2019高考物理一轮复习 第十二章 近代物理 第1讲 光电效应学案

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第1讲光电效应原子结构一、单项选择题1．(2017年山西高三大联考)卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子核式结构模型,实验装置如图K12。

1.1所示,带电粒子打到光屏上都产生光斑．为验证α离子散射实验结论,现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜．则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是（)图K12­ 1.1A．2、10、625、1205 B．1202、1305、723、203C．1305、25、7、1 D．1202、1010、723、2032．(2017年山东日照一模)现用某一光电管进行光电效应实验,当用频率为ν的光照射时，有光电流产生．下列说法正确的是( ）A．光照时间越长,光电流就越大B．减小入射光的强度，光电流消失C．用频率小于ν的光照射，光电效应现象消失D．用频率为2ν的光照射，光电子的初动能变大3．(2017年广东惠州模拟）氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率ν2的光子，若ν2＞ν1则当它从能级C跃迁到能级B将( )A．吸收频率为ν2＋ν1的光子B．吸收频率为ν2－ν1的光子C．放出频率为ν2＋ν1的光子D．放出频率为ν2－ν1的光子4．(2017年山东泰安高三质检)图K12.1.2所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时,电路中有光电流，则（)图K12.1­2A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接,电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1(λ1>λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2(λ2<λ0）的光照射阴极K时，电路中一定有光电流5．(2017年福建南平高三检测)用如图K12。

2019届高考物理一轮复习第十二章近代物理第一节光电效应课后达标新人教版编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019届高考物理一轮复习第十二章近代物理第一节光电效应课后达标新人教版）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第一节光电效应(建议用时：60分钟)一、单项选择题1．入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是( ）A．从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应解析：选C。

光电效应瞬时(10－9 s）发生，与光强无关,A错误;光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，入射光的频率越大，最大初动能越大，B错误;光电子数目多少与入射光的强度有关，光强减弱，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，C正确;能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极限频率，与光强无关,D错误．2．（2018·太原质检)关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是( ）A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性,在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析:选 D.光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长,波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性,不是不具有波粒二象性,D项错误．3．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是( )A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大,光电子最大初动能越大解析：选C.按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能瞬时发生，这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间,电子会吸收足够的能量,克服原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与光电效应有极限频率矛盾；按照光的波动理论,照射光越强，电子获得的能量越大，打出的光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关，而与照射光的频率有关矛盾;按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多,光电流越大,因此C项正确．4．研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K）,钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中,正确的是( ）解析:选C。

丰富丰富纷繁第1讲光电效应1．(2017 ·高考北京卷)2017 年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm ＝ 10－9 m) 邻近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所拥有的能量能够电离一个分子，但又不会把分子打坏．据此判断，能够电离一个分子的能量约为( 取普朗克常量h＝6.6 ×10 －34 J · s，真空光速c＝3×10 8 m/s) ( )－21J － 18A． 10 B．10 J C． 10－15 J D． 10－12 J分析：选 B. 由题意知，电离一个分子的能量等于照耀分子的光子能量，＝ν ＝c≈2×10 －18 J ，应选E h hλ项 B正确．2． ( 高考江苏卷 ) 已知钙和钾的截止频次分别为7.73 ×10 14 Hz 和 5.44 ×10 14 Hz ，在某种单色光的照耀下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的拥有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子拥有较大的( )A．波长B．频次C．能量D．动量1 2分析：选 A. 依据爱因斯坦光电效应方程2mv m＝ hν － W.由题知 W钙>W钾，因此钙逸出的光电子的最大初动能较小．依据＝ 2 k及＝h和c＝λν 知，钙逸出的光电子的特色是：动量较小、波长较长、频次较小．选p mE p λ项 A 正确，选项 B、 C、 D错误．3．( 多项选择 )(2018 ·河北保定模拟) 如下图，这是一个研究光电效应的电路图，以下表达中正确的选项是()A．只调动电源的极性，挪动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为制止电压U0的数值B．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数将向来增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D．阴极K需要预热，光束照耀后需要必定的时间才会有光电流1 2分析：选 AC.只调动电源的极性，挪动滑片P，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eU＝2mv，那么电压表示数为制止电压U0的数值，故A项正确；当其余条件不变，P 向右滑动，加在光电管两头的电压增1丰富丰富纷繁q加，光电子运动更快，由I ＝t得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大， B 项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C项正确；由于光电效应的发生是瞬时的，阴极 K不需要预热，因此 D 项错误．4．小明用金属铷为阴极的光电管，观察光电效应现象，实验装置表示图如图甲所示．已知普朗克常量h ＝6.63 ×10 －34 J · s.(1)图甲中电极 A 为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)；(2) 实验中测得铷的制止电压U c与入射光频次ν 之间的关系如图乙所示，则铷的截止频次ν c ＝________Hz，逸出功0＝________J ；W(3) 假如实验中入射光的频次14 kν＝7.00 ×10 Hz，则产生的光电子的最大初动能E＝________J.分析： (1) 在光电效应中，电子向 A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极．(2) 由题图可知，铷的截止频次ν c 为5.15×1014Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41 ×10－19 J.(3)当入射光的频次为ν＝7.00 ×10 14Hz 时，由E k＝hν －hνc得，光电子的最大初动能为k － 34 14 －19J.E ＝6.63×10 × (7.00 －5.15) ×10 J ≈1.23 × 10答案： (1) 阳极(2)5.15 ×10 14[(5.12 ～5.18) ×10 14均视为正确 ] 3.41 ×10 －19[(3.39 ～3.43) ×10 －19均视为正确 ](3)1.23 ×10 － 19 [(1.21 ～1.25) ×10 －19均视为正确 ]2。

