高考物理复习资料大全第十二章光
(课标通用版)高考物理总复习第十二章01第1讲光电效应波粒二象性精练(含解析)
（课标通用版）高考物理总复习第十二章01第1讲光电效应波粒二象性精练（含解析）第1讲光电效应波粒二象性A组基础过关1.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,其逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面出来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答案 A 由W0=hνc可知A项正确;照射光的频率低于极限频率时不能发生光电效应,故项B错误;由E k=hν-W0可知C项错误;单位时间内逸出的光电子数与入射光的频率无关,取决于入射光的强度,故D项错误。
2.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属发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 每一种金属对应一个极限频率,低于极限频率的光,无论照射时间有多长,光的强度有多大,都不能使金属发生光电效应。
只要照射光的频率大于金属的极限频率,就能产生光电效应。
因为X射线的频率高于紫外线的频率,所以改用X射线照射可能发生光电效应,B选项正确。
3.(多选)1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象。
关于光电效应,下列说法正确的是( )A.当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应答案AD 根据光电效应现象的实验规律,只有入射光的频率大于极限频率才能发生光电效应,而波长越短频率越大,故A、D正确。
根据光电效应方程,光电子的最大初动能与入射光频率为线性关系,但非正比关系,B错误;根据光电效应现象的实验规律,光电子的最大初动能与入射光强度无关,C错误。
高考物理总复习 第十二章 第1节 光电效应 波粒二象性练习(含解析)-人教版高三全册物理试题
第1节光电效应波粒二象性1.在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是( C )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:按照光的波动理论,电子通过波动吸收能量,假设波的能量不足以使得电子逸出,那么就需要多吸收一些,需要一个能量累积的过程,而不是瞬时的,选项A与波动理论矛盾.根据波动理论,能量大小与波动的振幅有关,而与频率无关,即使光的能量不够大,只要金属外表的电子持续吸收经过一个能量累积过程,都可以发生光电效应,选项B与波动理论矛盾;光电子逸出后的最大初动能与入射光的能量有关,即与入射光的波动振幅有关,与频率无关,选项D与波动理论矛盾.对于光电流大小,根据波动理论,入射光增强,能量增大,所以光电流增大,选项C与波动理论并不矛盾,选项C正确.2.(2019·安徽六安模拟)如下说法中正确的答案是( B )A.光电效应实验中,只有入射光频率小于极限频率时才能产生光电子B.假设某材料的逸出功是W0,如此它的极限频率νc=C.大量光子的效果往往表现出粒子性,个别光子的行为往往表现出波动性D.在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电流解析:光电效应实验中,只有入射光频率大于等于金属的极限频率时才能发生光电效应,从而产生光电子,选项A错误;假设某材料的逸出功是W0,如此它的极限频率νc=,选项B正确;大量光子的效果往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,选项C错误;在光电效应现象中,增大入射光的频率一定能增大光电子的最大初动能,不一定能增大光电流的大小,选项D错误.3.(2019·四川成都模拟)如图为研究光电效应规律的实验电路图.假设用频率略大于阴极材料的极限频率的光照射,电流表指针未发生偏转,要使电流表指针发生偏转,采用的措施应为( A )A.增大入射光的频率B.增大入射光的强度C.使入射光由K改照AD.使变阻器的滑片P向左移动解析:由题意可知,入射光的频率略大于阴极材料的极限频率,会发生光电效应但电流表示数为零,说明阴极K与阳极A间所加的电压为反向电压且大于遏止电压;增大入射光的频率,即增大光电子的最大初动能,可以使得光电子到达阳极A,电流表指针发生偏转,A正确;入射光的强度与光电子的最大初动能无关,B错误;入射光照射阳极A,不会发生光电效应,C错误;滑片P向左移动,反向电压增大,电流表指针不发生偏转,D错误.4.(2019·江西南昌模拟)用某种单色光照射某金属外表,没有发生光电效应,如下做法中有可能发生光电效应的是( D )A.增加照射时间B.改用波长更长的单色光照射C.改用光强更大的单色光照射D.改用频率更高的单色光照射解析:发生光电效应的条件是入射光的频率大于或等于金属的截止频率,与增加光的照射时间和增大光的强度都无关,故A,C错误.改用波长更长的光照射时,其频率小于原光的频率,如此不可能发生光电效应,而当改用频率更高的光时,可能发生光电效应,所以B错误,D正确.5.(2019·陕西汉中模拟)现用某一光电管进展光电效应实验,当用某一频率的光照射时有光电流产生.如下说法正确的答案是( A )A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大B.入射光的频率变高,饱和电流变大C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变小D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生解析:保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和电流变大,故A正确;饱和电流与入射光的频率无关,故B错误;根据光电效应的规律,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,所以入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大,故C错误;如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应,不会有光电流产生,故D错误.6.(2019·福建泉州模拟)对爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0,下面的理解正确的答案是( C )A.用一样频率的光照射同一金属,逸出的所有光电子都具有一样的初动能E kB.遏止电压与逸出功的关系是eU c=W0C.逸出功W0和极限频率νc之间满足关系式W0=hνcD.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比解析:根据光电效应方程E k=hν-W0知,同种频率的光照射同一种金属,光电子从金属中逸出的情况不一定一样,如此光电子的初动能不一定一样,故A错误;根据eU c=E k=hν-W0可知eU c≠W0,故B错误;根据光电效应方程E k=hν-W0知,当最大初动能为零时,入射频率即为极限频率,如此有W0=hνc,故C正确;根据光电效应方程E k=hν-W0知,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比关系,故D错误.7.(2019·湖南怀化模拟)如下列图为光电管工作原理图,当有波长(均指真空中的波长,下同)为λ的光照射阴极板K时,电路中有光电流,如此( B )A.换用波长为λ1(λ1>λ)的光照射阴极K时,电路中一定没有光电流B.换用波长为λ2(λ2<λ)的光照射阴极K时,电路中一定有光电流C.增加电路中电源的路端电压,电路中的光电流一定增大D.将电路中电源的极性反接,电路中一定没有光电流解析:波长为λ1(λ1>λ)的光的频率有可能大于极限频率,电路中可能有光电流,故A错误;波长为λ2(λ2<λ)的光的频率一定大于极限频率,电路中一定有光电流,故B正确;光电流的大小与入射光的强度有关,增加路端电压时,假设减小入射光强度,光电流有可能减小,故C错误;将电路中电源的极性反接,逸出的光电子虽受到电场阻力,但可能到达A极,从而形成光电流,故D 错误.8.(2019·湖南永州模拟)一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由静止开始经加速电场加速后(加速电压为U),该粒子的德布罗意波长为( C )A. B.C. D.解析:加速后的速度为v,根据动能定理可得qU=mv2所以v=,由德布罗意波长公式可得λ===,所以选项C正确.9.一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2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( A )A. B. C. D.