專題29波粒二象性

考點十年考情（2016-2025）命題趨勢

2025·重慶·高考真題2025·廣西·高考真題2025·江

蘇·高考真題2024·遼寧·高考真題、2024·江

西·高考真題、2024·浙江·高考真題、

2024·海南·高考真題、2024·北京·高考真題、

2024·湖南·高考真題、2024·全國·高考真題、命題注重考查學生對光電效應、光

2024·江蘇·高考真題、2024·浙江·高考真題、子能量公式、愛因斯坦光電效應方

2023·北京·高考真題、2023·遼寧·高考真題、程等核心知識點的理解和應用能

2023·全國·高考真題、2023·浙江·高考真題、力，常通過計算光子能量、金屬逸

2023·海南·高考真題、2022·江蘇·高考真題、出功、截止頻率等題目，檢驗學生

2022·河北·高考真題、2022·浙江·高考真題、對基本概念和公式的掌握程度。同

2022·湖南·高考真題、2022.全國·高考真題、時，命題強調知識的靈活運用，結

2022·天津·高考真題、2021·江蘇·高考真題、合光電效應圖線分析、光電效應實

考點1波粒二

2021·海南·高考真題、2021·遼寧·高考真題、驗數據處理等情境，考查學生分析

象性

2021·天津·高考真題、2021·浙江·高考真題、問題和解決問題的能力。此外，波

（10年10考）

2021·河北·高考真題、2021·浙江·高考真題、粒二象性還常與原子結構、核反應

2020·江蘇·高考真題、2020·天津·高考真題、等知識點融合考查，體現學科知識

2020·浙江·高考真題、2019·北京·高考真題、的綜合性和系統(tǒng)性。未來高考命題

2019.天津·高考真題、2019·海南·高考真題、將繼續(xù)深化對波粒二象性的考查，

2019·浙江·高考真題、2019·江蘇·高考真題、注重基礎知識的鞏固和拓展，同時

2018·江蘇·高考真題、2018·全國·高考真題、加強對學生創(chuàng)新思維和實踐能力

2018·天津·高考真題、2018·浙江·高考真題、的考查，引導學生將所學知識應用

2017·天津·高考真題、2017·北京·高考真題、于解決實際問題。

2017·江蘇·高考真題、2017·海南·高考真題、

2017.上?！じ呖颊骖}、2017·全國·高考真題、

2016·全國·高考真題、2016·海南·高考真題、

2016·江蘇·高考真題

考點01波粒二象性

1．（2025·重慶·高考真題）在科學實驗中可利用激光使原子減速，若一個處于基態(tài)的原子朝某方向運動，

吸收一個沿相反方向運動的能量為E的光子后躍遷到相鄰激發(fā)態(tài)，原子速度減小，動量變?yōu)镻。普朗克

常量為h，光速為c，則（）

E

A．光子的波長為

hc

E

B．該原子吸收光子后質量減少了

c2

h

C．該原子吸收光子后德布羅意波長為

p

D．一個波長更長的光子也能使該基態(tài)原子躍遷到激發(fā)態(tài)

2．（2025·廣西·高考真題）已知金屬銣、鉀、鈉、鈣的逸出功分別為2．13eV、2．25eV、2．29eV、

3．20eV．用光子能量為2．20eV的單色光照射這些金屬的表面，能逸出光電子的金屬是（）

A．銣B．鉀C．鈉D．鈣

3．（2025·江蘇·高考真題）江門中微子實驗室使用我國自主研發(fā)的光電倍增管，利用光電效應捕捉中微子

信息。光電倍增管陰極金屬材料的逸出功為W0，普朗克常量為h。

(1)求該金屬的截止頻率ν0；

(2)若頻率為的入射光能使該金屬發(fā)生光電效應，求光電子的最大初動能Ek。

4．（2025·山東·高考真題）在光電效應實驗中，用頻率和強度都相同的單色光分別照射編號為1、2、3的

金屬，所得遏止電壓如圖所示，關于光電子最大初動能Ek的大小關系正確的是（）

A．Ek1Ek2Ek3B．Ek2Ek3Ek1

C．Ek3Ek2Ek1D．Ek3Ek1Ek2

5．（2025·廣東·高考真題）有甲、乙兩種金屬，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某頻率的光分別照射這

