第32讲 光电效应和波粒二象性（复习讲义）（天津专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习教案围绕光电效应和波粒二象性专题，将实验规律、逸出功与极限频率、方程与遏止电压、图像分析、波粒二象性与物质波等核心考点按概念-规律-应用的逻辑层次展开，通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源四个教学环节，帮助学生构建系统知识框架和解题范式。 教案突出图像分析与方程应用的融合，如通过Uc-ν图像斜率推导普朗克常量，培养学生科学思维和模型建构能力。设置例题与变式分层练习，结合真题溯源感知考向，确保学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

第32讲 光电效应和波粒二象性 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光电现象与规律 知识点1 光电效应的实验规律 知识点2 逸出功与极限频率 考点二光电效应方程与遏止电压 知识点1 光电效应方程的应用 知识点2 遏止电压与频率的关系 考点三光电效应图像分析 知识点1 Uc-ν图像分析 知识点2 I-U图像分析 考点四光的波粒二象性与物质波 知识点1 光的波粒二象性 知识点2 物质波与德布罗意波 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 光电效应 云南·选择题 江苏·计算题 海南·选择题 波粒二象性 浙江1月·计算题 四川·选择题 湖南·选择题 考情分析 题型与考向： 天津高考对光电效应和波粒二象性的考查以选择题为主，侧重光电效应方程的应用、遏止电压与频率的关系、光电效应图像分析以及光的波粒二象性理解。题目难度中等偏易，区分度较好 情境与立意： 1. 光电效应现象与规律：光电效应的实验规律、逸出功与极限频率的概念，判断光电效应是否发生。 2. 光电效应方程与图像分析：爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0的应用，Uc-ν图像和I-U图像的分析，通过图像斜率和截距求普朗克常量和逸出功。 3. 光的波粒二象性与物质波：光的波粒二象性理解、光子能量与动量计算、德布罗意波计算、物质波的实验验证。 复习目标 1. 理解光电效应的实验规律，掌握极限频率、逸出功、饱和光电流、遏止电压等概念。 2. 掌握爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0，能熟练应用于计算光电子的最大初动能、遏止电压等。 3. 能分析Uc-ν图像和I-U图像，通过图像斜率和截距求普朗克常量和金属逸出功。 4. 理解光的波粒二象性，掌握光子能量E=hν和动量p=h/λ的计算，理解波粒二象性的表现规律。 5. 掌握德布罗意波公式λ=h/p，能计算实物粒子的物质波波长，理解物质波的实验验证。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光电效应现象与规律 知●识●解●构 1.光电效应：在光的照射下，金属中的电子吸收光子能量后从金属表面逸出的现象，逸出的电子称为光电子。 2.极限频率（截止频率）ν₀：每种金属都有使电子逸出所需的最小光子频率，ν₀=W₀/h。当入射光频率ν<ν₀时，无论光多强都不能发生光电效应。 3.逸出功W₀：使电子脱离某种金属所需的最小功，由金属本身决定。常见金属逸出功：钠2.29eV、钾2.25eV、2.13eV、锌3.34eV。 4.饱和光电流：当入射光频率和强度一定时，单位时间内逸出的光电子数一定，电压增大到一定值后光电流达到饱和。饱和光电流与入射光强度成正比。 5.光电效应的瞬时性：当ν≥ν₀时，光电效应几乎瞬时发生（响应时间不超过10s）。 知识点1 光电效应的实验规律 例题1、赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花，这就是最早发现的光电效应。按如图所示的电路研究光电效应，当绿光照射阴极K时，电流表指针发生了偏转，下列说法正确的是（　　） A．阴极K发射的光电子来自于电源的负极 B．光照条件不变，电压表示数增大时，电流表示数也一定增大 C．调换电源的正负极，电流表的示数可能不为零 D．换用红光照射阴极K，如果照射时间足够长，一定能发生光电效应 变式1、把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。用紫外线灯照射锌板，发现验电器指针的张角发生变化。下列推断合理的是（     ） A．验电器指针的张角会不断变大 B．验电器指针的张角会变小 C．验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子 D．若改用红外线照射锌板也一定会使验电器指针的张角发生变化 变式2、关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．只要光足够强，任何频率的光都能发生光电效应 B．光电子的最大初动能与入射光强度成正比 C．光电效应说明光具有粒子性 D．光电效应现象是爱因斯坦首先发现的 知识点2 逸出功与极限频率 例题2、如图所示为研究光电效应的实验装置。当变阻器滑片B左移至a时，微安表示数恰变为零，电压表示数为U1。当B右移至过b后，微安表示数为I且不再变化。已知照射到光电管阴极K上的单色光的功率为P，每一个光子均能打出一个光电子，且光电子打到阳极A上立即被A吸收，电子电量为e，质量为m，普朗克常量为h。 (1)求光电管阴极K的极限频率； (2)当滑片B位于d处时，电压表示数为U2，此时单位时间内光电子对阳极A的冲量大小不超过某一值，求这个值。 变式3、从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压（即图1所示的电路中电流表的读数减小到零时加在电极、之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量，并与普朗克根据黑体辐射得出的值相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2所示。下列说法正确的是（     ） A．该金属的极限频率约为 B．该金属的极限频率约为 C．该图线的斜率为普朗克常量 D．该图线的斜率为这种金属的逸出功 变式4、用同一频率的光分别照射钨板和银板，都能发生光电效应。比较两次实验，下列物理量可能相等的是（     ） A．光电子的初动能 B．光电子物质波波长的最小值 C．两种金属的逸出功 D．两种金属的截止频率 考点二光电效应方程与遏止电压 知●识●解●构 1.爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν-W₀ Ek为光电子最大初动能，hν为入射光子能量，W₀为金属逸出功。 2.遏止电压Uc：使光电流减小到零的反向电压。eUc=Ek=hν-W₀ 即Uc=(h/e)ν-W₀/e 3.Uc-ν图像：斜率k=h/e，横轴截距为极限频率ν₀，纵轴截距为-W₀/e。 4.由Uc-ν图像可求普朗克常量h=e·k，逸出功W₀=heν₀。 知识点1光电效应方程的应用 例题3、如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射到阴极材料逸出功为2.5eV的光电管。则（　　） A．放出波长最长的光子的能量为12.09eV B．用0.85eV的光子照射氢原子，氢原子能跃迁到n=4激发态 C．加在光电管上的遏止电压为2.5V D．有2种频率的光子能使此光电管产生光电效应 变式5、如图所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能够辐射出3种能量的光子，用这三种光子分别照射某金属时，只有一种光子能使金属发生光电效应，下列说法正确的是（     ） A．氢原子开始处于能级 B．氢原子向低能级跃迁时，电子轨道半径变大 C．该金属的逸出功小于 D．增大光照强度，光电子的最大初动能变大 变式6、如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、水平放置在垂直于导轨平面的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为，导轨的间距为，导轨两端通过定值电阻、电流表A与平行金属板、相连，平行金属板的电容为。质量为的金属棒垂直导轨以初速度水平向左运动，金属棒达到稳定状态后，一束频率为的单色光照射在极板上，光电子恰好到达极板的右侧边缘，电子的电荷量为，整个电路中其余电阻不计。下列说法正确的是（     ） A．金属棒达到稳定状态时，电流表的示数不为 B．金属棒达到稳定状态时的速度大小为 C．金属板、的遏止电压为 D．金属板的逸出功为 知识点2遏止电压与频率的关系 例题4、例题3、如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75eV B．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源左侧为正极 C．动能为2eV的电子能使处于第2能级的氢原子电离 D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小 变式5、如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。分别用这三束光照射另一种金属，已知用光束c照射时，恰能产生光电子，则（　　） A．用光束a照射时，可能产生光电子 B．用光束b照射时，一定能产生光电子 C．用光束c照射时，光越强，光的波动性越明显 D．用光束c照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 变式6、如图所示为金属钙和钾的遏止电压随入射光频率变化的图像，图像①的横、纵截距分别为、，图像②的横、纵截距分别为、。已知金属钾的逸出功为2.25eV，金属钙的逸出功为3.20eV，电子的电荷量大小为e。下列说法正确的是（     ） A．图像①为金属钙的图像 B．金属钾的逸出功可以表达为 C．普朗克常量可以表达为 D．用同一束光照射两种金属，且均有光电子逸出，则金属钾对应的遏止电压更大 考点三光电效应图像分析 知●识●解●构 1.Uc-ν图像： (1)图线为不过原点的直线，斜率k=h/e（与金属种类无关）。 (2)横轴截距为极限频率ν₀，纵轴截距为-W₀/e。 (3)不同金属的Uc-ν图线平行（斜率相同），截距不同。 2.I-U图像（光电流-电压图像）： (1)饱和光电流I：电压足够大时的最大光电流，与入射光强度成正比。 (2)遏止电压Uc：光电流为零时的反向电压，Uc=(hν-W₀)/e。 (3)频率相同、光强不同：Uc相同，I不同（光强越大I越大）。 (4)光强相同、频率不同：频率越高Uc越大，I可能不同。 知识点1 Uc-ν图像分析 例题5、用金属铷制成的光电管来测量普朗克常量的实验装置如图甲所示，用不同频率的光照射该光电管，测得不同入射光的遏止电压与频率的关系图像如图乙所示。已知电子的电荷量。下列说法正确的是（     ） A．电源左端为正极 B．仅将滑片向左移动时，电流表示数一定减小 C．根据图乙计算可得普朗克常量约为 D．根据图乙计算可得金属铷的逸出功约为 变式9、（多选）美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。电子电荷量用表示，下列说法正确的是（　　） A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片应向端移动 B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大 C．由图像可知，这种金属的截止频率为 D．由图像可求普朗克常量表达式为 变式10、实验装置中阴极由金属制成，由此装置测出金属的遏止电压与入射光的频率关系如图所示。已知普朗克常量。下列说法正确的是（     ） A．该金属的极限频率为 B．图中直线的斜率为 C．由图可知金属的逸出功约为 D．图中点对应的入射光光子动量约为 知识点2 I-U图像分析 例题6、列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器（如图甲所示），列车到站时，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，从而引发报警。光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有、 两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图乙为、 光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。下列说法正确的是（     ） A．增大正向电压，光电流可以一直增大 B．a光照射光电管产生的光电子最大初动能较大 C．b光的光子是氢原子从能级跃迁到能级时发出 D．若部分光线被遮挡，则放大器的电流将减少 变式11、（多选）图1为氢原子的能级图，入射光照射大量处于基态的氢原子，发出a、b、c三种不同频率的光，现用这三种光分别去照射图2的光电效应实验装置，只有a、b两种光能得到图3所示的电流与电压的关系曲线。