解析:中子的动量p1=,氘核的动量p2=,同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波长λ3==,A正确.10.(2019·某某南宁模拟)某金属被光照射后产生了光电效应现象,测得光电子的最大初动能E km与入射光频率ν之间的关系如下列图.h为普朗克常量,电子的电荷量的绝对值为e,如此当入射光频率为3νc时,其遏止电压为( C )A.hνcB.3hνcC.D.解析:由爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0可知,当ν=νc时,有W0=hνc,故当入射光的频率为3νc时,光电子的最大初动能为E km=2hνc,又因为-eU c=0-E km,所以此时遏止电压U c=,C正确.11.(2019·江西南昌模拟)普朗克在研究黑体辐射的根底上,提出了量子理论,如下关于描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是( D )解析:黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量,温度越高,辐射强度越大,故A,C错误.黑体辐射的波长分布情况也随温度而变,温度越高,辐射的电磁波的波长极大值向波长短的方向移动,故B错误,D正确.12.用如下列图的光电管研究光电效应,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( C )A.a光的波长一定大于b光的波长B.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流方向是由c到dD.将电源正负极反接时,a光照射光电管阴极K时电流计仍一定发生偏转解析:由题意可知,νa>νc,νb<νc,故a光的波长小于b光的波长,A错误;发生光电效应的条件ν>νc ,增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转,B错误;发生光电效应时,电子从光电管左端运动到右端,而电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以流过电流计G的电流方向是c流向d,故C正确;将电源正负极反接时,即加反向电压,当反向电压增大到一定程度,可以使逸出的光电子到不了阳极,即不能形成回路,即电流计没有电流,故D错误.13.(多项选择)研究光电效应实验电路图如图(a)所示,其光电流与电压的关系如图(b)所示.如此如下说法中正确的答案是( BC )A.假设把滑动变阻器的滑动触头向右滑动,光电流一定增大B.图线甲与乙是同一种入射光,且甲的入射光强度大于乙光C.由图(b)可知,乙光的频率小于丙光频率D.假设将甲光换成丙光来照射锌板,其逸出功将减小解析:滑动变阻器的滑片右移,光电流可能增大,也可能已达到饱和电流而不变,故A错误;遏止电压一样,说明最大初动能一样,即入射频率一样,但饱和电流不同,说明入射光强度不同,饱和电流越大,入射光强度越大,B正确;遏止电压越大,最大初动能越大,说明入射光频率越大,C正确;逸出功只由金属本身性质决定,与入射光频率无关,D错误.14.(2018·湖北黄石模拟)下表是按照密立根的方法进展光电效应实验时得到的某金属的遏止电压U c和入射光的频率ν的几组数据.U c/V 0.541 0.637 0.714 0.809 0.878 ν/×1014 Hz 5.644 5.888 6.098 6.303 6.501由以上数据描点连线,可得直线方程U c=0.397 3-1.702 4,如下列图.如此这种金属的截止频率约为( B )×1014×1014 Hz×1014×1014 Hz解析:根据光电效应方程得E k=hν-W0=hν-hνc=U c e,解得U c=ν-=ν-.与直线方程U c=0.397 3-1.702 4比拟可知,图线的斜率为=,同时=1.702 4,联立得νc≈4.3×1014 Hz,故B正确,A,C,D错误.15.现用电子显微镜观测线度为d的某生物大分子的结构.为满足测量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为,其中n>1.普朗克常量h,电子质量m和电子电荷量e,电子的初速度不计,如此显微镜工作时电子的加速电压应为( D )A. B. C. D.解析:设显微镜工作时电子的加速电压为U,根据动能定理得,eU=mv2,又p=,mv2=,λ=,联立解得U=,故D正确.16.A,B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为E A,E B.如此如下说法正确的答案是( C )A.A,B两种光子的频率之比为1∶2B.A,B两种光子的动量之比为1∶2C.该金属的逸出功为W0=E A-2E BD.该金属的极限频率为νc=解析:光子的能量ε=hν,如此A,B两种光子的频率之比为2∶1,故A错误;动量p=,λ=,A,B 两种光子的动量之比为2∶1,故B错误;光电子的最大初动能E km=hν-W0,有E A=εA-W0,E B=εB-W0,又εA=2εB,联立解得,W0=E A-2E B,故C正确;该金属的极限频率为νc==,故D错误.。
【名师讲解】高三物理一轮复习：十二 光(37张PPT)
O
45°
S
（1）以向O点运动 （2）相对S的速度为 2v 向S运动
题型二：光的折射与全反射
【练习4】一个大游泳池，池底水平，池水深1.2m，有一直杆竖
直立于池底，杆浸入水中部分是杆长的一半，当太阳以与水平
方向成37°角射在水面上时，测得杆在池底的影长为2.5m。求 水的折射率。
n=4/3
【练习5】如图所示为一直角三棱镜，角A为300， 棱镜折射率为n = 2.4 ，一束光垂直于AB边射向棱 镜，最后又从棱镜射出。画出全部光路图。
P
（1）P点为暗条纹 （2）P点为亮条纹
S1 S
2
【练习2】在双缝干涉试验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩 色条纹，若在双缝中的一缝前放红色滤光片(只能透过红光)，另一 缝前放绿色滤光片（只能透过绿光），这时（ C ） A.只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的条纹消失 B.红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的条纹存在 C.任何颜色的条纹都不存在，但屏上光亮存在 D.屏上无任何光亮 【练习3】图甲是用绿光进行双缝干涉实验时，屏上观察到的条纹 情况，a为中央亮条纹，图乙为换用另一种颜色的单色光进行实验 时，观察到的条纹情况，a，为中央亮条纹的情况，则以下说法正确 的是（ A ） A．图乙可能是用红光实验产生的条纹， 表明红光波长较长 B．图乙可能是用紫光实验产生的条纹， 表明紫光波长较长 C．图乙可能是用紫光实验产生的条纹， 表明紫光波长较短 D．图乙可能是用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短
穿透本领 较强
检查探测 透视
穿透本领强
应用
无线电 技术
加热 遥感
探伤治疗
5.激光 激光的主要特点有：相干性好；平行度好；亮度很高。
二、巩固训练
高三物理选修34 第十二章 光人教实验版知识精讲
高三物理选修34 第十二章光人教实验版知识精讲【本讲教育信息】一. 本周教学内容选修3—4 第十二章光二. 高考考纲光的折射定律Ⅱ折射率Ⅰ全反射、光导纤维Ⅰ光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ实验：测定玻璃的折射率实验：用双缝干涉测光的波长三. 本章知识网络四. 知识要点第一单元光的折射和全反射一. 光的反射和折射（一）反射定律反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角。
（二）光的折射1. 定义：光由一种媒质进入另一种媒质或在同一种不均匀媒质中传播时，方向发生偏折的现象叫做光的折射。
2. 图示：如图所示，AO为入射光线，O为入射点，OB为反射光线，OC为折射光线。
（1）入射角：入射光线与法线间的夹角i 叫做入射角。
（2）折射角：折射光线与法线间的夹角r 叫做折射角。
3. 折射定律：折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
这就是光的折射定律，也称斯涅尔定律（斯涅尔是荷兰数学家）。
4. 折射率（1）光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率。
折射率用n 表示。
即rin sin sin =。
（2）某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c 与光在这种介质中的传播速度v 之比。
即：vc n =。
由于v ＜c ，所以任何介质的折射率vcn =都大于1。
5. 光疏介质与光密介质 （1）概念① 光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。
② 光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。
