物理第12章 原子结构 原子核 第1讲 光电效应 波粒二象性 新人教版

原子结构原子核原子结构原子核第第 十十 二二 章章考试内容考试内容要求要求高考命题统计高考命题统计命题规律命题规律卷卷卷卷卷卷光电效应光电效应高考对本部分内高考对本部分内容考查形式比较容考查形式比较固定，一般比较固定，一般比较单一的考查某个单一的考查某个知识点，且知识知识点，且知识点相对比较单点相对比较单一，题型为选择一，题型为选择题和填空题题和填空题由于本部分内容由于本部分内容涉及点较多，且涉及点较多，且已经改为必考内已经改为必考内容，今后的命题容，今后的命题应该向着多个考应该向着多个考点融合的方向发点融合的方向发展展.爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程T196分分氢原子光谱氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期T156分分放射性同位素放射性同位素核力、核反应方程核力、核反应方程结合能、质量亏损结合能、质量亏损T176分分裂变反应和聚变反应、裂变反应堆裂变反应和聚变反应、裂变反应堆放射性的危害和防护放射性的危害和防护第一讲光电效应波粒二象性第一讲光电效应波粒二象性0202核心考点探究突破0303模拟演练稳基提能栏目导航0101基础再现双基落实0404课后回顾高效练习0101基础再现双基落实1光电效应光电效应在光的照射下从金属中发射电子的现象叫做光电效应，发射出的电子叫光电在光的照射下从金属中发射电子的现象叫做光电效应，发射出的电子叫光电子子2光电效应的实验规律光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_这个极限频这个极限频率，才能产生光电效应，低于这个频率的光不能产生光电效应率，才能产生光电效应，低于这个频率的光不能产生光电效应一一光电效应及其规律光电效应及其规律大于大于 (2)光电子的最大初动能与入射光的光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随着入射光频率的无关，只随着入射光频率的_而增大而增大(3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的大小与入射光的强度成正比当入射光的频率大于极限频率时，光电流的大小与入射光的强度成正比强度强度 增大增大 3爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为_，频率为，频率为的光的能量子的光的能量子为为h.(2)光电效应方程光电效应方程表达式：表达式：_或或_.物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量一部分用，这些能量一部分用于克服金属的于克服金属的_，剩下的表现为逸出后电子的初动能，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek.光子光子 hEkW0 EkhW0 逸出功逸出功W0 (3)光电效应方程的实质是什么？从金属的什么位置逸出的电子具有的动能最光电效应方程的实质是什么？从金属的什么位置逸出的电子具有的动能最大？大？提示：提示：光电效应方程实质是能量守恒方程从金属表面逸出的电子具有的动能光电效应方程实质是能量守恒方程从金属表面逸出的电子具有的动能最大最大(4)根据根据EkhW0画出画出Ek图线，如图所示，图线与横轴和纵轴的交点及斜图线，如图所示，图线与横轴和纵轴的交点及斜率的意义是什么？率的意义是什么？提示：提示：c是极限频率，是极限频率，E的大小是逸出功，斜率表示普朗克恒量的大小是逸出功，斜率表示普朗克恒量(5)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率与入射光的频率的关系如图所的关系如图所示若该直线的斜率和截距分别为示若该直线的斜率和截距分别为k和和b，电子电荷量的绝对值为，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量，则普朗克常量可表示为可表示为_，所用材料的逸出功可表示为，所用材料的逸出功可表示为_.1波动性：波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性性2粒子性：粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有光电效应、康普顿效应说明光具有_性性3光既具有光既具有_性，又具有性，又具有_性，称为光的波粒二象性性，称为光的波粒二象性二二光的波粒二象性光的波粒二象性波动波动 粒子粒子 波动波动 粒子粒子 1判断正误判断正误(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应()(2)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比()(3)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性()(4)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律()(5)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性()答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)2(人教版选修人教版选修35P30演示实验改编演示实验改编)(多选多选)如图所示用导线把验电器与锌板如图所示用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是()A有光子从锌板逸出有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度验电器指针张开一个角度D锌板带负电锌板带负电答案：答案：BC3(人教版选修人教版选修35P36第第2题改编题改编)(多选多选)在光电效应实验中，用频率为在光电效应实验中，用频率为的光照的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A增大入射光的强度，光电流增大增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大的光照射，光电子的最大初动能变大答案：答案：AD4(粤教版选修粤教版选修35P40第第2题题)下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说B在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的概率小下光子的概率小D单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性E光的波动性是因为光子之间的相互作用的结果光的波动性是因为光子之间的相互作用的结果答案：答案：C光电效应的研究思路光电效应的研究思路(1)两条线索：两条线索：(2)两条对应关系：光强大两条对应关系：光强大光子数目多光子数目多发射光电子多发射光电子多光电流大；光子频率光电流大；光子频率高高光子能量大光子能量大光电子的最大初动能大光电子的最大初动能大0202核心考点探究突破考点考点一一 光电效应的实验规律光电效应的实验规律关于光电效应，下列说法正确的是关于光电效应，下列说法正确的是()A极限频率越大的金属材料逸出功越大极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多A 