第5章 第4节 初识光量子与量子世界-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（鲁科版）

鲁科版·必修第三册·第5章初识电磁场与电磁波 初识光量子与量子世界 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 热辐射 一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关，称为热辐射；温度升高，辐 射强度增大，辐射中短波成分增多。 黑体与黑体辐射 能完全吸收入射的各种波长电磁波的物体叫黑体；黑体辐射的强度按波长的分 布只与温度有关。 能量子假说 普朗克提出：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，即 3 E=ne(n=1,2,3.…);最小能量值e=hv,h为普朗克常量，h=6.63×10-34 J·So 光的量子化 爱因斯坦提出光量子（光子）假说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组 成，每个光子的能量e=hvo 5 光电效应 照射到金属表面的光，能使金属中的电子逸出的现象；逸出的电子叫光电子。 光电效应实验规律 ①存在截止频率vc,入射光频率低于vc时不发生光电效应；②光电子的最大初 6 动能与入射光频率有关，与光强度无关；③入射光照射到金属表面时，光电子 几乎瞬时发射。 爱因斯坦光电效应方程 Ek=hv-Wo;其中Ek为光电子最大初动能，hv为光子能量，Wo为逸出功（金 属表面电子逸出所需最小能量)。 光的波粒二象性 光既具有波动性又具有粒子性；频率越低、波长越长，波动性越显著；频率越 高、波长越短，粒子性越显著。 量子世界的基本特征 微观世界中能量不连续（量子化）；普朗克常量h是量子世界的基本常量，是区 9 分经典物理与量子物理的标志。 康普顿效应（课本阅读材 X射线经物质散射后，散射光中除原波长外还有波长变长的成分，说明光子不 10 料) 仅具有能量还具有动量，进一步证实光的粒子性。 本节核心公式汇总 能量子：e=hv 光子能量：E=hv 光电效应方程：Ek=hv-Wo 普朗克常量：h=6.63×10-34J·s 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题（每题3分，共10题） 1.关于热辐射，下列说法正确的是 A.只有高温物体才辐射电磁波 B.常温物体不辐射电磁波 C。一切物体都在辐射电磁波，辐射强度与温度有关 D.热辐射的强度只与物体表面积有关 2.下列物体中，最接近黑体的是 A.白色的墙壁B.表面粗糙的铁块C.一个封闭空腔上开的小孔D.镜面 3.普朗克能量子假说的核心内容是 A.能量可以连续变化 B.振动带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C.能量与温度成正比 D.能量与波长成正比 4.普朗克常量h的单位是 A.JB.J·s C.J/s D.s 5.每个光子的能量表达式为 A.E=h/v B.E=hv C.E=v/h D.E=hv2 6.关于光电效应，下列说法正确的是 A.任何频率的光照射金属都能发生光电效应 B.光电子的最大初动能与入射光强度成正比 C.光电效应存在截止频率 D.光电子的发射需要较长的积累时间 7.在光电效应实验中，增大入射光的强度（频率不变），则 A光电子的最大初动能增大B.光电子的最大初动能不变C.不发生光电效应D.截止频率增大 8.用频率为V的光照射逸出功为Wo的金属，光电子的最大初动能为 A.hv B.Wo C.hv+Wo D.hv-Wo 9.关于光的波粒二象性，下列说法正确的是 A.光只能是波，不可能是粒子 B.光只能是粒子，不可能是波 C.光既具有波动性又具有粒子性 D.光的波动性与粒子性是对立的，不能统一 10.下列现象中，最能说明光具有粒子性的是 A.光的干涉B.光的衍射C.光电效应 D.光的折射 二、多选题（每题4分，共5题，选对但不全得2分，选错得0分）》 11.关于黑体辐射，下列说法正确的是 A.黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关 B.温度越高，黑体辐射中短波成分越多 C.黑体辐射的强度与材料种类有关 D.黑体能完全吸收各种波长的入射电磁波 12.关于光电效应，下列说法正确的是 A.存在截止频率，低于截止频率的光不能发生光电效应 B.光电子的最大初动能与入射光频率有关 C,光电子的最大初动能与入射光强度有关 D.光电效应具有瞬时性 13.关于光子，下列说法正确的是 A.光子具有能量B.光子具有动量C,光子的能量与频率成正比D.光子的能量与波长成正比 14.下列哪些实验或现象支持光的粒子性 A.黑体辐射B.光电效应 C.康普顿效应D.光的干涉 15.关于普朗克常量h,下列说法正确的是 A.h=6.63X10-34J·s B.h是量子世界的基本常量 C.h的数值非常大 D.h是区分经典物理与量子物理的重要标志 三、填空题（每题3分，共5题） 16.一切物体都在辐射. ，这种辐射与物体的 有关，称为热辐射。 17.普朗克提出能量子假说，振动带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的 倍，E= 18.光电效应中，逸出的电子叫 ；使金属中的电子逸出所需的最小能量叫 19.爱因斯坦光电效应方程为 其中Ek表示 20.光既具有 性又具有 性，这种现象称为光的波粒二象性。 四、判断题（每题2分，共5题，对的打"厂"，错的打"×"） 21.黑体辐射的强度按波长的分布与温度无关。 22.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比。 23.光子不仅有能量，还有动量。 24.只要光足够强，任何频率的光照射金属都能发生光电效应。 25.普朗克常量h是一个很小的量，约为6.63×10-34J·s。 五、简答题（每题5分，共3题） 26.简述光电效应的三条实验规律。 27.什么是逸出功？写出爱因斯坦光电效应方程并说明各物理量的含义。 28.为什么说普朗克常量h是量子世界的基本常量？ 六、基础实验填空题（每空2分，共4空） 29.在光电效应实验中： (1)要发生光电效应，入射光的频率必须 金属的截止频率。 (2)保持入射光频率不变，增大入射光强度，光电子的最大初动能 单位时间内逸出的光电子数 (3)保持入射光强度不变，增大入射光频率，光电子的最大初动能 七、计算题（每题6分，共2题） 30.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,求频率为5×1014Hz的光子能量。 31.用频率为8×1014Hz的光照射逸出功为2.0eV的金属，已知h=6.63×10-34J·s,1eV=1.6×10-19J。求： (1)入射光子的能量； (2)光电子的最大初动能。 模块3 参考答案 一、单选题 1.c 2.C 3.B 4.B 5.B 6.c 7.B 8.D 9.c 10.c 二、多选题 11.ABD 12.ABD 13.ABC 14.BC 15.ABD 三、填空题 16.电磁波；温度 17.整数；hv 18.光电子；逸出功 19.Ek=hv-Wo;光电子的最大初动能 20.波动；粒子 四、判断题 21.× 22.× 23.√ 24.X 25.厂 五、简答题 26.答：①存在截止频率vc,入射光频率低于Vc时不发生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光强度 无关；③入射光照射到金属表面时，光电子几乎瞬时发射。 27.答：逸出功Wo是使金属中的电子逸出所需的最小能量。爱因斯坦光电效应方程为Ek=v-Wo,其中Ek为光电子的最 大初动能，hv为入射光子的能量，Wo为金属的逸出功。 28.答：普朗克常量h是量子世界的基本常量，它标志着微观世界中能量不连续（量子化）的基本特征，是区分经典物理与 量子物理的重要标志，h=6.63×10-34J·s。 六、基础实验填空题 29. (1)大于（或等于） (2)不变；增多 (3)增大 七、计算题 30. 解：E=hv=6.63×10-34J·s×5×1014Hz=3.315×10-19J 答：光子能量为3.315×10-19J。 31. 解：(1)E=hv=6.63×10-34J·s×8×1014Hz=5.304×10-19J (2)Wo=2.0eV=2.0×1.6×10-19J=3.2×10-19J Ek=hv-W0=5.304×10-19J-3.2×10-19J=2.104×10-19J。答：入射光子能量为5.304×10-19J,光电子的最大初动 能为2.104×10-19J。