高考物理一轮复习 第14章 近代物理初步 第1节 光电效应 波粒二象性教案(含解析)
2022-2023年高考物理一轮复习 光电效应波粒二象性课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
2．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效 应，可得到光电子最大初动能 Ek 随入射光频率 ν 变化的 Ek-ν 图像。已知钨的逸出功是 3.28 eV，锌的逸出功是 3.24 eV， 若将二者的图线画在同一个 Ek-ν 坐标图中，用实线表示钨， 虚线表示锌，则能正确反映这一过程的是下图中的( )
光电效应 波粒二象 性
考点一 光电效应规律和光电效应方程 本考点主要考查光电效应现象、规律及爱因斯坦的光电 效应方程的有关应用，试题难度一般，可以选择题形式命题。 在二轮复习中，注意打牢基础知识，细化审题，就可轻松得 分。建议考生自学为主。
(一)理清知识体系
(二)深化规律内涵 1．能否发生光电效应，由入射光的频率大小决定，与入 射光的强度和照射时间无关；发生光电效应时，光子的能量与 入射光的强度无关，如诊断卷第 2 题选项 A。 2．光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但二 者成一次函数，不是正比关系，如诊断卷第 4 题选项 D。 3．在光电流没有达到饱和光电流时，光电管两端正向电压 越大，光电流越大，当达到饱和光电流后，再增大电压，光电 流也不会增大了，如诊断卷第 3 题选项 A。 4．光电子的最大初动能与反向遏止电压的关系：Ekm＝eUc(如 诊断卷第 6 题)，因此光电效应方程可以写为：eUc＝hν－W0。
B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压 只由入射光的频率决定
C．只要增大电压，光电流就会一直增大 D．遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能
越大
解析：由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光 越强，饱和电流越大，故 A 正确；根据光电效应方程知，Ekm ＝hν－W0＝eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏 止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频 率有关，故 B 正确；增大电压，当电压增大到一定值时，电 流达到饱和电流，将不再增大，故 C 错误；根据 Ekm＝eUc， 遏止电压越大，说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能 越大，故 D 正确。 答案：ABD
第1讲 光电效应 波粒二象性-2025版物理大一轮复习
光电效应波粒二象性目标要求 1.了解黑体辐射的实验规律。
2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、最大初动能、截止频率等物理量。
3.会分析光电效应的图像问题。
4.理解物质波的概念，理解光的波粒二象性。
考点一黑体辐射能量子1.热辐射(1)定义：一切物体都在以□1电磁波的形式向外辐射能量，而且辐射强度随波长的分布与物体的□2温度有关，这种辐射称为热辐射。
(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体□3温度的不同而有所不同。
2.黑体与黑体辐射(1)黑体：如果某种物体能够全部吸收外来的□4电磁波而不发生反射，这种物体就称为□5绝对黑体，简称黑体。
(2)黑体辐射：加热腔体，黑体向外辐射电磁波。
(3)黑体辐射的实验规律黑体辐射能量按波长分布的情况只与黑体的□6温度有关，如图所示。
①随着温度的升高，各种波长的辐射能谱密度都□7增加；②随着温度的升高，辐射能谱密度的极大值向波长□8较短的方向移动。
3.能量子(1)定义：普朗克认为，带电谐振子的能量E只能是某一最小能量值ε的□9整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
(2)能量子大小：ε＝□10hν，其中ν是谐振动的频率，h称为普朗克常量。
h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。
【判断正误】1.黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波。
(×)2.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动。
(√)3.玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说。
(×)1.黑体辐射的实验规律(1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。
(2)随着温度的升高各种波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
2.能量子的理解(1)物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍。
高考物理一轮复习第十四章近代物理初步第讲光电效应波粒二象性学案新人教版
第十四章近代物理初步课标解读课程标准命题热点1．了解人类探索原子结构的历史。
知道原子核式结构模型。
通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
2．了解原子核的组成和核力的性质。
知道四种基本相互作用。
能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。
3．了解放射性和原子核衰变。
知道半衰期及其统计意义。
了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。
4．认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。
关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
5．了解人类对物质结构的探索历程。
6．通过实验，了解光电效应现象。
能根据实验结论说明光的波粒二象性。
知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。
7．知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化现象。
体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
(1)光电效应的规律及爱因斯坦光电效应方程的应用。
(2)氢原子的能级结构、能级跃迁公式的理解及应用。
(3)原子核的衰变规律、半衰期公式的理解及应用。
(4)核反应方程及核能的计算。
(5)光子说、原子结构模型、元素的放射性、质子及中子和正电子的发现等有关物理学史。
第1讲光电效应波粒二象性知识梳理·双基自测ZHI SHI SHU LI SHUANG JI ZI CE知识点1 光电效应1．光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子。
2．光电效应的产生条件：入射光的频率大于金属的极限频率。
3．光电效应的四个规律：(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于截止频率或极限频率才能产生光电效应。
