ke (注:此时两极之间接反向电压) 典题4 (2025广东广州二模)某同学利用如图甲所示的电路研究光电效应。他分别使用蓝光和强弱不同的黄光照射同一光电管,得到光电流和光电管两端电压之间的关系如图乙所示, 则三次实验中(　　) A.实验1用的是强黄光 B.实验2用的是弱黄光 C.实验1光电子最大初动能最大 D.实验3光电子最大初动能最大 A 解析 根据题图乙三种光线对应的遏止电压关系为Uc2>Uc1=Uc3,又因eUc=Ekm=hν-W0,可得不同色光的遏止电压与频率呈正相关则有ν2>ν1=ν3,即实验2所用为蓝光,实验1、3所用为黄光,又根据题图乙,实验1的饱和光电流大于实验3的,则实验1为强黄光,实验3为弱黄光,故A正确,B错误;根据光电效应方程Ekm=hν-W0,实验2所用为蓝光,其频率最大,则实验2光电子最大初动能最大,故C、D错误。 典题5 (2024广东梅州期末)光伏发电是提供清洁能源的方式之一,光伏发电的原理是光电效应,某同学利用如图甲所示的电路研究某种金属的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系,描绘出如图乙所示的图像,根据光电效应规律,结合图像分析,下列说法正确的是(　　) A.滑片P向右移动,电流表示数会变大 B.仅增大入射光的强度,则光电子的 最大初动能增大 C.由Uc-ν图像可知,该光电管的截止 频率为ν0 D.开关S断开时,若入射光的频率为ν1, 则电压表的示数为U1 C 解析 滑动变阻器的滑片P向右移动过程中,两极间反向电压逐渐增大,反向电压越大,流过电流表的电流就越小,故A错误;根据光电效应方程hν1-W0 =Ek可知,光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,因此增大入射光的强度,光电子的最大初动能不变,故B错误;根据Ekm=hν-W0=eUc,解得Uc=,当遏止电压为零时ν=ν0,故C正确;开关S断开时,光电管相当于电源,发生光电效应后,其产生的电流与光照强度有关,无法判断电压表的示数大小,故D错误。 本 课 结 束 $