高三物理一轮复习精品课件：波粒二象性

Ⅰ卷·T35(1)：光电效 应
Ⅱ卷·T35(1)：核反应 Ⅲ卷·T35(1)：核反应 和质能关系
Ⅰ卷·T17：质量亏损与 核能的计算 Ⅱ卷·T15：动量守恒、 衰变、质量亏损 Ⅲ卷·T19：光电效应方 程
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 Ⅰ
射线的危害和防护
Ⅰ
基础课1 波粒二象性
知识排查
光电效应
1.光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效 应，发射出来的电子称为 光电子 。
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，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波
h
长λ＝
p
，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
3.区分光电效应中的四组概念
(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。 (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)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上 的总能量。
正确。 答案 B
3.(2017·全国卷Ⅲ，19)(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb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Ua和Ub，光电子的最大初动能 分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是( ) A.若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub B.若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb C.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb D.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb
爱因斯坦光电效应方程
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＝ hν 。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量)
2.逸出功W0 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 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具 有的动能的最大值。
B.Ek 与入射光的频率成正比 C.图中图线的斜率为 h
D.图线在横轴上的截距为Wh 0
图3
解析 金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小 W0＝hνc， 故选项 A 错误；根据爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0，可知光电子的最大初动 能 Ek 与入射光的频率成线性关系，不是成正比，故选项 B 错误；根据爱因斯坦光 电效应方程 Ek＝hν－W0，可知斜率 k＝h，故选项 C 正确；由图可知，图线在横轴 上的截距为Wh0，故选项 D 正确。 答案 CD
的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。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＝3×108 m/s)( )
A.10－21 J
B.10－18 J
C.10－15 J
D.10－12 J
解析 根据 ε＝hν 及 c＝λν，得 ε＝hcλ＝6.6×10－34×1030××11008－9 J≈2×10－18 J，故选项 B
3.由Uc－ν图象可以得到的信息
(1)截止频率νc：图线与横轴的交点。 (2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大。 (3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke。(注：此时两极 之间接反向电压)
1.(多选)某种金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图3所示。已 知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h。下列说法正确的是( ) A.入射光的频率越高，金属的逸出功越大
2.光电效应的四个规律 (1)每种金属都有一个 极限频率 。 (2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的 频率 (3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是 瞬时 的。 (4)光电流的强度与入射光的 强度 成正比。
增大而增大。
3.遏止电压与截止频率
(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的 最小 频率叫做该种金属的截止频 率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。
答案 BC
4.如图2甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表 读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍 不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。把电路改为图乙， 当电压表读数为2 V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为( )
2.[人教版选修3－5·P36·T2改编](多选)在光电效应实验中，用频率为ν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ν的光照射，一定不发生光电效应 D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
1.(2018·江西省五校模拟)下列有关光电效应的说法正确的是( ) A.光电效应现象证明了光是电磁波 B.普朗克为了解释光电效应现象，提出了光子说 C.只要增大入射光的强度，就可以产生光电效应 D.入射光的频率低于金属的截止频率时不发生光电效应 解析 光电效应显示了光的粒子性，但不能证明光是电磁波，选项A错误；爱因斯 坦为了解释光电效应现象，提出了光子说，选项B错误；根据光电效应产生的条件 可知，只有当入射光的频率大于金属的极限频率(或截止频率)时，才能发生光电效 应，选项C错误，D正确。 答案 D
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考点内容
要求
高考(全国卷)三年命题情况对照分析
2015
2016
2017
光电效应
Ⅰ
爱因斯坦光电效应方程
Ⅰ
氢原子光谱
Ⅰ
氢原子的能级结构、能级公式
Ⅰ
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、 Ⅰ
半衰期
放射性同位素
Ⅰ
核力、核反应方程
Ⅰ
结合能、质量亏损
Ⅰ
Ⅰ卷·T35(1)：光电 效应
Ⅱ卷·T35(1)：光电 效应和波粒二象性
小题速练 1.[人教版选修3－5·P30·演示实验改编](多选)如图1所示，用导线把验电器与锌板相
连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )
图1 A.有光子从锌板逸出 B.有电子从锌板逸出 C.验电器指针张开一个角度 D.锌板带负电
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 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 有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量 越多，验电器指针张角越大，故选项C正确，D错误。 答案 BC
光电效应的图象分析 1.由Ek－ν图象可以得到的信息
(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc。 (2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0。 (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h。
2.由I－U图象可以得到的信息
(1)遏止电压Uc：图线与横轴的交点的绝对值。 (2)饱和光电流Im：电流的最大值。 (3)最大初动能：Ekm＝eUc。
A.1.5 eV 0.6 eV C.1.9 eV 2.6 eV
图2 B.1.7 eV 1.9 eV D.3.1 eV 4.5 eV
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＝12mv2m知，最大初动能 Ekm＝eU＝0.6 eV，由光电效应方程 hν＝Ekm＋ W0 知 W0＝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 Ekm′ ＝Ekm＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV。故选项 C 正确。 答案 C
2.(2017·北京理综，18)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)附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具有
3.(2018·重庆万州月考)(多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与 入射光频率ν的关系图象如图5所示。则由图象可知( )
图5 A.该金属的逸出功等于hν0 B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关 C.入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0 D.入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0
Байду номын сангаас
3.下列说法正确的是( ) A.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量 C.光是高速运动的微观粒子，单个光子不具有波粒二象性 D.宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动 解析 由德布罗意理论知，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，但仍具有波粒二象性，选项A、D错误；康普顿效应说明光子除了具有 能量之外还有动量，选项B正确；波粒二象性是光子的特性，单个光子也具有波 粒二象性，选项C错误。 答案 B
4.爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：Ek＝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光电子的最大初动能
Ek＝ 12mev2 。
光的波粒二象性与物质波