（2）理解① 光疏介质与光密介质是相对而言的。
只有对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质。
没有绝对的光密或光疏介质。
② 光疏介质与光密介质的界定是以折射率为依据的，与介质的其他属性（如密度等）无关。
③ 当光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角；当光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。
高考物理一轮总复习考点大全：第十二章核心考点：几何光学
2、折射率
光从真空射入某种介质发生折射的时候，入射角的正 弦sin i，与折射角的正弦sin r之比值n叫做这种介质的 折射率。
sin i n sin r
理论研究和实验研究都证明：某种介质的折射率n，等 于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比。
c n
v
由于光在介质中的传播速度总是小于光在真空中的传 播速度，所以任何介质的折射率n均大于1。
例6、在焦距为10cm的凸透镜主轴上、距光心20cm处有一物点S， 在透镜另一侧得到S的像点S’。试分析下面各种情况的成像问题。
（1）把透镜下半部遮住。
（2）把透镜沿主轴切开，使一块在原主轴上方0.2cm，另一块在原 主轴下方0.2cm。
（3）把透镜中央截去宽度为0.4cm的部分，再将余下的两部分粘合 成一个透镜。
（4）把透镜沿主轴切开，使下半部分沿主轴右移5cm。
分析与解：（1）像是物体（光源或漫反射）射出的光线射向透镜 的所有光线经透镜后的全部折射光线的会聚点。透镜被部分遮挡后， 它的主轴、光心和焦点不会改变。当物距不变时，据成像公式可知， 像点的位置和性质是不会改变的。唯独入射光线减少了。因此，像 的亮度减弱，像的观察范围变小。其光路图如图所示。
以证明凸透镜的焦距
f L2 d2 。 4L
这就是二次成像法测凸透镜的焦距的实验原理。
【典型例题】
例1 如图所示，一个点光源S放在平面镜前， 镜面跟水平方向成30°角，假定光源不动，而 平面镜以速度v沿OS方向向光源平移，求光源S 的像S'的移动速度。
分析：利用物像对称性作出开始时光源S的像S'，如图所示。
应用这三条光线中的任意两条，就可以求出发光点S的虚像S’。 物体可以看做是由许许多多的点组成的。物体上每一点都有自己的
2021高考物理复习课件(经典版)Word文档第12章第1讲 光电效应 波粒二象性
高考地位高考对本章的考查主要以选择题形式出现，经常结合经典物理理论和最新科技成果考查，难度不会太大，分值在6分左右。
考纲下载波粒二象性1.光电效应(Ⅰ)2．爱因斯坦光电效应方程(Ⅰ)考纲解读1.理解光电效应现象，掌握光电效应方程的应用。
高考中常以选择题形式呈现。
2．理解玻尔理论对氢原子光谱的解释，掌握氢原子的能级公式并能灵活应用，用氢原子能级图求解原子的能级跃迁问题是高考的热点。
3．原子核式结构的发现、原子核的组成、放射性、半衰期等仍会是高考命题的重点。
4．了解放射性同位素的应用，了解核力的特点。
5．书写核反应方程，区分核反应的种类并根据质能方程求解核能问题在高考中命题率较高。
6．裂变反应、聚变反应的应用，射线的危害和应用等知识与现代科技联系密切。
原子结构1.氢原子光谱(Ⅰ)2．氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ)原子核1.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ)2．放射性同位素(Ⅰ)3．核力、核反应方程(Ⅰ)4．结合能、质量亏损(Ⅰ)5．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ)6．射线的危害和防护(Ⅰ)第1讲光电效应波粒二象性主干梳理对点激活知识点光电效应及其规律Ⅰ1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的01电子从表面逸出的现象。
2．光电子02光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应规律(1)存在饱和光电流：光照条件不变，当正向电压增大时，光电流趋于一个饱和值，即一定的光照条件下单位时间发出的光电子数目是一定的。
实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和光电流03越大，单位时间内发射的光电子数04越多。
(2)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压U c称为遏止电压。
遏止电压的存在意味着光电子的初动能有最大值E km＝12m e v2c＝eU c，称为光电子的最大初动能。
实验表明，遏止电压(或光电子的最大初动能)与入射光的05强度无关，只随入射光频率的增大而06增大。
(3)存在截止频率：每种金属都有一个极限频率或截止频率νc，入射光的频率必须07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。
高考物理复习-第12章
第1节光电效应波粒二象性一、光电效应及其规律1．光电效应现象在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，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10－9s.(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．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—份叫做一个光子，光子的能量ε＝hν.2．逸出功W0：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：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.(2)物理意义：金属表面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W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能．三、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、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．[自我诊断]1．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．(×)(2)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功．(√)(3)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．(×)(4)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．(√)(5)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．(×)(6)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．(√)(7)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．(√)2．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时()A．锌板带负电B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出D．锌板会吸附空气中的正离子解析：选 C.发生光电效应时，有光电子从锌板中逸出，逸出光电子后的锌板带正电，对空气中的正离子有排斥作用，C正确．3．(多选)一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是()A．无论增大入射光的频率还是增大入射光的强度，金属的逸出功都不变B．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增大C．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短解析：选AC.金属逸出功只与极限频率有关，A正确．根据光电效应方程E k＝hν－W0可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变，B错误，C正确．发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，光电子逸出所经历的时间几乎同时，D错误．4．关于光的本性，下列说法正确的是()A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的—切行为，只能认为光具有波粒二象性解析：选 D.