2023屆高考物理二輪復習專題講義近代物理-光電效應(yīng)、波粒二象性講義

第頁光電效應(yīng)、波粒二象性高考對光電效應(yīng)、波粒二象性考查的重點有：光電效應(yīng)規(guī)律的理解、愛因斯坦光電效應(yīng)方程的理解和應(yīng)用、光電效應(yīng)相關(guān)圖像的理解等，既可以對本部分內(nèi)容單獨考查，也可以與能級躍遷等知識相結(jié)合進行綜合考查，主要以選擇題的形式出現(xiàn)，考查學生的理解和綜合應(yīng)用能力。探究1光電效應(yīng)規(guī)律的理解及其應(yīng)用典例1：（2022重慶模擬）如圖所示，在研究光電效應(yīng)的實驗中，保持P的位置不變，用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；改用另一頻率的單色光b照射K，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么（）A．增加a的強度一定能使電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．用b照射時通過電流計的電流由d到cC．只增加b的強度一定能使通過電流計的電流增大D．a(chǎn)的波長一定小于b的波長訓練1：（2022安徽月考）從1907年起，美國物理學家密立根用如圖所示的實驗裝置測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量。在這個實驗中，若先后用頻率為ν1、ν2的單色光照射陰極K均可產(chǎn)生光電流。調(diào)節(jié)滑片P，當電壓表示數(shù)分別為U1、U2時，ν1、ν2的光電流恰減小到零。已知U1＞U2，電子電荷量為e，下列說法正確的是（）A．兩種單色光光子的動量p1＜p2 B．光電子的最大初動能Ek1＜Ek2C．普朗克常量為 D．逸出功為探究2光電效應(yīng)圖像的理解和應(yīng)用典例2:（2022河北歷年真題）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓Ｕc與入射光頻率v的實驗曲線，該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實驗測定了普朗克常量h。由圖像可知（）A．鈉的逸出功為hνc B．鈉的截止頻率為8.5×1014HzC．圖中直線的斜率為普朗克常量h D．遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比訓練2：（2021廣東期中）如圖甲所示為研究光電效應(yīng)的實驗裝置，電源和電表的正負極可以對調(diào)，某同學選用a、b、c三束不同的單色光分別照射同一光電管，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．三束光的頻率關(guān)系為νa＞νb＞νcB．單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)的關(guān)系為na＞nb＞ncC．用a、b、c三束光照射時，逸出光電子的最大初動能的關(guān)系為Ekb＞Eka＞EkcD．用a、b、c三束光照射時，逸出光電子的動能大小一定為Ekb＞Ekc＞Eka光電效應(yīng)、波粒二象性答案解析典例1：關(guān)鍵信息：用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)→a光的頻率小于陰極K的截止頻率→增加a的強度無法使電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)改用另一頻率的單色光b照射K，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)→b光的頻率大于陰極K的截止頻率→增加b的強度，可以使光電流增大解題思路：本題主要明確光電效應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件是入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率，來進行相關(guān)的判斷。明確在光的顏色（頻率）不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大。A．用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明a光的頻率小于陰極K的截止頻率，增加a的強度也無法使電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯誤；B．電子運動方向從d到c，電流方向從c到d，B錯誤；C．只增加b的強度可以使光電流增大，使通過電流計的電流增大，C正確；D．b光能使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，b光的頻率大于陰極K的截止頻率也就大于a光的頻率，由λ＝可知b的波長一定小于a的波長，D錯誤。故選C。訓練1：AB．根據(jù)公式：eU＝hν－W0＝－W0因為：U1＞U2，陰極K的逸出功W0相同，所以：λ1＜λ2光子動量：p＝，故：p1＞p2光子最大初動能：Ek＝eU，故：Ek1＞Ek2故AB錯誤；CD．根據(jù)光電效應(yīng)方程得：eU1＝hν1－W0，eU2＝hν2－W0解得：h＝，W0＝故C正確，D錯誤。故選：C。典例2：關(guān)鍵信息：遏止電壓Uc與入射光頻率ν的實驗曲線→eUc＝hν－W0→Uc＝→結(jié)合函數(shù)分析圖像相關(guān)物理量的意義解題思路：本題關(guān)鍵在于明確光電效應(yīng)的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合函數(shù)關(guān)系分析圖像斜率、截距等相關(guān)物理量的意義。A．根據(jù)遏止電壓與最大初動能的關(guān)系有：eUc＝Ek根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有：Ek＝hν－W0當結(jié)合圖像可知，當Uc為0時，解得：W0＝hνc，A正確；B．鈉的截止頻率為νc，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于8.5×1014Hz，B錯誤；C．結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得：Uc＝，可知，圖中直線的斜率表示，C錯誤；D．根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓Uc與入射光頻率ν成線性關(guān)系，不是成正比，D錯誤。故選A。訓練2：ACD．由eU＝Ek＝hν－W0，可知遏止電壓Uc越大，則光的頻率越大。結(jié)合圖乙可知，三束光的頻率關(guān)系為νb＞νc＞νa；因為逸出功不變，所以光電子逸出時最大