兩種金屬，只有甲發(fā)射光電子，其最大初動能為Ek，下列說法正確的是（）

A．使用頻率更小的光，可能使乙也發(fā)射光電子

B．使用頻率更小的光，若仍能使甲發(fā)射光電子，則其最大初動能小于Ek

C．頻率不變，減弱光強，可能使乙也發(fā)射光電子

D．頻率不變，減弱光強，若仍能使甲發(fā)射光電子，則其最大初動能小于Ek

6．（2025·陜晉青寧卷·高考真題）我國首臺擁有自主知識產權的場發(fā)射透射電鏡TH—F120實現了超高分辨

率成像，其分辨率提高利用了高速電子束波長遠小于可見光波長的物理性質。一個靜止的電子經100V

電壓加速后，其德布羅意波長為，若加速電壓為10kV，不考慮相對論效應，則其德布羅意波長為（）

11

A．100B．10C．D．

10100

7．（2025·浙江·高考真題）如圖1所示，三束由氫原子發(fā)出的可見光P、Q、R分別由真空玻璃管的窗口射

向陰極K。調節(jié)滑動變阻器，記錄電流表與電壓表示數，兩者關系如圖2所示。下列說法正確的是（）

A．分別射入同一單縫衍射裝置時，Q的中央亮紋比R寬

B．P、Q產生的光電子在K處最小德布羅意波長，P大于Q

C．氫原子向第一激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)光時，三束光中Q對應的能級最高

D．對應于圖2中的M點，單位時間到達陽極A的光電子數目，P多于Q

8．（2024·海南·高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應，閉合單刀雙擲開關S接1時，用頻率為1

的光照射光電管，調節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數剛好為0，此時電壓表的示數為U1，已知電子電荷

量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）

A．其他條件不變，增大光強，電壓表示數增大

B．改用比1更大頻率的光照射，調整電流表的示數為零，此時電壓表示數仍為U1

C．其他條件不變，使開關接S接2，電流表示數仍為零

eU

D．光電管陰極材料的截止頻率1

c1h

9．（2024·江蘇·高考真題）如圖所示，納原子在幾個能級間躍遷時輻射的光的波長分別為1、2、3和

4。其中只有一種波長的光能使某種金屬發(fā)生光電效應，該光的波長為（）

A．λ1B．λ2C．λ3D．λ4

10．（2024·遼寧·高考真題）X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子進行

分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強度，則（）

A．該金屬逸出功增大B．X光的光子能量不變

C．逸出的光電子最大初動能增大D．單位時間逸出的光電子數增多

11．（2024·浙江·高考真題）如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會逸出光電子，最大速率為vm。正對M

放置一金屬網N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠小于板長），電子的質量為

m，電荷量為e，則（）

A．M、N間距離增大時電子到達N的動能也增大

1

B．只有沿x方向逸出的電子到達N時才有最大動能mv2eU

2m

2m

C．電子從M到N過程中y方向位移大小最大為vd

meU

mv2

D．M、N間加反向電壓m時電流表示數恰好為零

4e

12．（2023·浙江·高考真題）有一種新型光電效應量子材料，其逸出功為W0。當紫外光照射該材料時，只

產生動能和動量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L的觀測屏上

形成干涉條紋，測得條紋間距為?x。已知電子質量為m，普朗克常量為h，光速為c，則（）

hLhL2

A．電子的動量peB．電子的動能E

dΔxk2md2x2

22

chLW0hL

C．光子的能量EW0D．光子的動量p

dxc2cmd2x2

13．（2022·河北·高考真題）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應的遏止電壓Uc與入射光頻率

的實驗曲線，該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應方程，并且第一次利用光電效應實驗測定了普朗克

常量h。由圖像可知（）

14

A．鈉的逸出功為hcB．鈉的截止頻率為8.510Hz

C．圖中直線的斜率為普朗克常量hD．遏止電壓Uc與入射光頻率成正比

14．（2022·湖南·高考真題）關于原子結構和微觀粒子波粒二象性，下列說法正確的是（）

A．盧瑟福的核式結構模型解釋了原子光譜的分立特征

B．玻爾的原子理論完全揭示了微觀粒子運動的規(guī)律

C．光電效應揭示了光的粒子性

D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣揭示了電子的粒子性

15．（2022·全國乙卷·高考真題）一點光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×10-7m

的光，在離點光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數為3×1014個。普朗克常量為h=6.63×10

