高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教學(xué)案16018

1、高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018第12章近代物理初步高考導(dǎo)航考點(diǎn)內(nèi)容要求高考(全國(guó)卷)三年命題情況比較分析20172018命題分析光電效應(yīng)愛因斯坦光電效應(yīng)方卷程T17：1.高考命題形式比卷氫原子光譜愛因斯坦卷較固定，一般單調(diào)T14：氫原子的能級(jí)構(gòu)造、質(zhì)能方T17：的觀察某個(gè)知識(shí)原子構(gòu)造能級(jí)公式程、核能光電效應(yīng)點(diǎn)，且題型為選擇與玻爾理的計(jì)算及其規(guī)律題。原子核的構(gòu)成、放射論性、原子核衰變、半卷卷2命題熱點(diǎn)是光電卷T15：T14：效應(yīng)規(guī)律、原子躍衰期T15：原子核及愛因斯坦遷、原子核的衰變放射性同位素愛因斯坦其衰變質(zhì)能方規(guī)律、核反響方程核力、核反響方

2、程質(zhì)能方卷程、核能及核能的計(jì)算等，聯(lián)合能、質(zhì)量損失程、核能T19：的計(jì)算試題難度中等或中裂變反響和聚變反的計(jì)算光電效應(yīng)等偏下。應(yīng)、裂變反響堆及其規(guī)律射線的危害和防范第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性一、光電效應(yīng)光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子稱為光電子。1/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018光電效應(yīng)的四個(gè)規(guī)律每種金屬都有一個(gè)極限頻次。光照射到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是剎時(shí)的。光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度沒關(guān)，只隨入射光的頻次增大而增大。光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。制止電壓與截止頻次制

3、止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc。截止頻次：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻次叫做該種金屬的截止頻次(又叫極限頻次)。不一樣樣的金屬對(duì)應(yīng)著不一樣樣的極限頻次。二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程光子說在空間流傳的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光的能量子，簡(jiǎn)稱光子，光子的能量34h。其中h6.6310Js(稱為普朗克常量)。2逸出功W0使電子走開某種金屬所做功的最小值。最大初動(dòng)能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子汲取光子后戰(zhàn)勝原子核的引力逸出時(shí)所擁有的動(dòng)能的最大值。愛因斯坦光電效應(yīng)方程表達(dá)式：EkhW0。2/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)160

4、18物理意義：金屬表面的電子汲取一個(gè)光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來(lái)戰(zhàn)勝金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后1光電子的最大初動(dòng)能Ek2mev2。三、光的波粒二象性與物質(zhì)波光的波粒二象性光的干預(yù)、衍射、偏振現(xiàn)象證明光擁有顛簸性。光電效應(yīng)說明光擁有粒子性。光既擁有顛簸性，又擁有粒子性，稱為光的波粒二象性。物質(zhì)波概率波：光的干預(yù)現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)恪守顛簸規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子抵達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子抵達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波。物質(zhì)波：任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀h物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)p，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量。1思慮辨析(正確的畫“

5、”，錯(cuò)誤的畫“”)光子說中的光子，指的是光電子。()只需光足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，就必定能發(fā)生光電效應(yīng)。3/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018()(3)極限頻次越大的金屬資料逸出功越大。()(4)原子中絕大多數(shù)是空的，原子核很小。()核式構(gòu)造學(xué)說是盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的。()(6)在玻爾模型中，原子的狀態(tài)是不連續(xù)的。()2(人教版選修35P30演示實(shí)驗(yàn)改編)(多項(xiàng)選擇)以以下圖，用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連結(jié)，當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)，發(fā)生的現(xiàn)象是()A有光子從鋅板逸出有電子從鋅板逸出C驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度鋅板帶負(fù)電答案BC3(粵教版選

6、修35P40T2改編)(多項(xiàng)選擇)以下說法中正確的選項(xiàng)是()A光的波粒二象性學(xué)說完整顛覆了麥克斯韋的光的電磁說在光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，暗條紋的地方是光子永久不可以抵達(dá)的地方4/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018C光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)中，大量光子打在光屏上的落點(diǎn)是有規(guī)律的，暗紋處落下光子的概率小單個(gè)光子擁有粒子性，大量光子擁有顛簸性答案CD4(人教版選修35P36T2改編)(多項(xiàng)選擇)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，以下說法正確的選項(xiàng)是()A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C改用頻次小于的光

7、照射，必定不發(fā)生光電效應(yīng)D改用頻次大于的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大答案AD光電效應(yīng)規(guī)律和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用依題組訓(xùn)練1(多項(xiàng)選擇)(2016全國(guó)卷改編)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻次的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。以下說法正確的選項(xiàng)是()A保持入射光的頻次不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大入射光的頻次變高，飽和光電流變大C保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻次，向來(lái)有光5/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018電流產(chǎn)生制止電壓的大小與入射光的頻次相關(guān)，與入射光的光強(qiáng)沒關(guān)AD依照光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：保持入射光的頻次不變，入射