低于截止频率时不能发生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。
注意：入射光频率一定时，光照强度决定着每秒钟光源发射的光子数，而光的频率决定着每个光子的能量。
2024届高考物理一轮总复习第十三章近代物理初步第1节光电效应波粒二象性课件
初动能增大.由 eUc＝Ek 可知，若增大入射光频率ν，则所需的遏止 电压 Uc 将增大，B 正确.光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率ν的 关系图像与横轴的截距等于金属的逸出功 W0 与普朗克常量 h 的比 值，由图像可知甲的逸出功较小，因此某一频率的光可以使乙金
属发生光电效应，则一定能使甲金属发生光电效应，C 正确.根据 光电效应规律，若不改变入射光频率ν，而增加入射光的强度，则
光的频率小于金属的截止频率(入射光的波长大于金属的极限波 长)，与光照强度无关，C 错误，D 正确.
答案：D
4.(多选)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.康普顿效应表明光具有粒子性 答案：CD
2.原子核式结构
5.知道实物粒子具有波动性.知道电子云.初步了解不确定
性关系
(续表)
课标要求
热点考向
6.通过典型事例了解人类直接经验的局限性.体会人类对世
界的探究是不断深入的
7.了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验 8.通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构 9.知道原子核的组成.知道放射性和原子核的衰变.会用半 衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义
针张角越大，C 正确，D 错误. 答案：BC 思路导引 发生光电效应，从锌板上溢出的是吸收了光子的
电子——光电子，锌板失去电子带正电，而验电器与锌板相连， 二者带同种电荷，并非溢出的光电子飞到验电器上.
考向 2 光电效应的规律 【典题 2】用图 13-1-6 示装置研究光电效 应现象，当滑动头 P 从 N 移到 M 的过程中，光 电流始终为零.为了产生光电流，可采取的措施 是( ) A.增大入射光的强度 B.增大入射光的频率 C.把 P 向 M 移动 D.将电源正负极反接
高考物理一轮复习课件光电效应波粒二象性
分析问题方法
掌握受力分析、过程分析、状态分析等物理问 题分析方法，提高解题效率。
解题技巧训练
通过大量练习和模拟考试，熟练掌握选择题、 计算题等不同题型的解题技巧。
思维拓展训练
加强物理思维训练，培养创新思维和解决问题的能力。
制定个性化复习计划，保持良好心态备战高考
01
制定复习计划
根据个人实际情况，制定切实可 行的复习计划，合理安排时间和 进度。
02
调整学习状态
03
多渠道获取信息
保持良好的作息习惯和心态，积 极面对复习过程中的困难和挑战 。
利用课堂、网络、辅导资料等多 种渠道获取复习资源和信息，拓 宽知识面。
CHAPTER 06
总结回顾与展望未来发展趋 势
关键知识点总结回顾
光电效应
光电效应是指光照射在物质上，引起电子从束缚状态进 入自由状态，从而产生电流的物理现象。课件中详细介 绍了光电效应的实验现象、理论解释以及爱因斯坦的光 电效应方程。
实验原理
阐述密立根油滴实验的原理和目 的，即通过测量油滴在电场中的 运动情况来测定电子的电荷量。
实验步骤
详细介绍实验的操作步骤，包括 准备实验器材、搭建实验装置、 进行测量和记录数据等。
数据分析与结论
对实验数据进行处理和分析，计 算电子的电荷量，并给出实验结 论。同时，讨论实验结果的不确 定度和可能存在的误差来源。
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互补原理及其对物理世界认识影响
互补原理内容
玻尔提出的互补原理指出，在描述微观粒子时，粒子性和波动性是两个互补的概 念，它们不能同时被精确描述。
对物理世界认识影响
互补原理深化了人们对物理世界的认识，揭示了微观世界的复杂性和不确定性。 它告诉我们，在描述微观粒子时，需要综合考虑其粒子性和波动性两个方面的特 性。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材粤教版)：光电效应 波粒二象性
考情分析光电效应2022·河北卷·T42021·海南卷·T32021·江苏卷·T82019·天津卷·T52018·全国卷Ⅱ·T17能级跃迁、光子的动量2022·广东卷·T52022·浙江6月选考·T72022·北京卷·T12022·重庆卷·T62020·江苏卷·T12(2)2019·全国卷Ⅰ·T14原子核式结构实验、物质波2022·浙江1月选考·T162020·天津卷·T12020·江苏卷·T12(2)原子核的衰变、半衰期2022·全国甲卷·T172022·山东卷·T12022·浙江6月选考·T142021·全国甲卷·T172021·全国乙卷·T172021·山东卷·T12021·广东卷·T12021·湖南卷·T12021·河北卷·T12021·福建卷·T92021·重庆卷·T22020·全国卷Ⅲ·T19核反应、核能2022·浙江1月选考·T142022·湖北卷·T12022·辽宁卷·T22021·浙江6月选考·T142021·北京卷·T12021·海南卷·T52021·江苏卷·T12020·全国卷Ⅰ·T192020·全国卷Ⅱ·T182020·浙江7月选考·T142019·全国卷Ⅱ·T15试题情境生活实践类医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等学习探究类光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等第1讲光电效应波粒二象性目标要求 1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律，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.2.了解实物粒子的波动性，知道物质波的概念．考点一光电效应能量子假说1．能量子假说(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子．(2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．一般取h＝6.63×10－34 J·s.2．光电效应及其规律(1)光电效应现象照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为光电子．(2)光电效应的产生条件入射光的频率大于或等于金属的截止频率．(3)光电效应规律①每种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应．②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比．3．爱因斯坦光电效应方程(1)光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝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电子的最大初动能．(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝h cλc.(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．1．