光既具有波动性，又具有粒子性，但不同于宏观的机械波和机械粒子，波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现，是同一客体的两个不同的侧面、不同属性，只能认为光具有波粒二象性，A、B、C错误，D正确．5．在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．解析：根据光电效应方程E km＝hν－W0及E km＝eU c得U c＝hνe－W0e，故he＝k，b＝－W0e，得h＝ek，W0＝－eb.答案：ek－eb考点一光电效应的理解1．光电效应中的几个概念比较(1)光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子．(2)光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能．(3)光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．(4)光的强弱与饱和光电流频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大．2．对光电效应规律的解释1．(2016·高考全国乙卷)(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．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生解析：选AC.产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，说法A正确．饱和光电流大小与入射光的频率无关，说法B错误．光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，说法C正确．减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，说法D错误．2．(2017·广东深圳模拟)(多选)在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列物理过程中一定不同的是() A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功解析：选ACD.同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同金属的逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同，选项A、C、D正确；同一束光照射，单位时间内射到金属表面的光子数目相等，所以饱和光电流是相同的，选项B错误．3．(2017·广东省湛江一中高三模拟)(多选)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，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()A．a光的频率一定大于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解析：选AB.由于用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，说明发生了光电效应，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，说明b光不能发生光电效应，即a光的频率一定大于b光的频率；增加a光的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计G的电流增大；因为b光不能发生光电效应，所以即使增加b光的强度也不可能使电流计G的指针发生偏转；用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电子的方向是由d到c，所以电流方向是由c到d.选项A、B正确．光电效应实质及发生条件(1)光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属表面，从而使金属带上正电．(2)能否发生光电效应，不取决于光的强度，而是取决于光的频率．只要照射光的频率大于该金属的极限频率，无论照射光强弱，均能发生光电效应．考点二光电效应方程及图象的理解1．爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0hν：光子的能量W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服原子核引力所做的功．E k：光电子的最大初动能．2．四类图象[典例](2017·重庆万州二中模拟)(多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图象如图所示．则由图象可知( )A ．该金属的逸出功等于hν0B ．若已知电子电荷量e ，就可以求出普朗克常量hC ．遏止电压是确定的，与照射光的频率无关D ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0解析 当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W 0＝hν0，A 正确；根据光电效应方程E k ＝hν－W 0和－eU c ＝0－E k 得，U c ＝h e ν－W 0e ，可知当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率呈线性关系，C 错误；因为U c ＝h e ν－W 0e ，知图线的斜率等于h e ，从图象上可以得出斜率的大小，已知电子电荷量e ，可以求出普朗克常量h ，B 正确；从图象上可知逸出功W 0＝hν0，根据光电效应方程E k ＝h ·2ν0－W 0＝hν0，D 正确．答案 ABD应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率，光频率大于这个截止频率才能发生光电效应．(2)截止频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的极限波长和金属的逸出功，即hν0＝h c λ0＝W 0. (3)应用光电效应方程E k ＝hν－W 0时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV ＝1.6×10－19 J)．1．(多选)甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的关系分别如图中的a 、b 所示．下列判断正确的是( )A ．图线a 与b 不一定平行B．乙金属的极限频率大于甲金属的极限频率C．改变入射光强度不会对图线产生任何影响D．图线的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关解析：选BCD.根据光电效应方程E k＝hν－W0＝hν－hν0知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量，因此a与b一定平行，且两斜率是固定值，与入射光和金属材料皆无关系，A错误，D正确；横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率，由图可知乙金属的极限频率大，故B正确；纵截距对应ν＝0的时候，此时纵截距就是逸出功的相反数，根据W0＝hν0可求出，与入射光强度无关，C正确．2．(多选)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的关系如图所示．则这两种光()A．照射该光电管时，a光使其逸出的光电子最大初动能大B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大解析：选BC.从b的反向遏止电压更高可知b光频率更高，使逸出的光电子最大初动能大，A错误．a光频率低，则折射率小，临界角大，B正确．a光频率低，则波长长，干涉时相邻条纹间距大，C正确．a光频率低，折射率小，通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度小，D错误．3．从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c与入射光频率ν，作出U c－ν的图象，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射测出的h相比较，以检验爱因斯坦方程的正确性．图中频率ν1、ν2，遏止电压U c1、U c2及电子的电荷量e均为已知，求：(1)普朗克常量h；(2)该金属的截止频率ν0.解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0及动能定理eU c＝E k得U c＝heν－heν0结合图象知k＝he＝U c2－U c1ν2－ν1＝U c1ν1－ν0普朗克常量h＝e(U c2－U c1)ν2－ν1，ν0＝U c2ν1－U c1ν2U c2－U c1.