下列说法正确的是（     ） A．入射光的光子能量为12.09eV B．b光能使处于n=2能级的氢原子发生电离 C．滑片P向a端移动时，电流表示数变大 D．a光照射下，遏止电压Uc=10.2V 变式12、（多选）图甲是光电效应实验装置示意图，图乙是研究光电效应电路中、两束入射光照射同种金属时产生的光电流与电压的关系图像，图丙是、两种金属的光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，图丁是某种金属的遏止电压与入射光频率之间的关系图像。下列说法正确的是（     ） A．在图甲实验中，改用光强足够大的红外线照射锌板验电器指针也会张开 B．由图乙可知，光的频率等于光的频率 C．由图丙可知，金属的逸出功小于金属的逸出功 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 考点四光的波粒二象性与物质波 知●识●解●构 1.光的波粒二象性： (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应、康普顿效应证明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性又具有粒子性，称为波粒二象性。 (4)大量光子的行为表现波动性，少数光子的行为表现粒子性。 (5)光在传播过程中表现波动性，与物质作用时表现粒子性。 (6)频率低的光波动性显著，频率高的光粒子性显著。 2.光子能量：E=hν=hc/λ 3.光子动量：p=h/λ=E/c 4.物质波（德布罗意波）： (1)任何运动的实物粒子都具有波动性，波长λ=h/p。 (2)对于电子：λ=h/(mv)=h/√(2meU)（经电压U加速后）。 (3)实验验证：电子束衍射实验（戴维孙-革末实验）证实了电子的波动性。 知识点1 光的波粒二象性 例题7、关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．光电效应说明光具有波动性 B．光电效应说明光具有粒子性 C．光电效应说明光既具有波动性又具有粒子性 D．光电效应说明光既不具有波动性也不具有粒子性 变式13、（多选）以下说法正确的是（　　） A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说 B．光电效应现象说明了光的粒子性 C．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说本质上是不同的 D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一 变式14、2025年6月，我国在太赫兹通信领域取得重大突破，成功实现了1.2千米距离的高清视频实时无线传输，太赫兹微波的频率远高于现行的第五代移动通信技术5G微波的频率，则相较于5G微波光子（　　） A．太赫兹微波光子的能量更大 B．太赫兹微波光子只具有波动性，不具有粒子性 C．太赫兹微波光子在真空中传播速度更快 D．太赫兹微波光子在真空中传播速度更慢 知识点2 物质波与德布罗意波 例题8、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100V电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为10kV，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（     ） A． B． C． D． 变式15、下列关于德布罗意波的认识正确的是（     ） A．任何物体都有德布罗意波和它对应 B．X光的衍射证实了德布罗意波的假设是正确的 C．电子的衍射证实了德布罗意波的假设是正确的 D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性 变式16、实物粒子和光都具有波粒二象性，下列说法正确的是（     ） A．人们借助中子衍射来研究晶体结构的实验利用了中子的波动性 B．电子束通过双缝后形成的干涉图样体现了电子的粒子性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D．光电效应和康普顿效应揭示了光的波动性 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·云南·高考真题）云南省锡、铟等有色金属储量丰富。已知锡和铟的逸出功分别为和，若用光子能量为的紫外线分别照射这两种金属，则（     ） A．只有锡能发生光电效应 B．只有铟能发生光电效应 C．锡和铟都能发生光电效应 D．锡和铟都不能发生光电效应 2．（2025·江苏·高考真题）江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为，普朗克常量为h。 (1)求该金属的截止频率； (2)若频率为的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能。 3．（2025·广西·高考真题）已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为2.13eV、2.25eV、2.29eV、3.20eV．用光子能量为2.20eV的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是（   ） A．铷 B．钾 C．钠 D．钙 4．（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 5．（2024·海南·高考真题）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关接1时，用频率为的光照射光电管，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，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 C．其他条件不变，使开关接接2，电流表示数仍为零 D．光电管阴极材料的截止频率 6．