光子和光电子都不是实物粒子．(×)2．只要入射光的强度足够大，就可以使金属发生光电效应．( × )3．要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于或等于该金属的逸出功．( √ )4．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．( × )光电效应的分析思路例1 (2022·全国乙卷·17)一点光源以113 W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7 m 的光，在离点光源距离为R 处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个．普朗克常量为h ＝6.63×10－34 J·s.R 约为( ) A ．1×102 mB ．3×102 mC ．6×102 mD ．9×102 m答案 B解析 一个光子的能量为E ＝hν，ν为光的频率，光的波长与频率的关系为c ＝λν，光源每秒发出的光子的个数为n ＝P hν＝Pλhc， P 为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R 处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个，那么此处的球面的表面积为S ＝4πR 2，则n S＝3×1014， 联立以上各式解得R ≈3×102 m ，故选B.例2 光电效应实验中，下列表述正确的是( )A ．光照时间越长，光电子最大初动能越大B ．入射光足够强就可以有光电流导出C ．遏止电压与入射光的强度有关D ．入射光频率小于截止频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应答案 D解析光电子的最大初动能与光照时间无关，与入射光的频率有关，故A错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于或等于截止频率，入射光强，不一定能发生光电效应，故B错误；根据光电效应方程E k＝eU c＝hν－W0知遏止电压与入射光的频率有关，与强度无关，故C错误；当入射光频率小于截止频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应，故D正确．例3(2023·广东深圳市模拟)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA，移动变阻器的滑片C，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0，则()A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．开关S断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为1.8 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射，有电流流过电流表G，但电流较小答案 A解析由题图可知，光电管两端所加的电压为反向电压，由电压表的示数大于或等于0.7 V 时，电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程hν＝E k＋W0，可得W0＝1.8 eV，A正确，C错误；开关S断开后，用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表G，B错误；改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无电流流过电流表G，D错误．考点二光电效应中常见的四类图像图像名称图线形状获取信息最大初动能E k 与入射光频率ν的关系①截止频率νc：图线与ν轴交点的横坐标②逸出功W0：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E③普朗克常量h：图线的斜率k＝h遏止电压U c 与入射光频率ν的关系①截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标②遏止电压U c：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)颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压U c：图线与横轴的交点的横坐标②饱和电流：电流的最大值③最大初动能：E k＝eU c颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压U c1、U c2②饱和电流③最大初动能E k1＝eU c1，E k2＝eU c2例4(2023·广东广州市铁一中学月考)在研究光电效应规律的试验中，用三束光分别照射同一光电管得到三条光电流和电压的关系图线如图所示，则下列说法正确的是()A．光电子的最大初动能E k甲＝E k丙<E k乙B．光电子的最大初动能E k甲＝E k丙>E k乙C．三种光的频率关系是ν甲>ν乙>ν丙D．三种光的频率关系是ν甲＝ν乙>ν丙答案 A解析因为E k＝hν－W0＝eU c，由题图可知，甲、丙光对应的遏止电压相等且小于乙光对应的遏止电压，故光电子的最大初动能E k甲＝E k丙<E k乙，A正确，B错误；因为是同一光电管，且有hν＝eU c＋W0，由题图可知，甲、丙光对应的遏止电压相等且小于乙光对应的遏止电压，故ν甲＝ν丙>ν乙，C、D错误．例5(多选)(2023·广东珠海市第二中学模拟)在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示，则()A．两条图线与横轴的夹角α和β可能不相等B ．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压U c 随之增大C ．若某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定也能使甲金属发生光电效应D ．若增大入射光的强度，不改变入射光频率ν，则光电子的最大初动能将增大答案 BC解析 根据爱因斯坦光电效应方程hν＝E k ＋W 0，可知光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图像的斜率为普朗克常量h ，所以两条图线的斜率一定相等，α和β一定相等，A 错误；由E k ＝hν－W 0，可知，若增大入射光的频率ν，则产生的光电子的最大初动能增大．由eU c ＝E k ，可知所需的遏止电压U c 将增大，B 正确；光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图像与横轴的截距等于金属的逸出功W 0，由题图可知甲金属的逸出功较小，因此某一频率的光可以使乙金属发生光电效应，则一定能使甲金属发生光电效应，C 正确；根据光电效应方程，若不改变入射光频率ν，而增大入射光的强度，则光电子的最大初动能不变，D 错误．考点三 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，都有一种波与它对应，其波长λ＝h p，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．1．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．( √ )2．法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性．