答案：(1)e(U c2－U c1)ν2－ν1(2)U c2ν1－U c1ν2U c2－U c1考点三光的波粒二象性物质波光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(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为粒子性．(4)波动性与粒子性的统一：由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝hλ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ν和波长λ.(5)理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波，也不可把光当成宏观概念中的粒子．1．(多选)如图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，可以看出每一个电子都是一个点；如图乙所示为该小组利用70 000多个电子通过双缝后的干涉图样，为明暗相间的条纹．则对本实验的理解正确的是()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．图乙中明条纹是电子到达概率大的地方解析：选AD.题图甲中的每一个电子都是一个点，说明少数粒子体现粒子性，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粒子表现为波动性，B 错误；明条纹是电子到达概率大的地方，D 正确．2．(多选)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 ．β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解析：选ACD.电子束具有波动性，通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，选项A 正确. β射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，选项B 错误．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，体现出波动性，选项C 正确．电子显微镜是利用电子束工作的，体现了波动性，选项D 正确．3．如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量解析：选C.由德布罗意波长λ＝h p 知二者的动量应相同，故C 正确，由p ＝m v 可知二者速度不同，E k ＝12m v 2＝p 22m ，二者动能不同，由E ＝mc 2可知总能量也不同，A 、B 、D 均错．课时规范训练[基础巩固题组]1．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.光具有波粒二象性，即光既具有波动性又具有粒子性．光电效应证实了光的粒子性．因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误．2．(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解析：选AB.光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释，选项A正确、选项C错误；热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性，选项B正确；由德布罗意波长公式λ＝hp和p2＝2m·Ek知动能相等的质子和电子动量不同，德布罗意波长不相等，选项D错误．3．(多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是() A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与光照射的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系解析：选AD.根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0.可得：E k与照射光的强度和照射时间无关，与照射光的频率成线性关系，与波长不成反比，所以A、D正确，B、C错误．4．在利用光电管研究光电效应的实验中，入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么()A．从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．饱和光电流将会减弱C．遏止电压将会减小D．有可能不再发生光电效应解析：选 B.发生光电效应时，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则从光照射到金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将保持不变，选项A错误；入射光的强度减弱，则单位时间内逸出的光电子的数目将减小，则饱和光电流将会减弱，选项B正确；根据eU c＝12m v2m，入射光的频率不变，则最大初动能不变，则遏止电压不变，选项C错误；因为光电效应能否发生取决于光的频率，故仍能发生光电效应，选项D错误．5．(多选)下列说法正确的是()A．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，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．X射线的衍射实验，证实了物质波假设是正确的C．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长解析：选AD.根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项A正确；电子的衍射说明粒子具有波动性，证实了物质波的存在，选项B 错误；根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，是线性关系，不是成正比，选项C错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据λ＝hp知波长变长，选项D正确．6．如图所示电路可研究光电效应的规律．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极．理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压．现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0 V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________(填“为零”或“不为零”)．解析：根据爱因斯坦光电效应方程得：E k＝hν－W，E k＝Ue＝6 eV，解得逸出功W＝10.5 eV －6 eV＝4.5 eV，若增大入射光的强度，电流计的读数仍为零．答案：4.5 eV为零7．(1)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．(2)几种金属的逸出功W0见下表：已知该可见光的波长的范围为4.0×10－7～7.6×10－7 m ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.解析：(1)光子的动量为p ＝h λ，光速c ＝λν，所以动量p ＝hνc ，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝hνc －⎝ ⎛⎭⎪⎫－hνc ＝2hνc .(2)光束中光子的最大能量E ＝hc λ＝6.63×10－34×3×1084×10－7 J ＝4.97×10－19 J ，大于钠、钾、铷的逸出功，即钠、钾、铷可以发生光电效应．答案：(1)hνc 2hνc (2)钠、钾、铷[综合应用题组]8．研究光电效应的电路如图所示，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．则在如图所示的光电流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.光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，因此在入射光频率相同的情况下，遏止电压相同，在能发生光电效应的前提下，光电流随着光照强度增大而增大，C 正确．A 、B 表示入射光频率相同的情况下，遏止电压不相同，均错误．D 表示在发生光电效应时，光电流随着光照强度增大而减小，D 错误．9．如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别用锌板和铜板制成(锌板和铜板的截止频率分别为ν1和ν2，且ν1＜ν2)，极板的面积为S ，间距为d .