第章 量子论初步 原子核1．考纲变化：本章内容是模块3－5中的部分内容，考纲要求从2017年起由原来的“选考内容”调至“必考内容”．2．考情总结：作为“选考内容”时，对原子和原子核的考查，以基础为主，难度不大，主要以选择题的形式出现．3．命题预测：调到“必考内容”以后，预计命题的热点不变，仍然集中在光电效应、氢原子能级结构、半衰期、核反应方程及核能的计算等方面，考查题型仍然是选择题． 4．2017年考题分布第一节 光电效应 氢原子光谱(对应学生用书第214页)[教材知识速填]知识点1 光电效应和波粒二象性 1．光电效应的实验规律(1)存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和光电流越大．(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应．使光电流减小到零的反向电压叫遏止电压．(3)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s. 2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量ε＝hν，其中h ＝6.63×10－34 J·s. 3．光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k ＝12m v 2. 4．光的波粒二象性(1)波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 5．物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波． (2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．。

第1讲 光电效应板块一 主干梳理·夯实基础 【知识点1】 光电效应 Ⅰ1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。

2．光电子光电效应中发射出来的电子。

3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于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。

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。

(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s 。

(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。

【知识点2】 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ 1．光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝h ν。

其中h ＝6.63×10－34J·s(称为普朗克常量)。

2．逸出功W 0使电子脱离某种金属所做功的最小值。

3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服金属的逸出功后所具有的动能。

4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：E k ＝h ν－W 0。

(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。

5．对光电效应规律的解释【知识点3】光的波粒二象性物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。

(2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。

(3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。

2．物质波(1)1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一个波和它对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。

(2)物质波的波长：λ＝h p ＝h mv，其中h 是普朗克常量。

物质波也是一种概率波。

板块二 考点细研·悟法培优考点1光电效应规律的理解[深化理解]1．光子与光电子光子是指组成光本身的一个个不可分割的能量子，光子不带电；光电子是指金属表面受到光照射时发射出来的电子。

第1讲 光电效应 波粒二象性[A 组 基础题组]一、单项选择题1．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片。

这些照片说明( )A ．光只有粒子性没有波动性B ．光只有波动性没有粒子性C ．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D ．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性解析：光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D 正确。

答案：D2．下列说法不正确的是( )A ．动量相同的电子和质子，其德布罗意波长相同B ．光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量C ．康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量D ．黑体辐射的实验规律说明在宏观世界里能量是连续的解析：根据物质波波长公式λ＝hp 可知，当质子和电子动量相同时，其德布罗意波长相同，A 正确；光电效应现象说明光具有粒子性，光子具有能量，B 正确；康普顿效应说明光具有粒子性，光子具有动量，C 正确；黑体辐射的实验规律说明在微观世界里能量是分立的，D 错误。

答案：D3．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( ) A ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变 B ．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小 C ．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小 D ．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了解析：光的频率不变，表示光子能量不变，光的强度减弱，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，故A 正确。

答案：A4．已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz 和5.44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( ) A ．波长 B ．频率 C ．能量D ．动量解析：根据爱因斯坦光电效应方程：E k ＝h ν－h ν0，因为钙的ν0大，所以从钙表面逸出的光电子的最大初动能E km 较小，由p ＝2mE km 知，该光电子的动量较小，根据λ＝hp 可知，波长较大，根据ε＝h ν及c ＝λν可知，频率和能量较小，B 、C 、D 错误，A 正确。