( √ ) 例6 (多选)(2022·浙江1月选考·16)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23 kg·m/s ，然后让它们通过双缝打到屏上．已知电子质量取9.1×10－31 kg ，普朗克常量取6.6×10－34 J·s ，下列说法正确的是( )A ．发射电子的动能约为8.0×10－15 JB ．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11 mC ．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D ．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样答案 BD解析 根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为E k ＝p 22m ＝(1.2×10－23)22×9.1×10－31 J ≈8.0×10－17 J ，故A 错误；发射电子的物质波波长约为λ＝h p ＝6.6×10－341.2×10－23m ＝5.5×10－11 m ，故B 正确；物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C 错误，D 正确． 例7 (2023·上海市师大附中高三月考)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则( )A ．图像(a)表明光具有波动性B ．图像(c)表明光具有粒子性C ．用紫外线观察不到类似的图像D ．实验表明光是一种概率波答案 D解析 题图(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；题图(c)呈现干涉条纹，表明光具有波动性，A 、B 错误；紫外线也具有波粒二象性，也可以观察到类似的图像，C 错误；实验表明光是一种概率波，D 正确．课时精练1．关于光电效应，下列说法正确的是( )A ．截止频率越大的金属材料逸出功越大B ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应C ．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D ．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多答案 A解析 逸出功W 0＝hνc ，W 0∝νc ，A 正确；只有照射光的频率大于或等于金属截止频率，才能发生光电效应，与光照的时间无关，B 错误；由光电效应方程E k ＝hν－W 0知，入射光频率ν不确定时，无法确定E k 与W 0的关系，C 错误；发生光电效应的前提下，入射光的光强一定时，频率越高，光子数越少，单位时间内逸出的光电子数越少，D 错误．2．(多选)波粒二象性是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，它们的德布罗意波的波长也相等答案 AB3．(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后( )A ．频率减小B ．波长减小C ．动量减小D ．速度减小答案 B解析 根据ε＝hν可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据λ＝c ν，可知光子波长减小，故A 错误，B 正确；根据p ＝h λ，可知光子的动量增加，又因为光子质量不变，根据p ＝m v 可知光子速度增加，故C 、D 错误．4.(2023·广东广州市模拟)如图，电路中所有元件完好．当光照射光电管时，灵敏电流计指针没有偏转，其原因是( )A．电源的电压太大B．光照的时间太短C．入射光的强度太强D．入射光的频率太低答案 D解析由题图知，电源提供的电压为正向电压，只要能发生光电效应电路中就有电流，A错误；光电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，B错误；灵敏电流计指针未发生偏转，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率，与光照强度无关，C错误，D正确．5．(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U a和U b，光电子的最大初动能分别为E k a和E k b，h为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa＞νb，则一定有U a＜U bB．若νa＞νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa＞νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b答案BC解析由爱因斯坦光电效应方程得E k＝hν－W0，由动能定理得E k＝eU，用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同．当νa＞νb时，一定有E k a＞E k b，U a＞U b，故选项A错误，B 正确；若U a＜U b，则一定有E k a＜E k b，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝hνa－E k a ＝hνb－E k b，故选项D错误．6.(2023·广东珠海市第一中学适应性考试)用图示装置研究光电效应现象，当滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零．为了产生光电流，可采取的措施是()A．增大入射光的强度B．增大入射光的频率C．把P向N移动D．将电源正负极反接答案 B解析由题图可知，当滑动头P从N移到M的过程中，光电流始终为零，说明没有发生光电效应现象．能否发生光电效应与入射光的强度无关，所以增大入射光的强度，仍不能产生光电流，故A错误；增大入射光的频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，就会发生光电效应现象，金属中有光电子逸出，电路中能产生光电流，故B正确；把P向N移动或将电源正负极反接均不能使金属发生光电效应现象，电路中均不能产生光电流，故C、D错误．7.(2023·广东汕头市模拟)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K 时，电流计G的指针不发生偏转，那么()A．a光的波长一定大于b光的波长B．用不同的光照射光电管，光电管金属板的逸出功不同C．若入射光频率大于a光频率，则一定能发生光电效应D．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转答案 C解析用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，可知a光照射发生光电效应，用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，可知b光照射不发生光电效应，结合光电效应发生的条件可知，a光的频率大于b光的频率，则a光的波长小于b光的波长，A错误；金属板的逸出功是由金属板本身决定的，用不同的光照射光电管，光电管金属板的逸出功不变，B错误；a光照射发生光电效应，根据光电效应发生的条件，若入射光频率大于a光频率，则一定能发生光电效应，C正确；b光照射不发生光电效应，结合光电效应发生的条件可知，增加b光的强度仍然不能发生光电效应，则不能使电流计G的指针发生偏转，D错误．8．