2019年高考物理热点题型和提分秘籍(选修3-5)：专题02波粒二象性(原卷版)

1、专题 02 波粒二象性1 知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律。2.会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量。3 知道光的波粒二象性，知道物质波的概念。【祸点題型I热点题型一光电效应规律的理解例 1、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()A. 逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B. 逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C. 逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D. 光的强度减弱到某一数值，应没有光电子逸出了【提分秘籍】光电效应中几个易混淆的概念(1) 光子与光电子光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带

2、电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，光子是光电效应的因，光电子是果。(2) 光电子的最大初动能与光电子的动能当光照射金属时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收光子的能量后可能向各个方向运动。有的向金属内部运动，有的向金属表面运动，但因途径不同，运动途中消耗的能量也不同。唯独在金属表面的电子，只要克服金属原子核的引力做功，就能从金属中逸出而具有 最大初动能。根据爱因斯坦光电效应方程可以算出光电子的最大初动能为Ek= hvW0(w0为金属的逸出功)，而其他经过不同的路径射出的光电子，其动能一定小于最大初动能。(3) 光电流与饱和光电流在一定频率与强度的光照射下产生光电效应，光电流与电压

3、之间的关系为：开始时，光电流随电压 U 的增大而增大，当 U 比较大时，光电流达到饱和值lm。这时即使再增大 U,在 单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增大，即饱和光电流是在 一定频率与强度的光照射下的最大光电流。在一定光照条件下，饱和光电流与所加电压大小 无关。(4) 入射光强度和光子能量入射光强度是单位时间内照射到金属表面单位面积上总的能量，光子能量即每个光子的 能量，光子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积。【方法技巧】求解光电效应问题的五个决定关系(1) 逸出功 Wo定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。(2) 入射光的频率一定时，入射

4、光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。(3 )爱因斯坦光电效应方程Ek=hvWo。(4) 光电子的最大初动能 Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即Ek= eUc,其中 Uc是遏止电压。(5) 光电效应方程中的 Wo为逸出功。它与极限频率vc的关系是 Wo= hv。【举一反三】现有 a、b、c 三束单色光，其波长关系为入晁2 3。当用 a 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ek,若改用 b 光束照射该金属板，飞出的1光电子最大动能为 3&,当改用 c 光束照射该金属板时()31A.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为6Ek1B.能发生光电效应，飞出的光电

5、子最大动能为9Ek1C.能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为12EkD. 由于 c 光束光子能量较小，该金属板不会发生光电效应热点题型二光电效应的图象分析例 2、小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量 h = 6.63x1034js。UC与入射光频率V之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率如果实验中入射光的频率V=7.00X10Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=_ Jo【提分秘籍】量E的匕匕厶冃G率初频人比线最图_J厶-Z一入系与关B 0E民-V V/# #* *横坐h的纵=屯僅k V 4H -图S:渤！IEM一-度流强电光恂比关色的阶同电不

6、与K K黄a aF F强騎汙亠交值的大轴最C横的3UF流K线电m=ImE U流t能压电动电光初止和大遏饱最光颜与流电光光C1,C2eeU =、M C1EU流能压电动电光初止和大遏饱最与关C旳uV压叽率止频遏光线入系郦的两Q?:h OVucke量=率压常h频电克止止朗即截遏普,积乘的(1)图甲中电极 A 为光电管的(填“阴极”或“阳极”);Hz,逸出功Wo=J；(2)实验中测得铷的遏止电压压）【举一反三】用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中 A、K 两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用射，调节 A、K 间的电压 U,得到光电流 I 与

7、电压 U 的关系如图乙所示。由图可知（）2.【2019 江苏 12（ 1） 3 .波粒二象性时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a、b、c 三束单色光照A.a 和 c 的频率相同，但a 更强些B.单色光a 和 c 的频率相同，但a 更弱些C.单色光b 的频率小于 a 的频率D.改变电源的极性不可能有光电流产生1.【2019 上海 W 1.用很弱的光做单缝衍射实验,改变曝光时间，在胶片上出现的图像如图所示，该实验表明C.光的能量在胶片上分布不均匀D.光到达胶片上不同位置的概率相同单色光bB.光的本质是粒子A

