(江苏专用)2021版高考物理一轮复习第15章近代物理初步第1节光电效应波粒二象性教案

1、核心案养第15章近代物理初步考点内容!高考江茂春一:三年命疏情况对照分析201721S1019命趋分析普朗克臬停强射黄电效应原子的域式结两理型邕旗手亡符叱里尔 蚪原子模型粒子的波制作臣子俵的镂战放射元东的衰变校力和台能性柒之和椅第wTm茜布聚青就T的结合能T.半衰JB力也电软在配窗，光子的动量T11：住反应方程，搂康堂二住量子高考命鹿有选舞题. 境空底.讦其密，命 威然点为光电效应 说常r喙于旺注.廨 于快於衰变理聿.核 二位方程找好芾的 计算：高考导航.忙理光电改立黑.电子光清、呼于跃迁、夜能、更能方程一科学粗难：光电管、成能的计算方A -科学探究：探究光丰钝应的总律、口片子前射男方一科学态

2、度与JE任:光谱分析、射级的雇用、核电玷.第1节光电效应波粒二象性务震丛感知识 必备知识全通关勿除取基盲成必备知识填充:一、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。2 .光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个极限频率。(2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。(3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随人射光的频率增大而增大。(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。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UCo(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频

3、率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。二、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，每一份叫作一个光的能量子，简称光子,光子的能量 = h v。其中h = 6.63 x 10 34 J - s(称为普朗克常量)。2 .逸出功W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”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 .爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：Ek= h v _ W。(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hv ,这些能量的一部分用一，,一,一一 1 2来克服金属的逸出功 W,剩

4、下的表现为逸出后光电子的取大初动能E=-mev o三、光的波粒二象性与物质波1 .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。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h 对应，其波长 X =-, p为运动物体的动量，h为普朗克常量。P学情自测验收:1 .思考辨析(正确的画，错误的画“x”)(1)光子说

5、中的光子，指的是光电子。(X)(2)只要光足够强，照射时间足够长，就一定能发生光电效应。(X)(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大。(正)(4)原子中绝大部分是空的，原子核很小。(正)(5)核式结构学说是卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出的。（正）（6）在玻尔模型中，原子的状态是不连续的。（V）2 .（人教版选修35P30演示实验改编）（多选）如图所示，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（）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.锌板带负电答案BC3 .（粤教版选修3- 5P40T2改编）（多选）下列说法中正确的是（）A.光的波粒二象

6、性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说B.在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C.光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的 概率小D.单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性答案CD4 .（人教版选修35P36T2改编）（多选）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答案AD总拈常考考点 关键能力全突破 破解高号诞地考点 1光电效应规

7、律和光电效应方程的应用依题组训练1 .（多选）（2016 全国卷I改编）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8 .入射光的频率变高，饱和光电流变大C.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D.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关AD 根据光电效应实验得出的结论：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，故 A正确，B错误；遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强 无关，保持入射光的光强不变，若低于截止频率，则没有光电流产生

8、，故 C错误，D正确。2. （2018 全国卷n ）用波长为 300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28 X10 19 J。已知普朗克常量为 6.63 X 10 34 J s,真空中的光速为 3.00 X 108 m- s能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（）A. 1X1014 HzB. 8X1014 HzC. 2X1015 HzD. 8X1015 HzB 根据爱因斯坦光电效应方程E V b,则一定有 U3VB.若 V a V b,则一定有 Eka &bC.若UVU,则一定有国V国D.若 V a V b,则一定有 hvaEkahvbE：bBC 光电效应中遏止电压与最

9、大初动能之间的关系为eU= E,根据光电效应方程可知E=hv -W,若vavb,则Eka&b, Uu,选项A错误，选项 B正确；若 UvU,则 已 v 0, a光的波长小于b光的波长，故 A项错误；发生光电效应的条件：vv%增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转，故 B项错误；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项错误；增加a光的强度可使通过电流计 G的电流增大，故 D项正确。厂施律思结1 .对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指

10、可见光，也包括不可见光。(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。(4)光电子不是光子，而是电子。2 .两条分析线索 怎近瓯九依d断零高H尤F能鼠好 感器上,(2):、朦窑霆生Y电和光电流大:3 .定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E= h v W。(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek=eUCo(3)逸出功与极限频率的关系：W= h v 0。4 .区分光电效应中的三组概念(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。光子是因，光电子是果。(2)光电子的动能与光电子的最大初动能。(3)光电