(多选)如图所示，甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图像(电子电荷量为e )，以下说法正确的是( )A ．由图甲可求得普朗克常量h ＝be aB ．由图乙可知虚线对应金属的逸出功比实线对应金属的逸出功小C ．由图丙可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大D ．由图丁可知电压越高，则光电流越大答案 BC解析 根据光电效应方程，结合动能定理可知eU c ＝E k ＝hν－W 0＝hν－hνc ，变式可得U c ＝h eν－h e νc ，斜率k ＝b 2a ＝h e ，解得普朗克常量为h ＝be 2a，故A 错误；根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，题图乙中纵轴截距的绝对值表示逸出功，则实线对应金属的逸出功比虚线对应金属的逸出功大，故B 正确；入射光频率一定，饱和电流由入射光的强度决定，即光的颜色不变的情况下，入射光越强，光子数越多，饱和电流越大，故C 正确；分析题图丁可知，当达到饱和电流以后，增加光电管两端的电压，光电流不变，故D 错误．9．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，实验中测得铷的遏止电压U c 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为5.15×1014 Hz.已知普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s.则下列说法中正确的是( )A ．欲测遏止电压，应选择电源左端为正极B ．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大C ．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大D ．如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz ，则产生的光电子的最大初动能约为1.2× 10－19 J答案 D解析 遏止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则电源的右端为正极，故A 错误；当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，加速电场增强，电流增加到一定值后不再增加，故B 错误；由E k ＝hν－W 0可知，最大初动能与光的强度无关，故C 错误；E k ＝hν－W 0＝hν－hνc ，νc ＝5.15×1014 Hz ，代入数值求得E k ≈1.2×10－19 J ，故D 正确．10.如图所示，分别用波长为λ、2λ的光照射光电管的阴极K ，对应的遏止电压之比为3∶1，则光电管的截止频率对应的光的波长是( )A ．2λB ．3λC ．4λD ．6λ答案 C解析 根据eU c ＝12m v m 2＝hc λ－hc λ0得eU c1＝hc λ－hc λ0，eU c2＝hc 2λ－hc λ0，其中U c1U c2＝31，联立解得λ0＝4λ，故选C.11．(2023·广东湛江市质检)如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为a 、b 、c 三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线．下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 三种光的频率各不相同B ．b 、c 两种光的强度可能相同C．若b光为绿光，a光可能是紫光D．图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的读数可能增大答案 D解析由光电效应方程及遏止电压的关系可得eU c＝E k＝hν－W0，b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误；饱合光电流与光的强度成正比，对比乙图可知，b光较强，B错误；由A的分析可知，a光频率较低，若b光为绿光，a光不可能是紫光，C错误；图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，增大光电管两端电压，且为正向电压，电流表的读数可能增大，但不会超过饱和光电流，D正确．12.(多选)(2023·浙江省高三检测)如图所示为研究光电效应的实验装置，此时滑片P位于中点O的正上方，用光束照射光电管的极板K，电流表的指针发生偏转．移动滑片P，当电流表示数恰好为0时，电压表指针指向某一刻度，下列说法正确的是()A．滑片P应向右滑动B．电流表示数恰好为0时，电压表示数为遏止电压的大小C．电压表指针指向某一刻度后，再移动滑片P，指针将不再偏转D．用某种频率的光照射，电流表示数恰好为0时，读取电压表示数；换用另一种频率的光，同样操作后也读取电压表示数，若两种光频率和电子电荷量已知，就可以测定普朗克常量答案BD解析分析可知光电管应加上反向电压，故滑片P向左滑动，A错误；电流表示数恰好为0时，电压表的示数为遏止电压的大小，B正确；电压表测量滑动变阻器部分两端电压，指针一直偏转，C错误；由eU c＝hν－W0可知，两组数据可以测定普朗克常量，D正确．。
2019年高考物理一轮复习精品资料专题13.3 光电效应 波粒二象性(教学案) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料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、极限频率、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．一、光电效应1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2．光电子光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。
低于这个频率的光不能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。
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。
4．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：E k＝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h ν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。
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对应，其波长λ＝h p，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。
高考物理一轮复习 14.2 光电效应 波粒二象性 教学案