解析：解析：逸出功逸出功W0h0，W00，A正确；只有照射光的频率正确；只有照射光的频率大于金属极限频大于金属极限频率率0，才能产生光电效应现象，才能产生光电效应现象，B错；由光电效应方程错；由光电效应方程EkmhW0知，因知，因不确定不确定时，无法确定时，无法确定Ekm与与W0的关系，的关系，C错；光强错；光强Enh，越大，越大，E一定，则光子数一定，则光子数n越越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错错对光电效应的四点提醒对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率(2)光电效应中的光电效应中的“光光”不是特指可见光，也包括不可见光不是特指可见光，也包括不可见光(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关(4)光电子不是光子，而是电子光电子不是光子，而是电子1(2018辽宁葫芦岛高中协作体联考辽宁葫芦岛高中协作体联考)用频率相同但强度不同的两束光分别去用频率相同但强度不同的两束光分别去照射同一金属，则照射同一金属，则()A是否发生光电效应和光的强度无关，但和光照射的时间长短有关是否发生光电效应和光的强度无关，但和光照射的时间长短有关B若发生光电效应，则在相同时间内，用强度较大的光照射金属时逸出的光若发生光电效应，则在相同时间内，用强度较大的光照射金属时逸出的光电子数较多电子数较多C若发生光电效应，则强度较大的光照射出的光电子的最大初动能大若发生光电效应，则强度较大的光照射出的光电子的最大初动能大D若发生光电效应，则强度较大的光照射出的光电子的最大初动能小若发生光电效应，则强度较大的光照射出的光电子的最大初动能小B 解析：解析：能否发生光电效应，与入射光的频率有关，与入射光的强度和光照时间能否发生光电效应，与入射光的频率有关，与入射光的强度和光照时间均无关，均无关，A错误；若发生光电效应，则在相同时间内，用强度较大的光照射金属时错误；若发生光电效应，则在相同时间内，用强度较大的光照射金属时逸出的光电子数较多，逸出的光电子数较多，B正确；光电子的最大初动能正确；光电子的最大初动能EkmhW0，若发生光电效，若发生光电效应，则两束光照射出的光电子的最大初动能相同，应，则两束光照射出的光电子的最大初动能相同，C、D错误错误2如图所示，用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应，欲使光子从阴极如图所示，用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应，欲使光子从阴极逸出时的最大初动能增大，应采取的措施是逸出时的最大初动能增大，应采取的措施是()A改用红光照射改用红光照射B改用紫光照射改用紫光照射C增大绿光的强度增大绿光的强度D增大加在光电管上的正向电压增大加在光电管上的正向电压B 解析：解析：发生光电效应时，光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大，与发生光电效应时，光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大，与照射光强度、光电管的电压无关，红光的频率比绿光的频率小，不一定能发生光电照射光强度、光电管的电压无关，红光的频率比绿光的频率小，不一定能发生光电效应，即使发生光电效应，光电子的最大初动能也较小，而紫光的频率大于绿光的效应，即使发生光电效应，光电子的最大初动能也较小，而紫光的频率大于绿光的频率，故选项频率，故选项B正确正确.1三个关系三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程EkhW0.(2)光电子的最大初动能光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即可以利用光电管用实验的方法测得，即EkeUc，其，其中中Uc是遏止电压是遏止电压(3)光电效应方程中的光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率为逸出功，它与极限频率c的关系是的关系是W0hc.考点二考点二 光电效应方程和光电效应图象光电效应方程和光电效应图象2四类图象四类图象小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量如图甲所示已知普朗克常量h6.631034Js.(1)图甲中电极图甲中电极A为光电管的为光电管的_(填填“阴极阴极”或或“阳极阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率与入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率截止频率c_Hz，逸出功，逸出功W0_J；(3)如果实验中入射光的频率如果实验中入射光的频率7001014Hz，则产生的光电子的最大初动能，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.答案：答案：(1)阳极阳极(2)5.1510143.411019(3)1.231019 解析：解析：(1)题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从题图甲为利用光电管产生光电流的实验电路，光电子从K极发射出极发射出来，故来，故K为光电管的阴极，为光电管的阴极，A为光电管的阳极为光电管的阳极(2)遏止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有遏止电压对光电子做负功，根据爱因斯坦光电效应方程有eUcEkhW0.结合题图乙可知，当结合题图乙可知，当Uc0时，时，515101 4Hz，故铷的截止频率，故铷的截止频率c5.151014Hz，逸出功，逸出功W0hc3.411019 J.(3)若入射光的频率若入射光的频率7.001014Hz，则产生的光电子的最大初动能，则产生的光电子的最大初动能EkhW01.231019 J.B 3(2018云南联考云南联考)(多选多选)用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为两束光照射时对应的遏止电压相同，均为Uc2，则下列论述正确的是，则下列论述正确的是()Aa、c两束光的光强相同两束光的光强相同Ba、c两束光的频率相同两束光的频率相同Cb光的波长最短光的波长最短D用用a光照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大光照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大BC 解析：解析：根据题图乙所示光电管两端的电压与相应的光电流的关系可知，根据题图乙所示光电管两端的电压与相应的光电流的关系可知，a、c两两束光照射时对应的遏止电压相同，说明束光照射时对应的遏止电压相同，说明a、c两束光的频率相同，两束光的频率相同，a、c两束光产生的两束光产生的饱和光电流不同，说明光强不同，选项饱和光电流不同，说明光强不同，选项A错误，错误，B正确正确b光照射时对应的遏止电压光照射时对应的遏止电压最大，说明最大，说明b光的频率最大，波长最短，照射光电管时发出的光电子的最大初动能光的频率最大，波长最短，照射光电管时发出的光电子的最大初动能最大，选项最大，选项C正确，正确，D错误错误4(多选多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能Ek随入射随入射光频率光频率的变化图线的变化图线(直线与横轴的交点坐标直线与横轴的交点坐标427，与纵轴交点坐标，与纵轴交点坐标0.5)由图可知由图可知()A该金属的截止频率为该金属的截止频率为4271014 HzB该金属的截止频率为该金属的截止频率为551014 HzC该图线的斜率表示普朗克常量该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为该金属的逸出功为0.5 eVAC 谢谢观看