第1讲光电效应波粒二象性过好双基关回扣篡瑞抽识训炼县础趣日一、光电效应及其规律1. 光电效应现象在光的照射下，金属中的电子丛表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子2. 光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率3. 光电效应规律(1) 每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应•(2) 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大(3) 光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10「9 s. X*(4) 当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比---------【自测1 教材P36第2题改编(多选)在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极，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B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失C. 改用频率小于v的光照射，一定不发生光电效应D. 改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大答案AD解析增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，则光电流增大，故选ItK/- /项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误.用频率为v的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据h v —H可知，增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确.二、爱因斯坦光电效应方程1. 光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量 e = h v .2. 逸出功W:电子从金属中逸出所需做功的最小值.3. 最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值•4.光电效应方程(1)表达式：h v = H+W 0或 E k = h v — W .(2) 物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 服金属的逸出功 W,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能【自测2 (多选)如图1是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能v 的关系图象•由图象可知【自测3 (多选)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，暗纹处落下光子的概率小h v ，这些能量的一部分用来克&与入射光频A.该金属的逸出功等于 EB.该金属的逸出功等于 h vC.入射光的频率为 2v 0时,v 0D.入射光的频率为—时，产生的电子的最大初动能为 答案 ABC三、光的波粒二象性与物质波 1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性 (2) 光电效应说明光具有粒子性.(3) 光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性 2.物质波(1) 概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波 (2) 物质波：任何一个运动着的物体， 小到微观粒其波长入=p , p 为运动物体的动量，Ph 为普朗克常量.图1ED. 单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性答案CD研透命题点------------------------------------------------- 堀硏考纲和宦起分斬突琥命觀点----------------------------------------------------- 命题点一光电效应现象和光电效应方程的应用.... ..... 一基础考点自主悟透1. 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(2) 光电效应中的“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(4) 光电子不是光子，而是电子•2. 两条对应关系(1) 光强大T光子数目多T发射光电子多T光电流大；(2) 光子频率高T光子能量大T光电子的最大初动能大3. 三个关系式(1) 爱因斯坦光电效应方程：H = h v —W(2) 最大初动能与遏止电压的关系：E k= eU C.(3) 逸出功与极限频率的关系W= h v c.【例1 (多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生.下列说法正确的是()A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强度变大，饱和光电流变大B. 入射光的频率变高，饱和光电流变大C. 入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D. 保持入射光的光强度不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案AC解析在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据丘=h v —W可知，对于同一光电管，逸出功W不变，入射光频率变高，光电子的最大初动能E k变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误.［例2】(多选)(2017 •全国卷川• 19)在光电效应实验中，分别用频率为v a、v b的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U和U b,光电子的最大初动能分别为氐和Sb. h为普朗克常量.下列说法正确的是()A. 若v a> v b,则一定有Ui V UlB. 若v a> v b,则一定有E ka> E kbC. 若U V U>，则一定有Ec a V E kbD.若 V a > V b ,则一定有 h V a — E ka > h V b — E kb 答案 BC解析 由爱因斯坦光电效应方程得，h V — W,由动能定理得，eU 若用a 、b 单色光照射同种金属时，逸出功 W 0相同.当V a > V b 时，一定有E ka > Hb , U a > U b ,故选项A 错误， B 正确；若U V U ，则一定有 Ha V &b ,故选项C 正确；因逸出功相同， 有W 0= h V a — E ka = h V b —E kb ，故选项D 错误.【变式1 （多选）（2017 •山东潍坊中学一模 ）下列说法中正确的是（）A. 