（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成分 D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第32讲 光电效应和波粒二象性 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光电现象与规律 知识点1 光电效应的实验规律 知识点2 逸出功与极限频率 考点二光电效应方程与遏止电压 知识点1 光电效应方程的应用 知识点2 遏止电压与频率的关系 考点三光电效应图像分析 知识点1 Uc-ν图像分析 知识点2 I-U图像分析 考点四光的波粒二象性与物质波 知识点1 光的波粒二象性 知识点2 物质波与德布罗意波 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 光电效应 云南·选择题 江苏·计算题 海南·选择题 波粒二象性 浙江1月·计算题 四川·选择题 湖南·选择题 考情分析 题型与考向： 天津高考对光电效应和波粒二象性的考查以选择题为主，侧重光电效应方程的应用、遏止电压与频率的关系、光电效应图像分析以及光的波粒二象性理解。题目难度中等偏易，区分度较好 情境与立意： 1. 光电效应现象与规律：光电效应的实验规律、逸出功与极限频率的概念，判断光电效应是否发生。 2. 光电效应方程与图像分析：爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0的应用，Uc-ν图像和I-U图像的分析，通过图像斜率和截距求普朗克常量和逸出功。 3. 光的波粒二象性与物质波：光的波粒二象性理解、光子能量与动量计算、德布罗意波计算、物质波的实验验证。 复习目标 1. 理解光电效应的实验规律，掌握极限频率、逸出功、饱和光电流、遏止电压等概念。 2. 掌握爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0，能熟练应用于计算光电子的最大初动能、遏止电压等。 3. 能分析Uc-ν图像和I-U图像，通过图像斜率和截距求普朗克常量和金属逸出功。 4. 理解光的波粒二象性，掌握光子能量E=hν和动量p=h/λ的计算，理解波粒二象性的表现规律。 5. 掌握德布罗意波公式λ=h/p，能计算实物粒子的物质波波长，理解物质波的实验验证。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 光电效应现象与规律 知●识●解●构 1.光电效应：在光的照射下，金属中的电子吸收光子能量后从金属表面逸出的现象，逸出的电子称为光电子。 2.极限频率（截止频率）ν₀：每种金属都有使电子逸出所需的最小光子频率，ν₀=W₀/h。当入射光频率ν<ν₀时，无论光多强都不能发生光电效应。 3.逸出功W₀：使电子脱离某种金属所需的最小功，由金属本身决定。常见金属逸出功：钠2.29eV、钾2.25eV、2.13eV、锌3.34eV。 4.饱和光电流：当入射光频率和强度一定时，单位时间内逸出的光电子数一定，电压增大到一定值后光电流达到饱和。饱和光电流与入射光强度成正比。 5.光电效应的瞬时性：当ν≥ν₀时，光电效应几乎瞬时发生（响应时间不超过10s）。 知识点1 光电效应的实验规律 例题1、赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花，这就是最早发现的光电效应。按如图所示的电路研究光电效应，当绿光照射阴极K时，电流表指针发生了偏转，下列说法正确的是（　　） A．阴极K发射的光电子来自于电源的负极 B．光照条件不变，电压表示数增大时，电流表示数也一定增大 C．调换电源的正负极，电流表的示数可能不为零 D．换用红光照射阴极K，如果照射时间足够长，一定能发生光电效应 【答案】C 【详解】A．阴极K发射的光电子是阴极材料中的电子吸收光子能量后逸出的，并非来自电源的负极，故A错误； B．光照条件不变，当电压表示数增大到一定程度时，光电流达到饱和，此时再增大电压，电流表示数不再增大，故B错误； C．调换电源的正负极，此时所加电压为反向电压，若光电子的初动能足够大，仍有部分光电子能到达阳极，电流表的示数可能不为零，故C正确； D．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，红光的频率低于绿光，换用红光照射阴极K，若红光频率小于阴极材料的极限频率，无论照射时间多长，都不能发生光电效应，故D错误。 故选 C。 变式1、把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。用紫外线灯照射锌板，发现验电器指针的张角发生变化。下列推断合理的是（     ） A．验电器指针的张角会不断变大 B．验电器指针的张角会变小 C．验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子 D．若改用红外线照射锌板也一定会使验电器指针的张角发生变化 【答案】B 【详解】AB．锌板带负电，用紫外线照射发生光电效应，光电子从锌板逸出，锌板所带负电荷量减少，验电器指针的张角应先变小，故A错误，B正确； C．光电效应现象中，电子从金属表面逸出，锌板是失去了电子，而不是获得了电子，故C错误； D．红外线的频率小于紫外线，光子能量 较小，若红外线光子能量小于锌的逸出功，则不会发生光电效应，验电器指针张角不会变化，故D错误。 故选B。 变式2、关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．只要光足够强，任何频率的光都能发生光电效应 B．光电子的最大初动能与入射光强度成正比 C．光电效应说明光具有粒子性 D．光电效应现象是爱因斯坦首先发现的 【答案】C 【详解】A．光电效应发生的前提是入射光频率大于金属的极限频率，与光的强度无关，频率低于极限频率的光无论强度多大都无法发生光电效应，故A错误； B．根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能仅与入射光频率、金属逸出功有关，和入射光强度无关，故B错误； C．光电效应表明光的能量是分立的、以光子为单位存在的，直接证明了光具有粒子性，故C正确； D．光电效应现象由赫兹首先发现，爱因斯坦是提出光子说、成功解释光电效应规律的科学家，故D错误。 故选C。 知识点2 逸出功与极限频率 例题2、如图所示为研究光电效应的实验装置。当变阻器滑片B左移至a时，微安表示数恰变为零，电压表示数为U1。当B右移至过b后，微安表示数为I且不再变化。已知照射到光电管阴极K上的单色光的功率为P，每一个光子均能打出一个光电子，且光电子打到阳极A上立即被A吸收，电子电量为e，质量为m，普朗克常量为h。 (1)求光电管阴极K的极限频率； (2)当滑片B位于d处时，电压表示数为U2，此时单位时间内光电子对阳极A的冲量大小不超过某一值，求这个值。 