图1【重点知识梳理】 一、黑体辐射与能量子 [基础导引]判断下列说法的正误：(1)一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 ( ) (2)黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 ( ) (3)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 ( ) (4)普朗克最先提出了能量子的概念 ( ) [知识梳理] 1．黑体与黑体辐射(1)黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体． (2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与 材料的种类及表面状况有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，如图1所示．a ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．b ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动． 2．能量子(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h 称为普朗克常量．h ＝6.626×10－34J·s(一般取h ＝6.63×10－34J·s)．特别提醒 在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的． 二、光电效应 [基础导引]已知能使某金属产生光电效应的极限频率为νc ，则 ( )A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍[知识梳理]1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做____________．2．光电效应规律(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝________，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34 J·s.(2)光电效应方程：____________其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功．4．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U c.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的________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．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的__________，叫做该金属的逸出功．三、光的波粒二象性、物质波[基础导引]判断下列说法的正误：(1)光电效应反映了光的粒子性()(2)大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性()(3)光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性()(4)只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体运动是没有波和它对应的()][知识梳理(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，其波长λ＝________，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.【考点突破】考点一对光电效应规律的理解考点解读1．爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.hν：光子的能量．W0：逸出功．E k：光电子的最大初动能．2．对光电效应规律的解释图2特别提醒 光电效应方程研究的对象是从金属表面逸出的光电子，其列式依据为能量守恒定律．3．由E k —ν图象可以得到的物理量(如图2所示) (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc . (2)逸出功：图线与E k 轴交点的纵坐标的值W 0＝E . (3)普朗克常量：图线的斜率k ＝h . 典例剖析例1 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )1．粒子的波动性：实物粒子也具有波动性，满足如下关系：ν＝εh 和λ＝hp ，这种波称为德布罗意波，也叫物质波．2．光的波粒二象性图5光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为： (1)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． (2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性． 典例剖析例2 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是 ( ) A ．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B ．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C ．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D ．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 考点三 光电效应方程的应用 典例剖析例3 如图5所示，当开关S 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照 射阴极P ，发现电流表读数不为零．合上开关，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．(1)求此时光电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功． 思维导图例4研究光电效应的电路如图6所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发 射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与 A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是________． 建模感悟1．常见电路(如图所示)2．两条线索(1)通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．(2)通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大． 3．概念辨析⎩⎨⎧照射光⎩⎪⎨⎪⎧ 强度——决定着每秒钟光源发射的光子数频率——决定着每个光子的能量E ＝hν光电子⎩⎪⎨⎪⎧ 每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子逸出后的最大初动能课堂探究例1 C 跟踪训练1 D 例2 D 跟踪训练2 C例3 (1)0.6 eV (2)1.9 eV 跟踪训练3 B 例4 C 跟踪训练4 C【高频考点突破】考点1：光的电磁说【例1】光的电磁说认为()A．光波和机械波相同，在真空中传播时速度最大B．光波也能产生干涉、衍射等现象C．光是一种电磁波D．在真空中光速和电磁波传播速度相同【解析】光波是电磁波，不同于机械波，光波在真空中传播速度最大，而机械波不能在真空中传播；但是光波和机械波都能产生干涉、衍射等波特有的现象．答案：BCD点评：了解光的电磁说，知道光波和机械波的异同，就能作出正确的判断．