锌板与灵敏静电计相连，锌板和铜板原来都不带电．现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，假设光电子全部到达另一极板，则电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A.d S (ν1－ν)B.d S (ν1－ν2)C.S d ⎝ ⎛⎭⎪⎫ν－ν1νν1D.S d (ν－ν1)解析：选D.现用频率为ν(ν1＜ν＜ν2)的单色光持续照射两板内表面，根据光电效应的条件，知该单色光照射锌板能发生光电效应，照射铜板不能发生光电效应．通过光电效应方程知，光电子的最大初动能E km ＝hν－hν1.临界状态是电子减速到负极板时速度刚好为零．根据动能定理有eU ＝E km ＝hν－hν1.平行板电容器的电容C ∝S d ，而Q ＝CU ，所以Q ∝S d (ν－ν1)，故D 正确．10．美国物理学家密立根以精湛的技术测出了光电效应中几个重要的物理量．若某次实验中，他用光照射某种金属时发现其发生了光电效应，且得到该金属逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图象如图所示，经准确测量发现图象与横轴的交点坐标为4.77，与纵轴交点坐标为0.5.已知电子的电荷量为1.6×10－19 C ，由图中数据可知普朗克常量为________ J·s ，金属的极限频率为________ Hz.(均保留两位有效数字)解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，E k －ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为ν0＝4.77×1014 Hz ≈4.8×1014Hz.根据光电效应方程得E km ＝hν－W 0，当入射光的频率为ν＝6.0×1014 Hz 时，最大初动能为E km ＝0.5 eV .当入射光的频率为ν0＝4.77×1014 Hz 时，光电子的最大初动能为0.即h ×6.0×1014Hz －W 0＝0.5×1.6×10－19J ，即h ×4.77×1014Hz －W 0＝0联立两式解得h ＝6.5×10－34J·s.答案：6.5×10－34 4.8×101411．图示是研究光电管产生的电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为ν0.现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上，则：(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________．(2)加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为__________________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是________________．(3)为了阻止光电子到达阳极，在A、K间应加上U反＝________的反向电压．(4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是()A．照射光频率不变，增加光强B．照射光强度不变，增加光的频率C．增加A、K电极间的电压D．减小A、K电极间的电压解析：(1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K是阴极，逸出功与极限频率的关系为W0＝hν0.(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为hν－hν0，经过电场加速获得的能量为eU，所以到达阳极的光电子的最大动能为hν－hν0＋eU，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多．所以，电流表的示数先是逐渐增大，直至保持不变．(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，被电场消耗的动能为eU c，如果hν－hν0＝eU c，就将没有光电子能够到达阳极，所以U c＝hν－hν0e.(4)要增加单位时间内从阴极逸出的光电子的数量，就需要增加照射光单位时间内入射光子的个数，所以只有A正确．答案：(1)K hν0(2)hν－hν0＋eU逐渐增大，直至保持不变(3)hν－hν0e(4)A12．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过○G表的电流I与AK之间的电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－。
高中物理一轮复习资料第12章-第4节
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2．相对论的简单知识 (1)狭义相对论的基本假设：
相同的． ①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是______
②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 ______． (2)时间和空间的相对性： ①时间间隔的相对性 Δt ＝ Δτ
的距离． (2)薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂膜)____ 前后 两表面的反射光波相遇而形成的干 涉．
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知识点 2 光的衍射
1．光发生明显衍射的条件 当障碍物的尺寸 ____跟光的波长相比相差不多，甚至比光的波长还小的时候， 衍射现象才会明显 ____． 2．衍射条纹的特点 单色光的衍射图样为中间宽且亮 __________的单色 ____条纹，两侧是明暗相间的条纹，条 纹宽度比中央窄且暗 __________；白光的衍射图样为中间宽 __且亮的白色条纹 ________，两侧是渐窄 且暗的彩色条纹．
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4.自然光和偏振光的比较 自然光(非偏振光) 光的来源 光的振动 方向 直接从光源发出的光 在垂直于光的传播方向的平面 内，光振动沿任意方向，且沿 各个方向振动的光的强度相同 偏振光 自然光通过起偏器后的光 在垂直于光的传播方向的平面 内，光振动沿特定方向
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知识点 5
实验：用双缝干涉测光的波长
1．实验装置(如图 1241 所示)
图 1241
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2．实验原理
d l (1)根据公式 Δx＝dλ 得 λ＝____. l Δx
【导与练】高考物理一轮复习 第12章第1单元 光的折射、全反射课件 新人教
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/162022/1/16January 16, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/162022/1/162022/1/161/16/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/162022/1/16
答案：① 3 ②不能
4．(2011年高考课标全国卷)一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面 AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心．一束光线在横截面内从M点 入射，经过AB面反射后从N点射出．已知光线在M点的入射角为30°， ∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：
(1)光线在M点的折射角； (2)透明物体的折射率．
光疏 介质．
(1)在折射现象中光路是可逆的． (2)公式 n＝ssiinn θθ12中，θ1 是真空(或空气)中的光线与法线间的夹角， θ2 是介质 n 中的光线与法线的夹角，不一定称 θ1 为入射角，θ2 为折射 角．
二、全反射
1．定义 光从 光密介质 射向 光疏介质 ，当入射角增大到某一角度时， 折射 光 线将消失，只剩下 反射 光线的现象．
第十二章 光学
高考物理一轮复习 第12章 第三节 光的有关现象和规律
2．(2015·新课标Ⅱ·34)(多选)如图，一束光沿半径方向射向一 块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为 θ，经折射后
射出 a、b 两束光线．则A__B_D_.