【答案】(1) (2)I 【详解】（1）设单色光的频率为，光电管阴极K的逸出功为W0，逸出光电子的最大初动能为Ek，根据光电效应方程有 当滑片B位于a处时，根据动能定理有 当滑片B位于b右方时，设单位时间到达阳极A的光电子数为n，则 又， 联立解得光电管阴极K的极限频率 （2）当滑片B位于d处时，设光电子到达阳极A时的最大速度为v，单位时间内阳极对光电子的冲量大小最大为I冲，由动量定理有 由动能定理有 联立解得 则单位时间内光电子对阳极A的冲量大小不超过 变式3、从1907年起，密立根就开始测量金属的遏止电压（即图1所示的电路中电流表的读数减小到零时加在电极、之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量，并与普朗克根据黑体辐射得出的值相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2所示。下列说法正确的是（     ） A．该金属的极限频率约为 B．该金属的极限频率约为 C．该图线的斜率为普朗克常量 D．该图线的斜率为这种金属的逸出功 【答案】A 【详解】AB．爱因斯坦光电效应方程 光电子最大初动能与遏止电压的关系 联立两式可得遏止电压 与入射光频率 （题中为 ）的函数关系式为 当 时，对应的频率即为极限频率 。由 可知 。观察图2可知，图线与横轴的交点坐标约为 ，即该金属的极限频率约为 ，故A正确，故B错误； C．由关系式 可知，图线的斜率 ，即斜率为普朗克常量与元电荷的比值，而不是普朗克常量，故C错误； D．由关系式可知，图线的斜率为 ，而逸出功 对应的是图线纵轴截距绝对值的 倍，即 ，故D错误。 故选A。 变式4、用同一频率的光分别照射钨板和银板，都能发生光电效应。比较两次实验，下列物理量可能相等的是（     ） A．光电子的初动能 B．光电子物质波波长的最小值 C．两种金属的逸出功 D．两种金属的截止频率 【答案】A 【详解】A．同一金属发出的光电子初动能并不都相同，其取值范围为。两种金属发出的光电子初动能取值范围存在重合，因此光电子的初动能可能相等，故A正确； B．设两种金属的逸出功分别为、，则。由光电效应方程得， 由于，所以两种金属的光电子最大初动能不同。光电子物质波波长的最小值为 电子质量相同，最大初动能不同，所以最小物质波波长不同，故B错误； CD．金属逸出功与截止频率的关系为，钨和银的逸出功不同，因而截止频率也不同，故CD错误。 故选A。 考点二光电效应方程与遏止电压 知●识●解●构 1.爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν-W₀ Ek为光电子最大初动能，hν为入射光子能量，W₀为金属逸出功。 2.遏止电压Uc：使光电流减小到零的反向电压。eUc=Ek=hν-W₀ 即Uc=(h/e)ν-W₀/e 3.Uc-ν图像：斜率k=h/e，横轴截距为极限频率ν₀，纵轴截距为-W₀/e。 4.由Uc-ν图像可求普朗克常量h=e·k，逸出功W₀=heν₀。 知识点1光电效应方程的应用 例题3、如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射到阴极材料逸出功为2.5eV的光电管。则（　　） A．放出波长最长的光子的能量为12.09eV B．用0.85eV的光子照射氢原子，氢原子能跃迁到n=4激发态 C．加在光电管上的遏止电压为2.5V D．有2种频率的光子能使此光电管产生光电效应 【答案】D 【详解】A．波长最长，则频率最小，可知光子的能量最小，频率最小的光子能量为，故A错误； B．若氢原子能跃迁到n=4激发态，则吸收光子的能量为，故B错误； C．根据光电效应方程， 由于不能确定入射光能量，光电子的初动能不确定，则不能确定遏止电压，故C错误； D．大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，放出的光子能量为，， 由此可知，有2种频率的光子能使此光电管产生光电效应，故D正确。 故选D。 变式5、如图所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子，向低能级跃迁时能够辐射出3种能量的光子，用这三种光子分别照射某金属时，只有一种光子能使金属发生光电效应，下列说法正确的是（     ） A．氢原子开始处于能级 B．氢原子向低能级跃迁时，电子轨道半径变大 C．该金属的逸出功小于 D．增大光照强度，光电子的最大初动能变大 【答案】C 【详解】A．大量氢原子从能级向低能级跃迁，辐射光子种类满足 题目给出辐射出3种光子，解得，即氢原子初始处于能级，故A错误； B．根据玻尔理论，氢原子能级越小，电子轨道半径越小，向低能级跃迁时减小，电子轨道半径变小，故B错误； C． 题目说只有一种光子能使金属发生光电效应，说明只有能量最大的满足条件，最大能量为从能级跃迁到能级释放的能量为 则逸出功一定小于，故C正确； D．根据光电效应方程 光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与光照强度无关，增大光照强度不会改变最大初动能，故D错误。 故选C。 变式6、如图所示，足够长的光滑平行金属导轨、水平放置在垂直于导轨平面的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度为，导轨的间距为，导轨两端通过定值电阻、电流表A与平行金属板、相连，平行金属板的电容为。质量为的金属棒垂直导轨以初速度水平向左运动，金属棒达到稳定状态后，一束频率为的单色光照射在极板上，光电子恰好到达极板的右侧边缘，电子的电荷量为，整个电路中其余电阻不计。下列说法正确的是（     ） A．金属棒达到稳定状态时，电流表的示数不为 B．金属棒达到稳定状态时的速度大小为 C．金属板、的遏止电压为 D．金属板的逸出功为 【答案】C 【详解】A．金属棒向左运动时产生感应电动势，电容器不断充电，电容器两端电压逐渐增大，金属棒所受安培力阻碍其运动。设稳定状态下金属棒的速度为，此时电容器两端电压与金属棒产生的感应电动势大小相等，即 回路中的合电动势为零，因此电流表的示数为零，故A错误； B．在电容器充电过程中，设通过回路的电荷量为，根据动量定理、电容定义及稳定条件分别有，， 联立解得，故B错误； C．稳定状态下，金属板、间的电压等于电容器两端电压，根据 解得 光电子从金属板射出后恰好到达金属板，因此该电压即为遏止电压，故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程有 光电子恰好到达金属板时，根据动能定理有 解得 选项所给表达式缺少电子电荷量，故D错误。 故选C。 知识点2遏止电压与频率的关系 例题4、例题3、如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．光电管阴极K金属材料的逸出功为5.75eV B．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源左侧为正极 C．