考点2：光电效应【例2】关于光电效应，下列几种叙述正确的是()A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流的强度与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应【解析】金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，光电流的强度与入射光强度成正比，选项A、B错误．不可见光包括能量大的紫外线、X射线、γ射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项C错误．答案：D点评：光电效应是金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子；对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子的能量越大，从金属中逸出的光电子的初动能就越大；如果入射光子的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因．考点3：波粒二象性【例3】如图下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有()【解析】A为康普顿散射，B为光电效应，康普顿散射和光电效应都深入揭示了光的粒子性；C为α粒子散射，不是光子，揭示了原子的核式结构模型；D为光谱分析，揭示了氢原子能级的不连续．选AB.答案：AB点评：本题是一个识记的内容，熟悉光的波动性和粒子性以及原子物理的有关知识即可得出答案【题型解读】题型一：光电效应规律【例4】对爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W，下面的理解正确的有()A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E kB．式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C．逸出功W和极限频率ν0之间应满足关系式W=hν0D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比【解析】爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W中的W表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值．若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W=hν0.由E k=hν-W可知E k和ν之间是一次函数关系，但不是成正比．答案：C题型二：光电效应的综合应用【例5】(2010•江苏卷) (1)研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象的，正确的是()(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子，光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是_______________________．(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV, 金属钠的截止频率为5.53×1014Hz, 普朗克常量h=6.63×10-34J•s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．【解析】(1)对于一定频率的光，无论光的强弱如何变化，遏止电压都是一样的，只有光的频率改变，遏止电压才会改变；但发生了光电效应后，入射光越强，饱和光电流越强．C正确．(2)光电子从金属表面逸出的过程中，受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)，动能要减少，速度要减小，所以动量也要减小．(3)氢原子放出的光子能量E=E3-E2，代入数据得：E =1.89eV，金属钠的逸出功W0=hν0，代入数据得W0=2.3eV，因为E＜W0，所以不能发生光电效应．答案：(1)C(2)减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)(3)见解析题型三：波粒二象性【例6】在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些无规则的亮点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹．下列与这个实验结果相关的分析中，正确的是()表现的波动性为一种概率波，故选项B、C、D正确．答案：BCD点评：粒子和波动对宏观物体是两个对立的事物，但是对于微观粒子，波动性和粒子性是统一的．【高考真题解析】【2012高考】（2012•重庆）以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x＋37Li―→2y，y＋714N―→x ＋817O，y＋49Be―→z＋612C.x、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子【答案】C【解析】将上述三个方程相加，整理后得37Li＋714N＋49Be―→ 817O＋612C＋z，根据电荷数守恒和质量数守恒，z 的质量数为1，电荷数为0，为中子，C 正确．【考点定位】原子物理（2011·上海）1．在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的 （ ）（A ）频率 （B ）强度 （C ）照射时间 （D ）光子数目【答案】A【解析】根据爱因斯坦的光电效应方程：212h W mv ν-=，光电子的最大初动能只与入射光的频率在关，与其它无关，选项A 正确。
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第1节光电效应波粒二象性一、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，只随入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U c。
(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。
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。
4．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：E k ＝hν－W 0。
(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W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。
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，都有一种波与它对应，其波长λ＝h p，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)光子说中的光子，指的是光电子。
(×)(2)只要光足够强，照射时间足够长，就一定能发生光电效应。
(×)(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大。
(√)(4)原子中绝大部分是空的，原子核很小。