用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大B. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时， 电子的动能减小，但原子的能量增大C. 光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大D. 在光照条件不变的情况下， 对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速， 所加电压不 断增大，光电流也不断增大 答案 BC【变式2】光电效应实验装置示意图如图2所示.用频率为V 的普通光源照射阴极 K,没有发生光电效应.换用同样频率为 V 的强激光照射阴极 K,则发生了光电效应；此时，若加上反 向电压U,即将阴极K 接电源正极，阳极 A 接电源负极，在 K A 之间就形成了使光电子减 速的电场.逐渐增大U,光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 U 可答案 B解析 由题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为 V 的强激光照射阴极K,则发生了光电效应，即吸收的光子能量为nh v （n = 2,3,4…）C.U = 2h v — W5h V能是下列的（其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量）（ ）由光电效应方程可知：nh v = VW ?mV （n=2,3,4…）①1 2在减速电场中由动能定理得一el^ 0—§mV ②nh v W联立①②得：U= —-（n= 2,3,4…），选项B正确.e e命题点二光电效应图象•能力考点师生共硏四类图象【例3】用如图3甲所示的电路研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系•图中A K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调.分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U,得到光电流I与电压U的关系如图乙所示.由图可知（）A. 单色光a 和c 的频率相同，但 a 更强些B. 单色光a 和c 的频率相同，但 a 更弱些C. 单色光b 的频率小于a 的频率D. 改变电源的极性不可能有光电流产生 答案 Aa 和c 的频率相 同，但a 产生的光电流大，说明 a 光的强度大，选项 A 正确，B 错误；b 的遏止电压大于 a 、 c 的遏止电压，所以单色光 b 的频率大于a 的频率，选项C 错误；只要光的频率不变，改变电源的极性，仍可能有光电流产生，选项D 错误.【变式3】（多选）如图4所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线（直线与横轴的交点坐标为 4.27，与纵轴交点坐标为0.5）.由图可知（ ）A. 该金属的截止频率为 4.27 14B. 该金属的截止频率为 5.5 X 10 HzArC. 该图线的斜率表示普朗克常量D. 该金属的逸出功为 0.5 eV 答案 AC图线的斜率为普朗克常量，一 3414C 正确；该金属的逸出功为： W= h v c =16 X 10-19解析图线与横轴的交点为截止频率, A 正确，B 错误；由光电效应方程 E<= h v — W,可知解析 由题图乙知，a 、c 的遏止电压相同，根据光电效应方程可知单色光 1014 Hz 图31图4eV ~ 1.77 eV , D 错误.【变式4】（2015 •全国卷35（1））在某次光电效应实验中， 得到的遏止电压 U 与入射光的频率v 的关系如图5 所示.若该直线的斜率和纵截距分别为 k 和b,电子电荷量的绝对值为答案 ek — eb解析 光电效应中，入射光子能量为h v ,克服逸出功W 0后多余的能量转化为电子动能， eU Ch W 0 h 、、 =h v — VW,整理得U C = v —，斜率即-=k ，所以普朗克常量h = ek ，截距为b , 即卩ebeee=—W,所以逸出功 W = — eb . 命题点三光的波粒二象性和物质波.... . ..... -基础考点自主悟透1. 从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性 2. 从频率上看：频率越低波动性越显著， 越容易看到光的干涉和衍射现象； 频率越高粒子性越显著， 贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象 •3. 从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性 4. 波动性与粒子性的统一：由光子的能量E = h v 、光子的动量表达式 p = 也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾： 表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量 频率v 和波长入.【例4】（多选）（2015 •全国卷^• 35（1）改编）实物粒子和光都具有波粒二象性 .下列事实中 突出体现波动性的是（）A. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B. 3射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C. 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 答案 ACDe ,则普朗克常量可表示为________ ，所用材料的逸出功可表示为 ___________解析电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子是一种波，故A正确；3射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明3射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确.【变式5】下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是（）A. 光的色散和光的干涉B.光的干涉和光的衍射C. 泊松亮斑和光电效应D.光的反射和光电效应答案 C【变式6】（多选）1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一 •如图6所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是 （）C. 该实验再次说明光子具有波动性D. 该实验说明实物粒子具有波动性 答案 ABD【变式7 （多选）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有A. 光电效应现象揭示了光的粒子性B. 热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性¥ -C. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 答案AB课时作业眼时训练拣规龜练連虞W 双基巩固练.J- ¥1. 