动能为2eV的电子能使处于第2能级的氢原子电离 D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小 【答案】A 【详解】A．由图像可得，遏止电压为-7V，从n=4跃迁到n=1能级发出的光子能量最高为 根据爱因斯坦光电效应方程 其中 解得，故A正确； B．若调节滑片使光电流为零，需要施加反向电压，即电源右侧应该为正极，故B错误； C．动能为2eV的电子的能量小于3.4eV，所以不能使处于第2能级的氢原子电离，故C错误； D．氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，释放光子，则氢原子能量减小，由于库仑力做正功，故核外电子动能增加，D错误。 故选A。 变式5、如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。分别用这三束光照射另一种金属，已知用光束c照射时，恰能产生光电子，则（　　） A．用光束a照射时，可能产生光电子 B．用光束b照射时，一定能产生光电子 C．用光束c照射时，光越强，光的波动性越明显 D．用光束c照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大 【答案】B 【详解】AB．由题图可知，三束光中b的遏止电压最大、频率最大，c次之，a最小，用光束c照射时，恰能产生光电子，即截止频率恰好等于c的频率，则对于频率大于c的b光，其光子能量大于金属逸出功，一定能产生光电子，a的光子能量小于逸出功，不能产生光电子，故A错误，B正确； C．光的波动性（如衍射、干涉）与强度大小无直接关联，光电效应更多体现其粒子性，故C错误； D．光电子最大初动能为，与光强无关，故D错误。 故选B。 变式6、如图所示为金属钙和钾的遏止电压随入射光频率变化的图像，图像①的横、纵截距分别为、，图像②的横、纵截距分别为、。已知金属钾的逸出功为2.25eV，金属钙的逸出功为3.20eV，电子的电荷量大小为e。下列说法正确的是（     ） A．图像①为金属钙的图像 B．金属钾的逸出功可以表达为 C．普朗克常量可以表达为 D．用同一束光照射两种金属，且均有光电子逸出，则金属钾对应的遏止电压更大 【答案】D 【详解】AB．由爱因斯坦光电效应方程可知 遏止电压满足 联立以上两式可得 由题目已知条件可知金属钙的逸出功更大，故①为金属钾，其纵截距为 可得金属钾的逸出功为，故AB错误； C．图像斜率 可得，故C错误； D．由图像可知同一束光的相同，金属钾对应的遏止电压​更大，故D正确。 故选D。 考点三光电效应图像分析 知●识●解●构 1.Uc-ν图像： (1)图线为不过原点的直线，斜率k=h/e（与金属种类无关）。 (2)横轴截距为极限频率ν₀，纵轴截距为-W₀/e。 (3)不同金属的Uc-ν图线平行（斜率相同），截距不同。 2.I-U图像（光电流-电压图像）： (1)饱和光电流I：电压足够大时的最大光电流，与入射光强度成正比。 (2)遏止电压Uc：光电流为零时的反向电压，Uc=(hν-W₀)/e。 (3)频率相同、光强不同：Uc相同，I不同（光强越大I越大）。 (4)光强相同、频率不同：频率越高Uc越大，I可能不同。 知识点1 Uc-ν图像分析 例题5、用金属铷制成的光电管来测量普朗克常量的实验装置如图甲所示，用不同频率的光照射该光电管，测得不同入射光的遏止电压与频率的关系图像如图乙所示。已知电子的电荷量。下列说法正确的是（     ） A．电源左端为正极 B．仅将滑片向左移动时，电流表示数一定减小 C．根据图乙计算可得普朗克常量约为 D．根据图乙计算可得金属铷的逸出功约为 【答案】D 【详解】A．要测量遏止电压，需在光电管两端加上反向电压，电源右端为正极，故A错误； B．光电管两端的电压是反向电压，仅将滑片向左移动时，反向电压减小，电流表示数不会减小，故B错误； C．根据爱因斯坦光电效应方程有 整理可得 结合题中图像斜率为，则有 解得，故C错误； D．结合前面分析及图像横截距，则有 代入数据可得，故D正确。 故选D。 变式9、（多选）美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量。电子电荷量用表示，下列说法正确的是（　　） A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片应向端移动 B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大 C．由图像可知，这种金属的截止频率为 D．由图像可求普朗克常量表达式为 【答案】CD 【详解】A．入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，A错误。 B．根据光电效应方程Ekm=hν-W0 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B错误。 CD．根据Ekm=hν-W0=eUc 得Uc=ν- 结合图像可知h= 当遏止电压为0时，ν=νc，CD正确。 故选CD。 变式10、实验装置中阴极由金属制成，由此装置测出金属的遏止电压与入射光的频率关系如图所示。已知普朗克常量。下列说法正确的是（     ） A．该金属的极限频率为 B．图中直线的斜率为 C．由图可知金属的逸出功约为 D．图中点对应的入射光光子动量约为 【答案】D 【详解】A．极限频率对应的是时的频率，由图可知约为，故A错误； B．根据光电效应方程可知 所以 斜率为，故B错误； C．根据题意可知，当时，可得金属的逸出功为 故C错误； D．A点对应的入射光光子动量大小为，故D正确。 故选D。 知识点2 I-U图像分析 例题6、列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器（如图甲所示），列车到站时，若光线被乘客阻挡，电流发生变化，从而引发报警。光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有、 两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图乙为、 光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。下列说法正确的是（     ） A．增大正向电压，光电流可以一直增大 B．a光照射光电管产生的光电子最大初动能较大 C．b光的光子是氢原子从能级跃迁到能级时发出 D．若部分光线被遮挡，则放大器的电流将减少 【答案】D 【详解】A．增大正向电压，可以让更多的光电子到达阳极，光电流增大，但当所有逸出的光电子都到达了阳极，光电流达到了最大值，再增大正向电压，光电流将保持不变，A错误； B．给光电管加反向电压，根据动能定理，有 得，根据图乙，可知，即光的遏止电压小于光，则光照射光电管产生的光电子的最大初动能较小，B错误； C．