2019届高三物理二轮复习光的粒子性题型归纳

2019届高三物理二轮复习光的粒子性题型归纳

类型一、光的本性的认识

例1、关于光的本性，下列说法中正确的是（）

A、关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们

都说明了光的本性

B、光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上

的粒子

C、光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性

D、光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来

【思路点拨】理解光的本性，波动性的特征及代表人物，粒子性的特征及代表人物。

【答案】C

【解析】光具有波粒二象性，这是现代物理学关于光的本性的认识，光的波粒二象性不同于牛顿提出的微粒说和惠更斯的波动说，是爱因斯坦的光子说和麦克斯韦的电磁说的统一。光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性，故ABD错误，C对。【总结升华】光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，这就是光的本性。

举一反三

【变式1】根据爱因斯坦的“光子说”可知（）

A. “光子说”本质就是牛顿的“微粒说”

B. 光的波长越大，光子的能量越小

C. 一束单色光的能量可以连续变化

D. 只有光子数很多时，光才具有粒子性

【答案】B

【解析】爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”本质不同，选项A错误。由

c

E h

λ

=可

知选项B正确。一束单色光的能量不能是连续变化，只能是单个光子能量的整数倍，选项C 错误。光子不但具有波动性，而且具有粒子性，选项D错误。

【变式2】关于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，其波动性就越显著；波长越短，其粒子性就越显著

D. 光子的数量越少波动性就越显著；光子的数量越多粒子性就越显著

【解析】光具有波粒二象性，不能分割开来；光是一种电磁波，而电子是实物粒子，二者不能混淆；大量光子的行为往往体现为波动性，少数光子的行为表现为粒子性；波长越长，波动性越显著，波长越短，粒子性越显著。选项C 正确。

类型二、光电效应

例2、已知能使某金属产生光电效应的截止频率为ν0。则（ ）

A. 当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

B. 当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0

C. 当照射光的频率大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大

D. 当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

【思路点拨】逸出功与极限频率的关系为W=h v 0，每种金属都有自己固定的极限频率，即每种金属的光电子的逸出功是固定的；根据光电效应方程可以判断光电子最大初动能的变化情况。

【答案】AB

【解析】金属中电子的逸出功W 是一定的，等于恰好能产生光电效应的光的能量h ν0， ν0称为金属的极限频率，C 错；只要入射光的频率大于极限频率，该金属即可发生光电效应，A 正确；根据光电效应方程

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mv h W ν=-，其中0W h ν=，可判断B 正确，D 错误， 故选AB 。

【总结升华】对于光电效应现象要正确理解极限频率、入射光频率、逸出功、最大初动能、光照强度、光电流大小等之间的关系。

举一反三

【变式1】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才能产生光电子

【解析】A 、光电流的大小与光照时间无光，与光的强度有关，A 错；B 、发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光强，不一定能发生光电效应，B 错；C 、根据光电效应方程0km C E eU h W ν==-，知遏止电压与入射光的频率有关，故C 正确；D 、发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率．D 正确，故选CD 。

【变式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

【解析】用紫外线照射不能产生光电效应，说明频率还低了，必须增大频率，根据电磁波谱图可知，X 射线频率更大，B 对；频率小于极限频率，改变光的强度、延长照射时间没用，故选B 。

【变式3】如图所示，两束单色光A 、B 分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光 合成一束复色光P ，下列说法正确的是（ ）

A ．A 光的频率大于

B 光的频率

B ．在玻璃砖中A 光的传播速度小于B 光的传播速度

C ．两种单色光由玻璃射向空气时，A 光的临界角较大

D ．若用B 光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用A 光照射该金属也一定能发生

光电效应现象

【答案】C

【解析】A 光偏折小，相当于红光，B 光偏折大，相当于紫光，根据“色光规律模型图”，A 光对玻璃的折射率小于B 光，A 光的频率小于B 光的频率，在玻璃砖中A 光的传播速度大于B 光的传播速度，由玻璃射向空气时，A 光的临界角较大，AB 错C 对；由于A 光的频率

小于B光的频率，用B光照射某种金属时能发生光电效应现象，用A光照射该金属不一定能发生光电效应现象。

【变式4】光电效应的实验结论是：对于某种金属（）

A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应

B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应

C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小

D．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

【答案】AD

【变式5】半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心。在该界面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光（）

A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大

B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较大

C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能

D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大

【答案】ACD