-34Js。R約為（）

A．1×102mB．3×102mC．6×102mD．9×102m

16．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進行光電效應探究，其截止頻率

12，保持入射光不變，則光電子到達A極時動能的最大值Ekm隨電壓U變化關系的圖像是（）

A．B．C．

D．

17．（2021·海南·高考真題）某金屬在一束單色光的照射下發(fā)生光電效應，光電子的最大初動能為Ek，已知

該金屬的逸出功為W0，普朗克常量為h。根據愛因斯坦的光電效應理論，該單色光的頻率為（）

EWEWEW

A．kB．0C．k0D．k0

hhhh

18．（2021·遼寧·高考真題）赫茲在研究電磁波的實驗中偶然發(fā)現，接收電路的電極如果受到光照，就更容

易產生電火花。此后許多物理學家相繼證實了這一現象，即照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子

從表面逸出。最初用量子觀點對該現象給予合理解釋的科學家是（）

A．玻爾B．康普頓

C．愛因斯坦D．德布羅意

19．（2021·天津·高考真題）光刻機是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片

上，再經技術處理制成芯片。為提高光刻機清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。

紫外線進入液體后與其在真空中相比（）

A．波長變短B．光子能量增加C．頻率降低D．傳播速度增大

20．（2021·浙江·高考真題）已知普朗克常量h6.631034Js，電子的質量為9.111031kg，一個電子和

一滴直徑約為4μm的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數量級為（）

33

（油0.810kg/m）

A．108B．106C．108D．1016

21．（2017·天津·高考真題）明代學者方以智在《陽燧倒影》中記載，“凡寶石面凸，則光成一條，有數棱

則必有面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現象。如圖所示，一束復色光通過三棱鏡后分

解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（）

A．若增大入射角i，則b光先消失

B．在該三棱鏡中a光波長小于b光

C．a光能發(fā)生偏振現象，b光不能發(fā)生

D．若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應，則a光的遏止電壓低

22．（2020·浙江·高考真題）如圖所示，波長為a和b的兩種單色光射入三棱鏡，經折射后射出兩束單色

光a和b，則這兩束光（）

A．照射同一種金屬均有光電子逸出，光電子最大初動能EKaEKb

B．射向同一雙縫干涉裝置，其干涉條紋間距xaxb

C．在水中的傳播速度vavb

D．光子動量papb

23．（2019·海南·高考真題）對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率v的關系如圖所示．用h、

e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則（）

A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功

h

B．圖中直線的斜率為

e

C．在得到這兩條直線時，必須保證入射光的光強相同

D．若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高

24．（2019·江蘇·高考真題）在“焊接”視網膜的眼科手術中，所用激光的波長λ=6.4×10-7m，每個激光脈沖的

能量E=1.5×10-2J．求每個脈沖中的光子數目．（已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3×108m/s．計

算結果保留一位有效數字）

25．（2019·北京·高考真題）光電管是一種利用光照射產生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可

能形成光電流．表中給出了6次實驗的結果．

組次入射光子的能量相對光強光電流大小/mA逸出光電子的

/eV最大動能

14.0弱290.9

第

一24.0中430.9

組

34.0強600.9

46.0弱272.9

第

二56.0中402.9

組

66.0強552.9

由表中數據得出的論斷中不正確的是

A．兩組實驗采用了不同頻率的入射光

B．兩組實驗所用的金屬板材質不同

C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eV

D．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強越強，光電流越大

26．（2019·天津·高考真題）如圖為a、b、c三種光在同一光電效應裝置中測的光電流和電壓的關系．由

a、b、c組成的復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（）

A．B．

C．D．

27．（2019·浙江·高考真題）【加試題】波長為λ1和λ2的兩束可見光入射到雙縫，在光屏上觀察到干涉條

紋，其中波長為λ1的光的條紋間距大于波長為λ2的條紋間距．則（下列表述中，腳標“1”和“2”分別代

表波長為λ1和λ2的光所對應的物理量）

A．這兩束光的光子的動量p1＞p2

B．這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角C1＞C2

C．這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則遏止電壓U1＞U2

D．這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2能級時產生，則相應激發(fā)態(tài)的電離能△E1＞△E2

28．（2018·江蘇·高考真題）光電效應實驗中，用波長為0的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金

屬表面逸出．當波長為0的單色光B照射該金屬板時，光電子的最大初動能為______，A、B兩種光

2

子的動量之比為_____．（已知普朗克常量為h、光速為c）

29．（2018·天津·高考真題）氫原子光譜在可見光區(qū)域內有四條譜線Hα、Hβ