根据光电效应方程，有 得，根据前面分析知，相同，则有，即光子的能量更大 处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，共辐射出种光子，能级差越大，光子能量越大，依题意，辐射出的光中只有、 两种可以使该光电管阴极逸出光电子，因此只有能量最大的两种光子满足条件，分别是从能级跃迁到能级和从能级跃迁到能级；综上可得，光的光子是氢原子从能级跃迁到能级时发出，C错误； D．若部分光线被遮挡，到达光电管的光子数减少，逸出的光电子数减少，光电流减小，因此放大器的电流将减少，D正确。 故选D。 变式11、（多选）图1为氢原子的能级图，入射光照射大量处于基态的氢原子，发出a、b、c三种不同频率的光，现用这三种光分别去照射图2的光电效应实验装置，只有a、b两种光能得到图3所示的电流与电压的关系曲线。下列说法正确的是（     ） A．入射光的光子能量为12.09eV B．b光能使处于n=2能级的氢原子发生电离 C．滑片P向a端移动时，电流表示数变大 D．a光照射下，遏止电压Uc=10.2V 【答案】AB 【详解】A．入射光照射大量处于基态的氢原子，发出a、b、c三种不同频率的光，可知基态氢原子跃迁到能级，这样有从跃迁到、跃迁到、跃迁到三种不同频率的光，可知入射光的光子能量为，故A正确； B．用这三种光分别去照射图2的光电效应实验装置，只有a、b两种光发生光电效应，可知a、b两种光为跃迁到、跃迁到发出的光，根据图3可知，可知a光的能量为12.09eV，b光的能量为，故b光能使处于能级的氢原子发生电离。故B正确； C．图2中滑片P向a端移动过程中， K端的电势高于A端的电势，电压反向，可知电流表示数变小，故C错误； D．根据光电效应方程有 解得，故D错误。 故选AB。 变式12、（多选）图甲是光电效应实验装置示意图，图乙是研究光电效应电路中、两束入射光照射同种金属时产生的光电流与电压的关系图像，图丙是、两种金属的光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，图丁是某种金属的遏止电压与入射光频率之间的关系图像。下列说法正确的是（     ） A．在图甲实验中，改用光强足够大的红外线照射锌板验电器指针也会张开 B．由图乙可知，光的频率等于光的频率 C．由图丙可知，金属的逸出功小于金属的逸出功 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 【答案】BC 【详解】A．在图甲实验中，可能紫外线的频率刚好等于锌板的极限频率，而紫外线的频率大于红外线的频率，可知即使改用光强足够大的红外线照射锌板也不能发生光电效应，故验电器指针不一定会张开，故A错误； B．由图乙可知，两种光的截止电压相同，根据 可知a光的频率等于b光的频率，故B正确； C．由图丙可知，根据 可知图像在纵轴截距的绝对值等于逸出功，可知金属P的逸出功小于金属Q的逸出功，故C正确； D．由图丁可知，根据 可得 该图线的斜率为，故D错误。 故选BC。 考点四光的波粒二象性与物质波 知●识●解●构 1.光的波粒二象性： (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应、康普顿效应证明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性又具有粒子性，称为波粒二象性。 (4)大量光子的行为表现波动性，少数光子的行为表现粒子性。 (5)光在传播过程中表现波动性，与物质作用时表现粒子性。 (6)频率低的光波动性显著，频率高的光粒子性显著。 2.光子能量：E=hν=hc/λ 3.光子动量：p=h/λ=E/c 4.物质波（德布罗意波）： (1)任何运动的实物粒子都具有波动性，波长λ=h/p。 (2)对于电子：λ=h/(mv)=h/√(2meU)（经电压U加速后）。 (3)实验验证：电子束衍射实验（戴维孙-革末实验）证实了电子的波动性。 知识点1 光的波粒二象性 例题7、关于光电效应，下列说法正确的是（　　） A．光电效应说明光具有波动性 B．光电效应说明光具有粒子性 C．光电效应说明光既具有波动性又具有粒子性 D．光电效应说明光既不具有波动性也不具有粒子性 【答案】B 【详解】A．光电效应无法用波动性解释（如截止频率的存在），故A错误； B．光电效应中光子能量与频率相关，支持光的粒子性，故B正确； C．单个现象（光电效应）仅体现粒子性，未直接说明波动性，故C错误； D．光电效应明确支持粒子性，故D错误。 故选B。 变式13、（多选）以下说法正确的是（　　） A．爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说 B．光电效应现象说明了光的粒子性 C．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说本质上是不同的 D．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，无法统一 【答案】BC 【详解】A．爱因斯坦的光子说并不否定光的电磁说，而是说光的两种性质并存，故A错误； B．光电效应现象是光照射物体发出光电子的现象，该现象用光的波动性学说无法解释，爱因斯坦提出光子说解释了该现象，则说明光具有粒子性，故B正确； C．牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质。本质上是不同的，C正确； D．波粒二象性是光的根本属性，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，高频光的粒子性显著，低频光的波动性显著，二者不是相互矛盾，只是在不同情况下所表现的性质可能不同，故D错误。 故选BC。 变式14、2025年6月，我国在太赫兹通信领域取得重大突破，成功实现了1.2千米距离的高清视频实时无线传输，太赫兹微波的频率远高于现行的第五代移动通信技术5G微波的频率，则相较于5G微波光子（　　） A．太赫兹微波光子的能量更大 B．太赫兹微波光子只具有波动性，不具有粒子性 C．太赫兹微波光子在真空中传播速度更快 D．太赫兹微波光子在真空中传播速度更慢 【答案】A 【详解】A．光子能量公式为，太赫兹微波频率更高，故能量更大，故A正确； B．任何电磁波都具有波粒二象性，故B错误； CD．真空中所有电磁波速度相等，均为，与频率无关，故CD错误。 故选A。 