11、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。考点 2光电效应的图象问题讲典例示法图象名称图线形状读取信息最大初动能R与入射光频率V的关系图线遏止电压UC与入射光频率V的关系图线颜色相同、强度 不同的光，光电 流与电压的关系 颜色不同时，光 电流与电压的关 系截止频率（极限频率广 横轴截距逸出功：纵轴截距的绝对值W=| E|=E普朗克常量：图线的斜率k=h截止频率 Vc：横轴截距遏止电压 U：随入射光频率的增大而增大普朗克常量h：等于图线的斜率与电 子电

12、荷量的乘积，即 h= ke遏止电压 U：横轴截距饱和光电流Im：电流的最大值最大初动能：Ekm= eUC遏止电压UCi、UC2饱和光电流最大初动能&=eUCi, &=eUC2典例示法（多选）（2019 海南高考）对于钠和钙两种金属，其遏止电压UC与入射光频率v的关系如图所示。用 h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则 （）OvA.钠的逸出功小于钙的逸出功 hB.图中直线的斜率为一eC.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高AB 根据UCe = 4!= hv W逸出功，即UC = v 四它 则由图象可知钠的逸出功小于

13、 2e e h钙的逸出功，选项 A正确；图中直线的斜率为 ,选项B正确；在得到这两条直线时，与入 e，一一、，一 ，一，一 124 一，射光的强度无关，选项 C错误；根据am= hv Wk出功，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较低，选项D错误。跟进训练考向1光电效应的R- v图象1 .用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S,用频率为v的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E与入射光频率v的关系图象，图线与横轴的交点坐标为 （a, 0）,与纵轴的交点坐标为（0, b）。下列说法 正确的是（ ）A.普朗克常量为h =

14、b8 .断开开关S后，电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大h=,故A错误；断开开关 S aD.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变B 由R=hv W,可知图线的斜率为普朗克常量，即后，仍有光电子产生，所以电流表G的示数不为零，故 B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光电子数也减少，电流表 G的示数要减小，故 D错误。考向2光电效应的I -U图象2.（多选）用甲、乙两种单色光照射同一金属做光电效

15、应实验，发现光电流与电压的关系如图所示。已知普朗克常量为 h,被照射金属的逸出功为 W,遏止电压为U,电子的电荷量 为e。下列说法正确的是（）A.甲光的强度大于乙光的强度B.甲光的频率大于乙光的频率C.甲光照射时产生的光电子初动能均为eUiD.乙光的频率为W+ eUhAD 根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强1 1度较大，选项 A正确；由光电效应万程 mv=hv W, -mv= UCe,结合题图可知，甲、乙的 遏止电压相同，故甲、乙的频率相同，选项 B错误；甲光照射时产生的光电子的最大初动能, 一，112_UCe+W ,.为eU,选项C错误； 根据xmv=hv

16、W= Ue,可得v=-，选项D正确。2 h考向3光电效应的UC v图象3 .如图为密立根研究某金属的遏止电压UC和入射光频率 v的关系图象，则下列说法正确的是（）4.0 43 5.0 53 6.0 6J 7.0A.图象的斜率为普朗克常量B.该金属的截止频率约为5.5 X 10 14 HzC.由图象可得该金属的逸出功为0.5 eVD.由图象可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系D 根据光电效应方程得，Rm= hv W,又 Rm= eU,解得 日=号一W,可知图线的e eh斜率k = h,故A项错误；当遏止电压为零时，入射光的频率等于金属的截止频率，大约为 eh 0.54.2X10

17、Hz ,故B项错误；图线的斜率 k=e,则逸出功 W =卜丫。= ke v 0 =彳晨彳记 x 4.2 x 1014 eV= 1.6 eV,故C项错误；根据光电效应方程得， E（m= hv W,即eU=hv W,光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，故D项正确。考点 3光的波粒二象性物质波依题组训练1 . （2019 朔州模拟）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C 光既有波动性又有粒子性，故A项错误；光子不带电，没有静止质量，

18、而电子带负电，有质量，故 B项错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著， 故C项正确；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，故D项错误。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. 3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。3 射线在云室中高速运动时，径迹又细又直，表现出粒子性，不能体现波动性，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.用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在， 如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片，这些照片说明()A.光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C.少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D.少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性D 光具有波粒二象性， 这些照片说明少量光子的运动显示粒子性