8、光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大，故A正確，B壓的大小與入射光的頻次相關(guān)，與入射光的光強(qiáng)沒關(guān)，光強(qiáng)不變，若低于截止頻次，則沒有光電流產(chǎn)生，故確。錯(cuò)誤；制止電保持入射光的錯(cuò)誤，D正2(2018全國(guó)卷)用波長(zhǎng)300為nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.281019J。已知普朗克常量為6.631034Js，真空中的光速為3.00108ms1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻次約為()A11014HzB81014HzC21015HzD81015Hzc依照愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0hh0，代入數(shù)據(jù)解得081014Hz，B正確。3(多項(xiàng)選擇)(2017全國(guó)卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻次

9、為、的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的制止電壓分別ab為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。以下說法正確的選項(xiàng)是()A若，則必定有UUababB若ab，則必定有EkaEkb6/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018C若UaUb，則必定有EkaEkb若ab，則必定有haEkahbEkbBC光電效應(yīng)中制止電壓與最大初動(dòng)能之間的關(guān)系為eUEk，依照光電效應(yīng)方程可知EkhW0，若，則EkEk，ababUaUb，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；若UaUb，則EkaEkb，選項(xiàng)C正確；由光電效應(yīng)方程可得W0hEk，則haEka

10、hbEkb，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4(陽(yáng)江模擬)用以以下圖的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻次的單色光a照射光電管陰極K，電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻次的單色光b照射光電管陰極K時(shí)，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么()Aa光的波長(zhǎng)必定大于b光的波長(zhǎng)B增加b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C用a光照射光電管陰極K時(shí)經(jīng)過電流計(jì)G的電流是由d到cD只增加a光的強(qiáng)度可使經(jīng)過電流計(jì)G的電流增大用必定頻次的a單色光照射光電管時(shí)，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知0，a光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生光a電效應(yīng)的條件：0，增加b光的強(qiáng)度不可以使電流計(jì)G的指針發(fā)生7/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步

11、第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018偏轉(zhuǎn)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電子從光電管左端運(yùn)動(dòng)到右端，而電流的方向與電子定向挪動(dòng)的方向相反，因此流過電流計(jì)G的電流方向是c流向d，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；增加a光的強(qiáng)度可使經(jīng)過電流計(jì)G的電流增大，故D項(xiàng)正確。對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提示可否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻次。光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可以見光。逸出功的大小由金屬自己決定，與入射光沒關(guān)。光電子不是光子，而是電子。兩條分析線索(1)(2)定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0。(2)最大初動(dòng)能與制止電壓的關(guān)系：EkeUc。(3)逸出功與極限頻次的

12、關(guān)系：Wh。00劃分光電效應(yīng)中的三組看法光子與光電子：光子指光在空間流傳時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面遇到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其實(shí)質(zhì)是電子。光子是因，光電子是果。8/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能。光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子抵達(dá)陽(yáng)極，回路中便產(chǎn)生光電流，跟著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在必定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小沒關(guān)。光電效應(yīng)的圖象問題講典例示法圖象名稱圖線形狀讀守信息最大初動(dòng)能截止頻次(極限頻次)：橫軸截距Ek與入射光逸出

13、功：縱軸截距的絕對(duì)值0E頻次的關(guān)W|E|普朗克常量：圖線的斜率kh系圖線制止電壓U截止頻次c：橫軸截距c與入射光頻制止電壓U：隨入射光頻次的增大而增大c率的關(guān)系普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電圖線荷量的乘積，即hke顏色相同、強(qiáng)度不一樣樣的制止電壓U：橫軸截距c光，光電流飽和光電流Im：電流的最大值與電壓的關(guān)最大初動(dòng)能：EkmeUc系顏色不一樣樣c1c2制止電壓U、U時(shí)，光電流飽和光電流與電壓的關(guān)最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2系典例示法(桂林、百色和崇左市第三次聯(lián)考)金屬在光的照9/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018射下產(chǎn)生光電

14、效應(yīng)，其制止電壓Uc與入射光頻次的關(guān)系圖象如圖所示。則由圖象可知()A入射光頻次越大，該金屬的逸出功越大B入射光的頻次越大，則制止電壓越大(0)UC由圖可求出普朗克常量h0光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻次成正比當(dāng)制止電壓為零時(shí)，最大初動(dòng)能為零，則入射光的能量等于逸出功，因此W0h0，逸出功與入射光頻次沒關(guān)，是由金屬資料決定的，故A錯(cuò)誤；依照光電效應(yīng)方程EkmhW0和eUcEkm得：hW0Ucee，當(dāng)入射光的頻次大于等于極限頻次時(shí)，入射光的頻次hW0越大，則制止電壓越大，故B正確；由Ucee，知圖線的斜率hheU等于，由題圖可以得出斜率的大小，則普朗克常量為，故Ce0錯(cuò)誤；依照光電效應(yīng)方程Ekm