有一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应， 可能使金属产生光电效应的措施是（）A.改用频率更小的紫外线照射B •改用X 射线照射C •改用强度更大的原紫外线照射 D.延长原紫外线的照射时间答案 B电三一图 6A. 亮条纹是电子到达概率大的地方B. 该实验说明物质波理论是正确的捅体（此㈱2. （多选）光电效应实验中，下列表述正确的是（）A. 光照时间越长光电流越大B. 入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D .入射光频率大于极限频率时一定能产生光电子答案CD解析光电流的大小只与单位时间流过单位面积的光电子数目有关，而与光照时间的长短无关，选项A 错误；无论光照强度多强，光照时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故选项B 错误；遏止电压即反向截止电压，eU C= h v —W,与入射光的频率有关，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，则遏止电压越大，故选项C正确；无论光照强度多弱，光照时间多短，只要光的频率大于极限频率就能产生光电效应，故选项D正确.3. 下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A. 有的光是波，有的光是粒子B. 光子与电子是同样的一种粒子C. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D. 大量光子的行为往往显示出粒子性答案C解析光具有波粒二象性，故A错误；电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质实体，速度可以低于光速. 光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是光速，故B错误；光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；大量光子运动的规律表现出光的波动性，故D错误•4. (多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为v c,则()A. 当用频率为2 v c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B. 当用频率为2 v c的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h v cC. 当照射光的频率v大于v c时，若v增大，则逸出功增大D. 当照射光的频率v大于v c时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍答案AB解析该金属的截止频率为v c,则可知逸出功W= h v c,逸出功由金属自身的性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由光电效应方程E k = h v —W,将W= h v c代入可知B正确，D错误•5. 用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出, 如果光的频率不变, 而减弱光的强度,则( )A. 逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B. 逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C. 逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D. 光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了答案 A解析 光的频率不变，表示光子能量不变，光的强度减弱，仍会有光电子从该金属表面逸出， 逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项 A正确.电路中所有元件完好， 但光照射到光电管上， 灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（电路中电源反接，对光电管加了反向电压， 即使该电压超过了遏止电压， 也没有光电流产生, 故选项D 正确.7. 用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有.这些照片说明A. 光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C. 少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性6.（多选）如图1所示, A. 入射光太弱B. 入射光波长太长C. 光照时间短D.电源正、负极接反 答案 BD解析入射光波长太长,入射光的频率低于截止频率时,不能发生光电效应，故选项B 正确;两个光子存在，如图 2所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片 7个电干 图2( )3 1 个电了 70 Kf r 电 了"D. 少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性答案D解析光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确.8. （多选）如图3甲所示为实验小组利用100多个电子通过双缝后的干涉图样，可以看出每-A. 图甲体现了电子的粒子性B. 图乙体现了电子的粒子性C. 单个电子运动轨道是确定的D. 图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小 答案 AD解析 题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数电子体现粒子性•每个电子到达的位置不同，说明单个电子的运动轨道不确定， A 正确，C 错误；题图乙中明暗相间的条纹说明大量的电子表现为波动性， B 错误；题图乙中暗条纹处仍有电子到达，只不过到达的概率小， D 正确•《综合提升练9.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图 4所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料 ( )图4材料 钠 铜 铂 极限波长(nm)541268196A. 仅钠能产生光电子B. 仅钠、铜能产生光电子C. 仅铜、铂能产生光电子D. 都能产生光电子 答案 D个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用 明暗相间的条纹•则对本实验的理解正确的是70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，为 ( )甲乙O ItX) 201) 300 4E)t) A (nm)解析根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长最小的小于100 nm,小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B C错误•141410.