A．在玻璃中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 B．在真空中，a 光的波长小于 b 光的波长 C．玻璃砖对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 D．若改变光束的入射方向使 θ 角逐渐变大，则折射光线 a 首 先消失 E．分别用 a、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a 光 的干涉条纹间距大于 b 光的干涉条纹间距
(1)在水平屏幕 MN 上出现亮斑的颜色； (2)求两个亮斑间的距离．
变式训练 2 (2014·山东理综)如图，三角形 ABC 为某透 明介质的横截面，O 为 BC 的中点，位于截面所在平面内的 一束光线自 O 以角 i 入射，第一次到达 AB 边恰好发生全反 射．已知 θ＝15°，BC 边长为 2L，该介质的折射率为.求：
高考总复习一轮
第十二章 物理
1．(单选)—束复色光由空气斜射向一块平行平面玻璃 砖，经折射分成两束单色光 a、b.已知 a 光的频率小于 b 光 的频率，下列光路图正确的是( D )
2．(单选)很多公园的水池底都装有彩灯，当一细束由红、 蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能
变式训练 3 (多选)把一平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一 端用薄片垫起，构成空气劈尖，让单色光从上方射入，如图所 示．这时可以看到明暗相间的条纹．下面关于条纹的说法中正确
的是( AC)
A．干涉条纹是光在空气尖劈膜的前后两表面反射形成的两列光 波叠加的结果 B．干涉条纹中的暗条纹是上述两列反射光的波谷与波谷叠加的 结果 C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动 D．观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的另一侧
物理选修34第十二章第1讲
类别
项目
平行玻璃砖
三棱镜 圆柱体（球）
应用
测定玻璃的折 射率
全反射棱镜， 改变光的传播 方向
改变光的传 播方向
(4)应用近似法求解视深
一般瞳孔的线度d=2～3 mm，因此i和r都非常小，如图所示，
则sini≈tani= a ，sinr≈tanr= a 。
h
h0
由折射定律 sini n ，得视深公式 h h0 ，
【思考辨析】 （1）数码相机是利用了光的全反射原理。( ) （2）单色光由空气射入玻璃，速度不变，波长变短。( ) （3）雨过天晴时,空中出现彩虹是阳光在水滴的表面上反射而 形成的。( ) （4）折射率的大小与入射角、折射角的大小有关。( ) （5）折射率大的介质就是光密介质。( ) （6）用分光镜观测光谱是利用光折射时的色散现象。( ) （7）医用纤维式内窥镜是利用光的色散现象。( )
（2）应用公式 n sini 时，一定要确定准哪个角在分子上，
sinr
哪个角在分母上。 （3）注意在折射现象中，光路是可逆的。
【变式训练】如图所示， 半圆形玻璃砖半径R= 5 3 cm，其直 径AB竖直立于水平屏幕上并接触于B点，激光束a以入射角i= 30°射向玻璃砖的圆心O，在屏幕上M点出现光斑，测得M到B的 距离x=5 cm，求玻璃砖的折射率。
【解析】连接OM，如图所示，
根据几何关系可知，折射角
r=60°，所以n sin60 3 。
sin30
答案： 3
【变式备选】如图所示，一束激
光从O点由空气射入厚度均匀的
介质，经下表面反射后，从上表
面的A点射出。已知入射角为i，
A与O相距l，介质的折射率为n，试求介质的厚度d。
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界角 . 用 C 表示， C= arcsin 1 .
n
（ 4）发生全反射的条件： ①光从光密介质入射到光疏
介质；②入射角大于等于临界角 . （ 5）光导纤维： 实际用的光导纤维是非常细的特质玻
H =16cm， h=9cm，,d=12 cm,。根据推论公式可得：
H 2 d2 162 122 4
n
h2 d2
92 122 3
三、折射定律、折射率的理解及其应用
介质的折射率 n sin 1 ，与光速的关系： n
sin 2
c v
解题的关键：根据题意画出光路图，挖掘几何关系，
由数学知识求解 .
【例 3】 如
（ 2）透明体的厚度为多大？
（ 3）光在透明体里运动的时间多长？
【解析】 （ 1 ）光 路 示意图如图
P
P
12-1-5 所示（注 意 出射光线平
α β 图 12-1-5
行，各
（ 2）由折射定律
得 sin α= n sinβ
得 β=30°
设透明体的厚为
d ，由题意及光路有 2 d tan60 °― 2 d tan30 °= △s
C．在月球进入地球的半影区时可以看到月偏食
D ．在月球完全进入地球的本影区时可以看到月全食
【 解析 】月球的影里只能形成日食，地球的影里只能
形成月食，太阳本身发光，故月球的本影里形成日全
食，月球的半影里形成日偏食； 而月球靠反射太阳光，
只要有光线照射月球就不会形成月食，而地球的半影
里虽然只有部分太阳光照射月球，但是还是看得到月
图 12-1-3
底 S 处发出的光线
中有一小束（ SA、
SB 范围内）经水面 折射后进入观察者的眼睛， A'A、B'B 的延长线交于 S'
点，这就是 S 的虚像 . 由图 12-1-3 可知：
sin i
d
，sin r
h2 d 2
d H 2 d2
由折射定律可得： n
H 2 d2 h2 d2
从正上方观察时，相当于 d 等于零，则有 n H h
2. 全反射的一个重要应用就是用于光导纤维 （简称光
纤）. 光在光纤中传播时， 每次射到内、 外两层材料的
界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射
.
这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没
有损失地全部从另一个端面射出 .
3. 棱镜对光的偏折作用：一般所说的棱镜都是用光密
介质制作的 . 入射光线经三棱镜两次折射后， 射出方向
影区，人在 B 区域看不到从太阳射来的任何光线，在
该区域看到的是日全食；当人在 A 区域时只能看到从
太阳上半部分射来的光线，即只能看到太阳的上半部
分，而看不到太阳的下半部分，在 A 区域看到是日偏
食；同理，人在 C 区域看到的也是日偏食；而人在 D
区域内，只能看到太阳边缘射来的光线，而看不到太
阳中间的光线，故在 D 区域看到的是日环食 .
学物理联系紧密，容易出现应用能力强的新颖题，平时要注重光学与现代科技密切结合，注重理论联系
实际能力的培养 . 本章内容一般可能会以选择、填空题，作图题出现在高考题中；折射率的计算可能会与
其它章节综合以计算题出现 .