知识点2 物质波与德布罗意波 例题8、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100V电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为10kV，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设电子经过电压加速后速度大小为，由动能定理得 电子的动量大小为 电子的德布罗意波长为 联立解得 因为 可解得 故选C。 变式15、下列关于德布罗意波的认识正确的是（     ） A．任何物体都有德布罗意波和它对应 B．X光的衍射证实了德布罗意波的假设是正确的 C．电子的衍射证实了德布罗意波的假设是正确的 D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性 【答案】C 【详解】A．运动的物体才具有波动性，才有德布罗意波和它对应，故A错误； B．X光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，故B错误； C．电子是实物粒子，电子衍射实验证明了电子具有波动性，证实了德布罗意波的假设，故C正确； D．宏观物体的动量太大，德布罗意波长太短，所以看不到它的干涉、衍射现象，但其仍具有波动性，故D错误。 故选C。 变式16、实物粒子和光都具有波粒二象性，下列说法正确的是（     ） A．人们借助中子衍射来研究晶体结构的实验利用了中子的波动性 B．电子束通过双缝后形成的干涉图样体现了电子的粒子性 C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D．光电效应和康普顿效应揭示了光的波动性 【答案】A 【详解】A．中子具有德布罗意波长，当中子的波长与晶体的晶格间距接近时会发生衍射，因此中子衍射研究晶体结构利用了中子的波动性，故A正确； B．电子束通过双缝后形成干涉图样，干涉是波特有的现象，体现了电子的波动性，故B错误； C．经典的光波理论不能解释黑体辐射的实验规律，普朗克提出能量量子化观点后才成功解释该规律，体现了光的粒子性，故C错误； D．光电效应表明光子能量满足，康普顿效应表明光子具有动量，二者均揭示了光的粒子性，故D错误。 故选A。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·云南·高考真题）云南省锡、铟等有色金属储量丰富。已知锡和铟的逸出功分别为和，若用光子能量为的紫外线分别照射这两种金属，则（     ） A．只有锡能发生光电效应 B．只有铟能发生光电效应 C．锡和铟都能发生光电效应 D．锡和铟都不能发生光电效应 【答案】B 【详解】光电效应的发生条件为：入射光子的能量大于等于金属的逸出功，即时可发生光电效应。 锡的逸出功，不满足光电效应发生条件，锡不能发生光电效应； 铟的逸出功，满足光电效应发生条件，只有铟能发生光电效应。 故选B。 2．（2025·江苏·高考真题）江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为，普朗克常量为h。 (1)求该金属的截止频率； (2)若频率为的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意，由光电效应方程有 当时，可得该金属的截止频率 （2）根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动能为 3．（2025·广西·高考真题）已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为2.13eV、2.25eV、2.29eV、3.20eV．用光子能量为2.20eV的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是（   ） A．铷 B．钾 C．钠 D．钙 【答案】A 【详解】当光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应，可知能量是2.20eV的光子分别照射到四种金属板上，会发生光电效应的金属板是铷。 故选A。 4．（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 【答案】D 【详解】当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象。对于粒子而言，德布罗意波长λ决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长λ和狭缝宽度的比值相关，当接近或大于1时，衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显。 故选D。 5．（2024·海南·高考真题）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关接1时，用频率为的光照射光电管，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，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 C．其他条件不变，使开关接接2，电流表示数仍为零 D．光电管阴极材料的截止频率 【答案】D 【详解】A．当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方程 故其他条件不变时，增大光强，电压表的示数不变，故A错误； B．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，故B错误； C．其他条件不变时，使开关S接2，此时 可发生光电效应，故电流表示数不为零，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 其中 联立解得，光电管阴极材料的截止频率为 故D正确。 故选D。 6．（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成分 D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 【答案】B 【详解】A．普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误； B．产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确； 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错误； 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B。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $