易错点28 光电效应 波粒二象性（解析版）-备战2022年高考物理典型易错题辨析与精练

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易错点 28 光电效应 波粒二象性
易错总结
一、光电效应方程 Ek＝hν－W0的应用
1．光电效应方程的理解
(1)Ek为光电子的最大初动能，与金属的逸出功 W0和光的频率 ν有关．
(2)若Ek＝0，则 hν＝W0，此时的 ν即为金属的截止频率 νc.
2．光电效应现象的有关计算
(1)最大初动能的计算：Ek＝hν－W0＝hν－hνc；
(2)截止频率的计算：hνc＝W0，即 νc＝；
(3)遏止电压的计算：－eUc＝0－Ek，
即Uc＝＝.
二、光的波粒二象性
1．光的波动性
实验基础：光的干涉和衍射．
2．光的粒子性
(1)实验基础：光电效应、康普顿效应．
(2)表现：①当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质；②少量或个别
光子容易显示出光的粒子性．
(3)说明：①粒子的含义是“不连续”“一份一份”的；②光子不同于宏观观念的粒子．
解题方法
光电效应规律中的四类图像
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
① 截止频率 νc：图线与 ν轴交点
的横坐标
② 逸出功 W0：图线与 Ek轴交点
的纵坐标的绝对值，即 W0＝|－E|
＝E
③ 普朗克常量 h：图线的斜率，
即h＝k
入射光颜色相
同、强度不同
时，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 饱和电流 Im：电流的最大值
③ 最大初动能：Ek＝eUc
入射光颜色不同
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 截止频率 νc：图线与横轴交点
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)
【易错跟踪训练】
易错类型：对物理概念理解不透彻
1．（2021·全国高三专题练习）下列关于波粒二象性的说法不正确的是（　　）
A．光电效应揭示了光的波动性
B．使光子一个一个地通过单缝，若时间足够长，底片上也会出现衍射图样
C．黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释
D．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
【答案】A
【详解】
A．光电效应揭示了光的粒子性，A错误；
B．单个光子通过单缝后在底片上呈现出随机性，但大量光子通过单缝后在底片上呈现出波动性，B正确；
C．黑体辐射的实验规律说明了电磁辐射是量子化的，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐
射可用光的粒子性来解释，C正确；
D．热中子束射在晶体上产生衍射图样，是由于运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，
D正确。
故选 A。
2．（2021·全国高三课时练习）量子理论是现代物理学两大支柱之一。量子理论的核心观念是“不连续”。
关于量子理论，以下说法不正确的是（　　）
A．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念
B．爱因斯坦实际上是利用量子观念和能量守恒定律解释了光电效应
C．康普顿效应证明光具有动量，也说明光是不连续的
D．海森伯的不确定性关系告诉我们电子的位置是不能准确测量的
【答案】D
【详解】
A．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了“能量子”的概念，选项A正确，不符合题意；
B．爱因斯坦引入量子观念，依据能量守恒定律对光电效应现象进行了解释，选项B正确，不符合题意；
C．康普顿效应证明光具有动量，也说明光是一份一份的，选项C正确，不符合题意；
D．海森伯的不确定性关系告诉我们不能够同时准确知道粒子的位置和动量，选项D错误，符合题意。
故选 D。
3．（2020·全国高三专题练习）关于光的理解，下列正确的是（ ）
A．光电效应和康普顿效应都表明光具有粒子性
B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C．德布罗意是历史上第一个实验验证了物质波存在的人
D．牛顿的微粒说与爱因斯坦的光子说本质上是一样的
【答案】A
【详解】
物体在光的照射下发射出电子的现象叫光电效应，根据爱因斯坦光子说的理论可知，光电效应说明了光具
有粒子性．康普顿效应也揭示了光具有粒子性．A正确；光同时具有波粒二象性，B错误；德布罗意是历
史上第一个提出物质波的人，C错误；牛顿认为光是一种实物，是一些硬的小球，是按照牛顿运动定路运
动的．爱因斯坦的光子说认为，光子还是波动，只不过是一种不连续的，分离的粒子状的波动，D错误．
4．（2019·全国）关于光的波粒二象性的理解正确的是
A．大量光子的行为往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性
B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C．光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的
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
【答案】D
【详解】
光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显；光在传播时表
现为波动性，而与物质相互作用时表现为粒子性，故 AB 错误．光的波动性与粒子性是光子本身的一种属
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