15、hW0，得光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻次成線性關(guān)系，不是成正比，故D錯(cuò)誤。跟進(jìn)訓(xùn)練光電效應(yīng)的Ek-圖象1用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻10/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018率為的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)光陰電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻次的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，b)。以下說法正確的是()甲乙aA普朗克常量為hbB斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大D保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻次，電流表G的

16、示數(shù)保持不變b由EkhW0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即ha，故A錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S后，仍有光電子產(chǎn)生，因此電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大入射光的頻次，才能增大光電子的最大初動(dòng)能，與光的強(qiáng)度沒關(guān)，故C錯(cuò)誤；保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻次，單個(gè)光子的能量增大，而光的強(qiáng)度不變，那么光子數(shù)必定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故錯(cuò)誤。光電效應(yīng)的I-U圖象11/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)160182.(多項(xiàng)選擇)用甲、乙兩種單色光照射同一金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系以以下圖。已知普朗克常量為h，被照射金屬的

17、逸出功為W0，制止電壓為Uc，電子的電荷量為e。以下說法正確的是()A甲光的強(qiáng)度大于乙光的強(qiáng)度甲光的頻次大于乙光的頻次C甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子初動(dòng)能均為eUcW0eUcD乙光的頻次為hAD依照光的強(qiáng)度越強(qiáng)，則光電子數(shù)量越多，對(duì)應(yīng)的光電流越1大，即可判斷甲光的強(qiáng)度較大，選項(xiàng)A正確；由光電效應(yīng)方程2mv21hW0，2mv2Uce，聯(lián)合題圖可知，甲、乙的制止電壓相同，故甲、乙的頻次相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；甲光照射時(shí)產(chǎn)生的光電子的最1大初動(dòng)能為eUc,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；依照2mv2hW0Uce，可得UceW0，選項(xiàng)D正確。h光電效應(yīng)的Uc圖象3如圖為密立根研究某金屬的制止電壓Uc和入射光頻次的關(guān)12/16高考物理

18、大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018系圖象，則以下說法正確的選項(xiàng)是()A圖象的斜率為普朗克常量B該金屬的截止頻次約為145.510HzC由圖象可得該金屬的逸出功為0.5eV由圖象可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻次成一次函數(shù)關(guān)系依照光電效應(yīng)方程得，EkmhW0，又EkmeUc，解得hW0hUcee，可知圖線的斜率ke，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)制止電壓為零時(shí)，入射光的頻次等于金屬的截止頻次，大概為4.21014Hz，h故B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖線的斜率k，則逸出功Whke000e0.5141.3144.210eV1.6eV，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；依照光電效應(yīng)方10程得，EkmhW0，即e

19、UchW0，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻次成一次函數(shù)關(guān)系，故D項(xiàng)正確。光的波粒二象性物質(zhì)波依題組訓(xùn)練1(朔州模擬)以下相關(guān)光的波粒二象性的說法中，正確的選項(xiàng)是()A有的光是波，有的光是粒子13/16高考物理大一輪復(fù)習(xí)第12章近代物理初步第1節(jié)光電效應(yīng)波粒二象性教教學(xué)設(shè)計(jì)16018光子與電子是相同的一種粒子C光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其顛簸性越明顯；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著大量光子的行為常常顯示出粒子性光既有顛簸性又有粒子性，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；光子不帶電，沒有靜止質(zhì)量，而電子帶負(fù)電，有質(zhì)量，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其顛簸性越明顯，波長(zhǎng)越短，其粒子性越明顯，故C項(xiàng)正確；個(gè)別光子的作用見效常常表現(xiàn)為粒子性，大量光子的作用見效常常表現(xiàn)為顛簸性，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2(多項(xiàng)選擇)實(shí)物粒子和光都擁有波粒二象性。以下事實(shí)中突出體現(xiàn)顛簸性的是()A電子束經(jīng)過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干預(yù)圖樣射線在云室中穿過會(huì)留下清楚的徑跡C人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的構(gòu)造人們利用電子顯微鏡觀察物質(zhì)的微觀構(gòu)造ACD電子束擁有顛簸性，經(jīng)過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干預(yù)圖樣，選項(xiàng)A正確。射線在云室中高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，徑跡又細(xì)又直，表現(xiàn)出粒子性，不可以表現(xiàn)顛簸性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的構(gòu)造，表現(xiàn)出顛簸性，選項(xiàng)C正確。電