（多选）已知钙和钾的截止频率分别为 7.73 X 10 Hz 和5.44 X 10 Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应， 比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子， 钾逸出的光电子具有较大的（ ）A.波长 B.频率C.能量D.动量 答案 BCD解析 根据爱因斯坦光电效应方程得： E<= h v — W,又 W = h v c ，联立得 E<= h v — h v c ,据题钙的截止频率比钾的截止频率大，由上式可知：从钾表面逸出的光电子最大初动能较大，h由p = .2mE ,可知钾逸出的光电子的动量较大，根据 入=-可知，钾逸出的光电子的波长p较小，则频率较大，故 A 错误，B 、C 、D 正确. 11.（2018 •甘肃天水质检）用同一光电管研究 a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压 U 的关系如图5所示.下列说法中正确的是（ ）B. a 光光子的频率小于 b 光光子的频率，a 光的强度小于 b 光的强度C. 如果使b 光的强度减半，则在任何电压下， b 光产生的光电流强度一定比 a 光产生的光电 流强度小D. 另一个光电管加一定的正向电压， 如果a 光能使该光电管产生光电流， 则b 光一定能使该光电管产生光电流I T 答案 D解析 由题图可知b 光照射光电管时遏止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以b光的频率大，产生的光子的能量大 .a 光的饱和光电流大于 b 光的饱和光电流，故 a 光的强 度大于b 光的强度，故A B 错误；如果使b 光的强度减半，贝U 只是b 光的饱和光电流减半， 在特定的电压下，b 光产生的光电流强度不一定比 a 光产生的光电流强度小，选项 C 错误； 因b 光的频率大于a 光的频率，故另一个光电管加一定的正向电压，如果a 光能使该光电管产生光电流，则 b 光一定能使该光电管产生光电流，选项 D 正确.12.用如图6所示的光电管研究光电A.a 光光子的频率大于 b 光光子的频率,图5a 光的强度小于b 光的强度效应，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K电流计G的指针发生偏转.而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）22答案 AA.B. 入1入2入1—入2 C.D.入1一入2A. a 光的频率不一定大于 b 光的频率B. 只增加a 光的强度可使通过电流计G 的电流增大C. 增加b 光的强度可能使电流计 G 的指针发生偏转D. 用a 光照射光电管阴极 K 时通过电流计 G 的电流是由d 到c 答案 B13. （多选）（2018 •福建莆田调研）按如图7的方式连接电路，当用某种紫光照射光电管阴极K 时，电路中的微安表有示数 .则下列叙述正确的是（）B. 如果仅将紫光换成紫外线，则微安表一定有示数C. 仅将滑动变阻器的滑片向右滑动，则微安表的示数一定增大D. 仅将滑动变阻器的滑片向左滑动，则微安表的示数可能不变 答案 BD解析当换用黄光后，入射光的频率减小，但入射光的频率可能仍大于金属的极限频率， 仍能发生光电效应，电路中可能有光电流， A 错误；当换用紫外线后，入射光的频率增大，一 定能产生光电效应，则微安表一定有示数，B 正确；滑动变阻器的滑片向右滑动，则光电管两极间的电压增大，但电路中的光电流可能已经达到饱和值，保持不变， C 错误；滑动变阻器的滑片向左滑动， 则光电管两极间的电压减小， 但电路中的光电流可能仍为饱和值，保持 不变，D 正确.14. 一个德布罗意波长为 入i 的中子和另一个德布罗意波长为 入2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为（）光hh解析 中子的动量P 1 =，氘核的动量P 2=，同向正碰后形成的氚核的动量 P 3=卩2+卩1,入1入2所以氚核的德布罗意波长入3 = p 3=〒1=2, A 正确. 15.（多选）某同学采用如图 8所示的实验装置来研究光电效应现象•当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效应现象•闭合开关S,在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压, 通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值 称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能V 2的单色光照射阴极， 测量到遏止电压分别为 U 和U 2,列关系式中正确的是（） A.用频率为v i 的光照射时，光电子的最大初速度 —®—T 图8 R2eUmB.阴极K 金属的逸出功W 0= h v i -eU C •阴极K 金属的极限频率v -吹2- ¥v1Lb 答案 ABv 2— v 11 厶-SJ D. 普朗克常量 h = e U -也 解析用频率为 vVz.v 的光照射时，光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得一eU = 0-gmV ,则得光电子的最大初速度v = x ■ 2eU ，故A 正确；根据爱因斯坦光电效应方程得 h v i = eUh v 2= elh+ W ②由①得：金属的逸出功 W = h v i -eU . 联立①②得h =e U-U ，故B 正确，D 错误;v 1 — v 2W h v 1 — eU v 1 — v 2阴极K 金属的极限频率 v c =--=——- v --------------- ，故C 错误.he U - U 2氐现分别用频率为 v 1和设电子质量为 m 电荷量为e,。

1．光电效应与光电效应有关的五组概念对比考法光电效应的实验现象1．(光入射时，有光电流产生。

下列说法正确的是．若电路中电源的正、负极反接后，电路中仍可能有光电流．单色光照射一段时间后，才能观察到电流表指针转动(λ2>λ1)照射到光电管的阴极时，电路中也可能产生光光子数目多→发射光电子多→光电流大考法3.(20xx·全国卷Ⅱ)用波长为1.28×10爱因斯坦光电效应方程光电子的最大初动能遏止电压。

光电效应方程中的考法5．(20xx·南平检测的光照射光电管时发生了光电效应。

图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能甲乙．甲光照射时产生的光电子初动能均为eU c考法7．(A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电粒子散射实验结果一致的是( )，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为在玻尔模型中，原子的状态是不连续的。

(√)能级跃迁到n＝2能级，该氢原子(B．51.0 eVD．40.8 eV54.4 eV的能量，当光子能量大于等于基态能量时，将被处自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。

光子的频率高－E低。

h受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量。

①光照吸收光子：光子的能量必须恰等于能级差择性。

②当入射光子能量大于该能级的电离能时，原子对光子吸收不再具有选择性，而是吸收。