8、.光的本质是波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，它们的德布罗意波也相等3.【2019 全国新课标I35 （1 ）】7 .在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U0与入射光的频率的关系如图所示，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。4. 【2019 上海 11】13.某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料A.仅钠能产生光电子 B.仅钠、铜能产生光电子C.仅铜、铂能产生光电子D.都能产生光电子5. 【2019 全国新

9、课标H35 （1 ）】16 .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 _。（填正确答案标号，选对1 个给 2 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 5 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分 0 分）A. 电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B.B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C. 人们利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E. 光电效应实验中，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1.（多选）（2019 广东卷，18）在光电效应实验中，用频率为v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

10、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v的光照射，一定不发生光电效应D. 改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大2 . 2019 江苏卷，12C（1）已知钙和钾的截止频率分别为 7.73XV0Hz 和 5.44XV0Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A. 波长 B.频率 C.能量 D.动量3.（2019 上海卷，6）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

11、光频率越大，光电子最大初动能越大4. 侈选）（2019 海南卷，17）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，下列四个物理过程中，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. 逸出功瞞考冲剌】1.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于（）A. 等效替代 B.控制变量C.科学假说 D.数学归纳2 .（多选）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

12、. 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3.质量为 m 的粒子原来的速度为 v,现将粒子的速度增大为 2v,则该粒子的物质波的波长将（粒子的质量保持不变）（）A. 保持不变B. 变为原来波长的两倍C. 变为原来波长的一半D. 变为原来波长的2倍4 .下列有关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，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D. 大量光子的行为往往显示出粒子性5.侈选）下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意

13、波的波长和频率为1 MHz 的无线电波的波长，由表中数据可知（）质量/kg速度/(m )波长/m弹子球2X102-21.0 x10-303.3x10电子(100 eV)9.0 x10315.0 x10-101.4x10无线电波（1 MHz）3.0 x103.3x10A.要检测弹子球的波动性几乎不可能B. 无线电波通常情况下表现出波动性C. 电子照射到金属晶体（大小约为 1010m）上能观察到波动性D. 只有可见光才有波动性6.如图所示，近年来数码相机已经进入千家万户，用来衡量数码相机性能的一个重要的指标就是像素，1 像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知 300 万像素的数码相机拍出的照片

14、比 30 万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可解释为（）A. 像素的多少，与光的本质无关B. 像素少，光的波动性显著C. 像素多，说明大量光子表现光具有粒子性D. 像素的多少能说明光具有波粒二象性，像素多光的波动性显著7.（多选）如图所示是研究光电效应的电路，阴极K和阳极 A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K 在受到光照射时能够发射光电子.阳极 A 吸收阴极 K 发出的光电子，在电路中形成光电流.如果用单色光 a 照射阴极 K,电流表的指针发生偏转；用单色光 b 照射光电管阴极 K 时, 电流表的指针不发生偏转下列说法正确的是（）A. a 光的波长一定小于 b 光的波长B. 只

15、增加 a 光的强度可能使通过电流表的电流增大C. 只增加 a 光的强度可使逸出的光电子最大初动能变大D. 阴极材料的逸出功与入射光的频率有关8.如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的哪一个物理量也相等.（）A.速度 B.动能C.动量 D.总能量9 .在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置如图（a）在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图（b）所示，则正确的是（）河（h）A. 乙光的频率小于甲光的频率B. 甲光的波长大于丙光的波长C. 丙光的光子能量小于甲光的光子能量D. 乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能10.下表给出了一些金

16、属材料的逸出功材料铯钙镁铍钛19逸出功(10J)3.04.35.96.26.6现用波长为 400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常 量 h = 6.63 x 1034J ,光速 c=3.0 x1m/s）（）A. 2 种 B. 3 种C. 4 种 D. 5 种11.侈选）如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线（直线与横轴的交点坐标为 4.27，与纵轴交点坐标为0.5）.由图可知（）1血乩feVA.该金属的截止频率为4.27X10HZB.该金属的截止频率为5.5X10HzC. 该图线的斜率表示普朗克常量D. 该金属的逸出功为 0.5 eV12如图甲，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.由此可知，光电子的最大初动能为 _.把电路改为图乙，当电压表读数为2V 时，电子到达阳极时的最大动能为 _图乙中，电压表读数为