《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：第12单元 波粒二象性和原子物理 听课答案

第十二单元　波粒二象性和原子物理

第30讲　光电效应　波粒二象性

【教材知识梳理】

一、1.电子　光电子　2.大于或等于　3.(1)大于或等于　(2)强度　增大　(4)正比

二、1.hν　2.最小值　3.电子　4.(1)hν-W0　(2)最大初动能

三、1.(1)波动　(2)粒子　(3)波粒二象　2.(1)大　小

辨别明理

(1)(×)　(2)(×)　(3)(√)　(4)(×)　(5)(√)

(6)(×)　(7)(√)　(8)(√)

【考点互动探究】

考点一

1.BC　[解析]用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的,锌板上的电子吸收紫外线的能量后从锌板表面逸出,称之为光电子,故选项A错误,B正确;锌板与验电器相连,带有同种电荷,锌板失去电子,应该带正电,且失去电子越多,带的电荷量越多,验电器指针张角越大,故选项C正确,D错误.

2.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,则光电流将增大,故选项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ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率小于ν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hν-W0=E k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.

3.BC　[解析]由光电效应方程可知E k=hν-W0,该动能又会在遏止电压下恰好减为零,则eU=hν-W0,其中W0为逸出功,同种金属的W0相同.若νa>νb,则U a>U b,故A错误;若νa>νb,

根据E k =hν-W 0,可得E k a >E k b ,故B 正确;若U a νb ,根据E k =hν-W 0可知hν-E k =W 0,由于是照射到同种金属上,逸出功W 0相同,故D 错误.

4.C [解析] 光子能量hν=2.5 eV 的光照射阴极,电流表读数不为零,则能发生光电效应,当电压表读数大于或等于0.6 V 时,电流表读数为零,则电子不能到达阳极,由动能定理eU=E k 知,最大初动能E k =eU=0.6 eV ,由光电效应方程hν=E k +W 0知W 0=1.9 eV ,对图乙,当电压表读数为2 V 时,电子到达阳极的最大动能E k '=E k +eU'=0.6 eV +2 eV =2.6 eV ,故选项C 正确.

考点二

例1　A [解析] 由图像可知,a 、c 的遏止电压相同,根据光电效应方程可知,单色光a 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.

变式题1　AC [解析] 图线与横轴交点的的横坐标表示截止频率,A 正确,B 错误;由光电效应方程E k =hν-W 0,可知图线的斜率为普朗克常量,C 正确;该金属的逸出功为

W 0=hνc = eV ≈1.77 eV ,D 错误.

6.63×10-34×4.27×1014

1.6×10-19变式题2　ABC [解析] 不同的材料有不同的逸出功,所以遏止电压U c 不同,选项A 正确;由爱因斯坦光电效应方程得hν=W 0+E k ,故选项B 正确;在照射光的频率大于极限频率的情况下,发射出的光电子数与照射光的强度成正比,光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同,饱和光电流也可能相同,选项C 正确;由E k =hν-hν0=eU c ,可得U c =(ν-ν0),故图线的斜率为相同的常数,选项D 错误.

ℎe 考点三

例2　A [解析] 根据德布罗意波长公式λ=,质子的质量大于电子的质量,相同速度的ℎp 质子比相同速度的电子动量大,则质子的德布罗意波长小,分辨率高,其最高分辨率将小于0.2 nm ,故A 正确,B 、C 、D 错误.

变式题1　B

变式题2　AB [解析] 黑体辐射的实验规律只能用光的粒子性解释,普朗克用能量子

理论分析,结果与事实完全相符,选项C 错误;由于E k =mv 2,p=mv ,因此p=,质子和

1

22mE k 电子动能相等,但质量不等,故动量p 也不等,根据德布罗意波长λ=可知,二者的德布ℎ

p 罗意波长不同,选项D 错误.

变式题3　ABD

变式题4　D [解析] 根据爱因斯坦的“光子说”可知,单个光子表现为粒子性,而大量光子表现为波动性,所以曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点,说明了单个光子表现为粒子性,故A 错误;光子的粒子性并非宏观实物粒子的粒子性,故单个光子通过双缝后的落点无法预测,故B 错误;如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹,说明了大量光子表现为波动性,故C 错误;光子到达概率大的区域表

现为亮条纹,而光子到达概率小的区域表现为暗条纹,故D 正确.

1.对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点,以下说法错误的是( )

A .以某一个最小能量值一份一份地辐射

B .辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍

C .辐射和吸收的能量是量子化的

D .吸收的能量可以是连续的

[解析] D 根据量子化的理论,带电微粒辐射和吸收的能量,只能是某一最小能量值的

整数倍,故A 、B 正确.带电粒子辐射和吸收的能量不是连续的,是量子化的,故C 正确,D 错误.

2.[2018·浙江奉化高中模拟] 人眼对绿光最为敏感,正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉,普朗克常量为

6.63×10-34 J ·s ,光速为3.0×108 m/s ,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )

A .2.3×10-18 W

B . 3.8×10-19 W

C . 7.0×10-48 W

D . 1.2×10-48 W

[解析] A 绿光光子能量E=hν===3.8×10-19 J ,每秒钟最少有6

ℎc λ 6.63×10-34×3.0×108530×10-9个绿光的光子射入瞳孔,才能被察觉,所以P==

W =2.3×10-18 W ,故A 正

6E 1s 6×3.8×10-191确.

3.下列关于光的波粒二象性的理解正确的是( )

A .大量光子的行为往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性

B .光在传播时是波,而与物质相互作用时就转变成粒子

C .光在传播时粒子性显著,而与物质相互作用时波动性显著

D .高频光是粒子,低频光是波

[解析] A 大量光子的行为往往表现出波动性,个别光子的行为往往表现出粒子性,故A 正确;光在传播时波动性显著,而与物质相互作用时粒子性显著,故B 、C 错误;高频光波长小,光的粒子性显著,低频光波长大,光的波动性显著,故D 错误.

4.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30-1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e ,则普朗克常量可表示为 ,所用材料的逸出功可表示为 .