(√)(5)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的。
(√)(6)在玻尔模型中，原子的状态是不连续的。
(√)2.(人教版选修3－5P30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3－5P36T2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[答案]AD光电效应规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B．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，故C错误，D 正确。
]2．(2018·全国卷Ⅱ)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 1.28×10－19 J。
已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为 3.00×108m·s－1。
能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A．1×1014 Hz B．8×1014 HzC．2×1015 Hz D．8×1015 HzB[根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0＝h cλ－hν0，代入数据解得ν0≈8×1014 Hz，B正确。
]3．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)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U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b。
h为普朗克常量。
下列说法正确的是( )A．若νa>νb，则一定有U a＜U bB．若νa>νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k bBC[光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eU＝E k，根据光电效应方程可知E k＝hν－W0，若νa＞νb，则E k a＞E k b，U a＞U b，选项A错误，选项B正确；若U a＜U b，则E k a＜E k b，选项C 正确；由光电效应方程可得W0＝hν－E k，则hνa－E k a＝hνb－E k b，选项D错误。
]4.(2019·阳江模拟)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。
而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( )A．a光的波长一定大于b光的波长B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大D[用一定频率的a单色光照射光电管时，电流计指针会发生偏转，知νa>ν0，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：ν>ν0，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。
]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(1)(2)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 k＝hν－W0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝e U c。
(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0。
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。
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E k与入射光频率ν的关系图线①截止频率(极限频率)：横轴截距②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h遏止电压U c与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc：横轴截距②遏止电压U c：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颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压U c：横轴截距②饱和光电流I m：电流的最大值③最大初动能：E km＝eU c颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压U c1、U c2②饱和光电流③最大初动能E k1＝eU c1，E k2＝eU c2[典例示法] (2019·桂林、百色和崇左市第三次联考)金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c与入射光频率ν的关系图象如图所示。
则由图象可知( )A．入射光频率越大，该金属的逸出功越大B．入射光的频率越大，则遏止电压越大(ν>ν0)C．由图可求出普朗克常量h＝Uν0D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B[当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W 0＝hν0，逸出功与入射光频率无关，是由金属材料决定的，故A 错误；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0和eU c ＝E km得：U c ＝hνe －W 0e，当入射光的频率大于等于极限频率时，入射光的频率越大，则遏止电压越大，故B 正确；由U c ＝hνe －W 0e，知图线的斜率等于h e，由题图可以得出斜率的大小，则普朗克常量为h ＝eU ν0，故C 错误；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0，得光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，不是成正比，故D 错误。
][跟进训练]光电效应的E k ν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ν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 k 与入射光频率ν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( )甲 乙A ．普朗克常量为h ＝a bB ．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D ．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E k ＝hν－W 0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h ＝b a，故A 错误；断开开关S 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。