第 1 课时 光的折射、全反射
基础知识回顾
1．光的直线传播 （ 1）光在同一种均匀介质中是沿直线传播的前提条件 是：在同一种均匀介质中传播 . 否则，可能发生偏折， 如光从空气斜射入水中（不是同一种介质） ；“海市蜃 楼”现象 （介质不均匀） ；当障碍物或孔的尺寸和波长 可以相比或者比波长小时，将发生明显的衍射现象， 光线将可能偏离原来的传播方向 . （ 2）解光的直线传播方面的计算题 （包括日食、 月食、 本影、半影问题）关键是画好示意图，利用数学中的
速度 v 最大，波长 λ最大，从同种介质射向真空时发
生全反射的临界角 C 最大，以相同入射角在介质间发
生折射时的偏折角最小 （注意区分偏折角和折射角） .
重点难点例析
一、影、本影和半影的理解
由于光的直线传播、当光遇到不透明物体时，物
体向光的表面被照明，在背光面的后方形成一个光线
照不到的黑暗的区域，形成影，影分本影和半影，光
得h
tan i H
tan r
H tan i
h tan r
因为从近正上方观
由数学知识有
sin i tan r， sin r tan r
由上面的近似关系及折射定律可得：
sin i H 3
hH
1.2 0.9 m
sin r n 4
解法 2：这个问题可
以从一般的情况着
手分析，如图 12-1-3
所示 . 从空气中观 察池水深度时，池
源是点光源时只形成本影，非点光源将形成本影区和
半影区，影的形成可以很好的解释日食和月食的形成 . 【 例 1】如图 12-1-1 所示为月球影子的分布情况示意
图，在 A、
B、C、D 四个区域
内，在哪 些区域能
看到日全 食、日环
图 12-1-1
食、日偏食 .
【解析】从图 12-1-1 上可以看出， B 区域为月球的本
使用 . 解本题的关键就是近视处理 .
处光线的箭头）
拓展 有一圆柱形水桶高 16cm，直径 12cm，人在某处向桶 内看能看到桶边缘下方 9cm 处，若桶内装满水，则刚 好能看到桶底边缘，求水的折射率 n.
【解析】 桶内装满水时，桶底边缘任一点 S 发出的光
线折射，其反向延长线交桶边缘下方
9cm 处，故
（ 5）利用边缘光线作图确定视场范围
3. 光的折射
（ 1）折射定律
折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折
射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦
与折射角的正弦的比值是定值
( 注意两角三线的含
义) .
( 2) 折射率
①折射率定义：
光从真空或空气中射入介质中发生折射时，入射
角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射
相似形等几何知识计算 . 2．光的反射 平面镜成像 （ 1）光的反射定律
光从一种介质射到另一种介质的分界面时发生反
射 . 反射光线、 入射光线、 法线处在同一平面内， 反射
光线、入射光位于法线的两侧，反射角等于入射角
.
（ 2）平面镜成像的特点 平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜
面对称 . （ 3）平面镜成像光路图作法
解得 h H 3 H 0. 9m n4
【点拨】 比较两种解法，解法 2 更具有推广的意义 .
上式 n
H 2 d 2 （其中 n 为介质的折射率， H 为 h2 d2
物深，h 为视深，d 为折射点至通过 S 的竖直线的距离）
察， i 和 r 都很小，
图 12-1-2
可作为经验公式，对一般“物深、视深”问题进行推广
④折射率大小的决定因素： 介质、 光源 ( 主要是频率 ) ， 注意：介质的折射率 n>1 ， （ 3）折射光路是可逆的 .
4．光的全反射 （ 1）光疏介质和光密介质： 两种介质比较， 折射率小 的介质叫光疏介质， 折射率大的介质叫光密介质； “光 疏”和“光密”具有相对性 . （ 2）全反射现象： 光从光密介质入射到光疏介质的分
率 . 折射率反映介质折射光的本领大小的一个物理量 ②折射率的定义表达式：
n= sin 1 （其中 θ1 为真空或空气中的角度） sin 2
③折射率的其它各种计算表达形式：
n= c = v
= 1 （其中 c、 λ为光在真空 sinC0
或空气中的光速、波长； v、 为介质中的光速、波 长； C0 为光发生全反射时的临界角） .
【答案】 A、C：日偏食 B：日全食； D ：日环食
【点拨】 本题关键是确定月球形成的本影区和半影区
以及知道太阳是本身发光的天体，本题易出错就在
D
区域和 A、 C 区域一样，认为是日偏食 .
拓展
关于日食和月食下列说法正确的是（
）
A ．在月球的本影区里可以看到日全食
B ．在月球的本影区里可以看到日偏食
第十二章 光
考纲要览
主题
内容
要求
说明
光的折射定律
Ⅱ
光
折射率
Ⅰ
全反射 光导纤维
Ⅰ
光的干涉、衍射和偏振
Ⅰ
实验与 测定玻璃的折射率
探究
用双缝干涉测光波的波长
考向预测
纵观历年考题和新课改区域的考题，一般与本章内容相关的考题知识较简单，学习过程中识记内容
较多 . 光的直线传播、反射定律、折射定律，全反射出题率较高；光的干涉、衍射、偏振和光电效应与大
璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外 套的界面上发生全反射 . 其中内芯是光密介质， 外套是
光疏介质 .
5．光的色散 （ 1）三棱镜： 横截面为三角形的三棱柱透明体称三棱
镜.
三棱镜对光线的作用： ① 光密三棱镜： 当光线从一侧面射入， 从另一侧
面射出时，光线两次均向底面偏折 . ② 光疏三棱镜： 当光线从一侧面射入， 从另一侧
解得
d = 1.5cm
（ 3）光在透明体里运动的速度 v = c n
光在透明体里运动的路程 s 2 d cos
所以： 光在透明体里运动时间
s 2dn t
v c cos
2 1.5 10 2
3
s=2
1×0－ 10 s
3 108
3
2
【 点拨 】本题考查光的反射和折射。 题中有一个难点，
就是通过做光路图挖掘几何关系，从而求解透明体的