2019年高考物理大一轮复习-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.ppt

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一，点相对比较单一，题型为选择题和题型为选择题和填空题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在光光的的照照射射下下从从金金属属中中发发射射电电子子的的现现象象叫叫做做光光电电效效应应，发发射射出出的的电电子子叫叫光光电电子子2光电效应的实验规律光电效应的实验规律(1)任任何何一一种种金金属属都都有有一一个个极极限限频频率率，入入射射光光的的频频率率必必须须_这这个个极极限限频频率率，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)光光电电子子的的最最大大初初动动能能与与入入射射光光的的_无无关关，只只随随着着入入射射光光频频率率的的_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)光光子子说说：光光不不仅仅在在发发射射和和吸吸收收时时能能量量是是一一份份一一份份的的，而而且且光光本本身身就就是是由由一一个个个个不不可可分分割割的的能能量量子子组组成成的的，这这些些能能量量子子被被称称为为_，频频率率为为的的光光的的能能量量子子为为h.(2)光电效应方程光电效应方程表达式：表达式：_或或_.物物理理意意义义：金金属属中中的的电电子子吸吸收收一一个个光光子子获获得得的的能能量量是是h，这这些些能能量量一一部部分分用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)光光电电效效应应方方程程的的实实质质是是什什么么？从从金金属属的的什什么么位位置置逸逸出出的的电电子子具具有有的的动动能能最最大大？提提示示：光光电电效效应应方方程程实实质质是是能能量量守守恒恒方方程程从从金金属属表表面面逸逸出出的的电电子子具具有有的的动动能能最大最大(4)根根据据EkhW0画画出出Ek图图线线，如如图图所所示示，图图线线与与横横轴轴和和纵纵轴轴的的交交点点及及斜斜率的意义是什么？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)在在某某次次光光电电效效应应实实验验中中，得得到到的的遏遏止止电电压压Uc与与入入射射光光的的频频率率的的关关系系如如图图所所示示若若该该直直线线的的斜斜率率和和截截距距分分别别为为k和和b，电电子子电电荷荷量量的的绝绝对对值值为为e，则则普普朗朗克克常常量量可可表示为表示为_，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(人人教教版版选选修修35P30演演示示实实验验改改编编)(多多选选)如如图图所所示示用用导导线线把把验验电电器器与与锌锌板板相连接，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(人人教教版版选选修修35P36第第2题题改改编编)(多多选选)在在光光电电效效应应实实验验中中，用用频频率率为为的的光光照照射光电管阴极，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光光的的双双缝缝干干涉涉实实验验中中，大大量量光光子子打打在在光光屏屏上上的的落落点点是是有有规规律律的的，暗暗纹纹处处落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)两两条条对对应应关关系系：光光强强大大光光子子数数目目多多发发射射光光电电子子多多光光电电流流大大；光光子子频频率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一考点一 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 解解析析：逸逸出出功功W0h0，W00，A正正确确；只只有有照照射射光光的的频频率率大大于于金金属属极极限限频频率率0，才才能能产产生生光光电电效效应应现现象象，B错错；由由光光电电效效应应方方程程EkmhW0知知，因因不不确确定定时时，无无法法确确定定Ekm与与W0的的关关系系，C错错；光光强强Enh，越越大大，E一一定定，则则光光子子数数n越越小小，单位时间内逸出的光电子数就越少，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辽辽宁宁葫葫芦芦岛岛高高中中协协作作体体联联考考)用用频频率率相相同同但但强强度度不不同同的的两两束束光光分分别别去去照射同一金属，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若若发发生生光光电电效效应应，则则在在相相同同时时间间内内，用用强强度度较较大大的的光光照照射射金金属属时时逸逸出出的的光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 解解析析：能能否否发发生生光光电电效效应应，与与入入射射光光的的频频率率有有关关，与与入入射射光光的的强强度度和和光光照照时时间间均均无无关关，A错错误误；若若发发生生光光电电效效应应，则则在在相相同同时时间间内内，用用强强度度较较大大的的光光照照射射金金属属时时逸逸出出的的光光电电子子数数较较多多，B正正确确；光光电电子子的的最最大大初初动动能能EkmhW0，若若发发生生光光电电效效应应，则两束光照射出的光电子的最大初动能相同，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如如图图所所示示，用用绿绿光光照照射射一一光光电电管管的的阴阴极极时时产产生生光光电电效效应应，欲欲使使光光子子从从阴阴极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 解解析析：发发生生光光电电效效应应时时，光光电电子子的的最最大大初初动动能能随随照照射射光光频频率率的的增增大大而而增增大大，与与照照射射光光强强度度、光光电电管管的的电电压压无无关关，红红光光的的频频率率比比绿绿光光的的频频率率小小，不不一一定定能能发发生生光光电电效效应应，即即使使发发生生光光电电效效应应，光光电电子子的的最最大大初初动动能能也也较较小小，而而紫紫光光的的频频率率大大于于绿绿光光的的频率，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)光光电电子子的的最最大大初初动动能能Ek可可以以利利用用光光电电管管用用实实验验的的方方法法测测得得，即即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小明明用用金金属属铷铷为为阴阴极极的的光光电电管管，观观测测光光电电效应现象，实验装置示意图如图甲所示已知普朗克常量效应现象，实验装置示意图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)实实验验中中测测得得铷铷的的遏遏止止电电压压Uc与与入入射射光光频频率率之之间间的的关关系系如如图图乙乙所所示示，则则铷铷的的截止频率截止频率c_Hz，逸出功，逸出功W0_J；(3)如如果果实实验验中中入入射射光光的的频频率率7001014Hz，则则产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能Ek_J.答案：答案：(1)阳极阳极(2)5.1510143.411019(3)1.231019 解解析析：(1)题题图图甲甲为为利利用用光光电电管管产产生生光光电电流流的的实实验验电电路路，光光电电子子从从K极极发发射射出出来来，故故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)遏遏止止电电压压对对光光电电子子做做负负功功，根根据据爱爱因因斯斯坦坦光光电电效效应应方方程程有有eUcEkhW0.结结合合题题图图乙乙可可知知，当当Uc0时时，5151014Hz，故故铷铷的的截截止止频频率率c5.151014Hz，逸出功，逸出功W0hc3.411019 J.(3)若若入入射射光光的的频频率率7.001014Hz，则则产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能EkhW01.231019 J.B 3(2018云云南南联联考考)(多多选选)用用图图甲甲所所示示实实验验装装置置研研究究光光电电效效应应现现象象，分分别别用用a、b、c三三束束光光照照射射光光电电管管阴阴极极，得得到到光光电电管管两两端端的的电电压压与与相相应应的的光光电电流流的的关关系系如如图图乙乙所所示，其中示，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 解解析析：根根据据题题图图乙乙所所示示光光电电管管两两端端的的电电压压与与相相应应的的光光电电流流的的关关系系可可知知，a、c两两束束光光照照射射时时对对应应的的遏遏止止电电压压相相同同，说说明明a、c两两束束光光的的频频率率相相同同，a、c两两束束光光产产生生的的饱饱和和光光电电流流不不同同，说说明明光光强强不不同同，选选项项A错错误误，B正正确确b光光照照射射时时对对应应的的遏遏止止电电压压最最大大，说说明明b光光的的频频率率最最大大，波波长长最最短短，照照射射光光电电管管时时发发出出的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能最大，选项最大，选项C正确，正确，D错误错误4(多多选选)如如图图所所示示是是用用光光照照射射某某种种金金属属时时逸逸出出的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能Ek随随入入射射光光频频率率的的变变化化图图线线(直直线线与与横横轴轴的的交交点点坐坐标标427，与与纵纵轴轴交交点点坐坐标标0.5)由由图图可可知知()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