高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第14章近代物理初步第1講光電效應(yīng)波粒二象性

序高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第十四章近代物理初步課程標(biāo)準(zhǔn)1．了解人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史。知道原子核式結(jié)構(gòu)模型。通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結(jié)構(gòu)。2．了解原子核的組成和核力的性質(zhì)。知道四種基本相互作用。能根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程。3．了解放射性和原子核衰變。知道半衰期及其統(tǒng)計意義。了解放射性同位素的應(yīng)用，知道射線的危害與防護(hù)。4．認(rèn)識原子核的結(jié)合能，了解核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)。關(guān)注核技術(shù)應(yīng)用對人類生活和社會發(fā)展的影響。5．了解人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索歷程。6．通過實驗，了解光電效應(yīng)現(xiàn)象。能根據(jù)實驗結(jié)論說明光的波粒二象性。知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。7．知道實物粒子具有波動性，了解微觀世界的量子化現(xiàn)象。體會量子論的建立對人們認(rèn)識物質(zhì)世界的影響。命題熱點(1)光電效應(yīng)的規(guī)律及愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用。(2)氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級躍遷公式的理解及應(yīng)用。(3)原子核的衰變規(guī)律、半衰期公式的理解及應(yīng)用。(4)核反應(yīng)方程及核能的計算。(5)光子說、原子結(jié)構(gòu)模型、元素的放射性、質(zhì)子及中子和正電子的發(fā)現(xiàn)等有關(guān)物理學(xué)史。第1講光電效應(yīng)波粒二象性1知識梳理·雙基自測2核心考點·重點突破32年高考·1年模擬1知識梳理·雙基自測1．光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下，金屬中的_______從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫_________。知識點1光電效應(yīng)電子光電子2．光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件：入射光的頻率_______金屬的___________。大于極限頻率3．光電效應(yīng)的四個規(guī)律：(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須_______截止頻率或極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于截止頻率時不能發(fā)生光電效應(yīng)。(2)光電子的最大初動能與入射光的_______無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而_______。(3)光電效應(yīng)的發(fā)生_____________的，一般不超過10－9s。(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成_______。注意：入射光頻率一定時，光照強(qiáng)度決定著每秒鐘光源發(fā)射的光子數(shù)，而光的頻率決定著每個光子的能量。大于強(qiáng)度增大幾乎是瞬時正比4．用光電管研究光電效應(yīng)：(1)光電效應(yīng)電路圖。(2)光電流與飽和光電流。①入射光強(qiáng)度：_____________入射到金屬表面單位面積上的能量。頻率一定時，_______越大，光子數(shù)越多。②光電流：光電子在電路中形成的電流。光電流有最大值，未達(dá)到最大值以前，其大小和_______、_______都有關(guān)，達(dá)到最大值以后，光電流和_______成正比。③飽和光電流：在_________________的光照射下的最大光電流，飽和光電流不隨電路中_______的增大而增大。單位時間內(nèi)光強(qiáng)光強(qiáng)電壓光強(qiáng)一定頻率與強(qiáng)度電壓1．光子說在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個光的能量子，簡稱光子，光子的能量ε＝_____。(其中h＝6.63×10－34J·s。稱為普朗克常量)2．逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功的_________。知識點2愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν

最小值3．最大初動能發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的_______吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值。4．遏止電壓與截止頻率(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc。(2)截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的_______頻率叫作該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對應(yīng)著不同的極限頻率。電子最小5．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：Ek＝hν－_____。(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的___________，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動能Ek＝_________。W0

逸出功W0

1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有_______性。(2)光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)說明光具有_______性。(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的___________性。知識點3光的波粒二象性物質(zhì)波波動粒子波粒二象2．物質(zhì)波(1)概率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率_____的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率_____的地方，因此光波又叫概率波。(2)物質(zhì)波任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝_____，p為運動物體的動量，h為普朗克常量。大小一、堵點疏通1．光和光電子都是實物粒子。

(

)2．光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動性。 (

)3．德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。

(

)4．只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)。

(

)5．法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實物粒子在一定條件下會表現(xiàn)為波動性。

(

)×

√

×

×

√

二、對點激活1．關(guān)于熱輻射，下列說法中正確的是 (

)A．一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)B．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的C．一定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個極大值D．溫度升高時，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長增大的方向移動[解析]

一般物體的熱輻射強(qiáng)度除與溫度有關(guān)之外。還與材料、表面狀況有關(guān)，A錯誤；黑體可以輻射可見光，不一定是黑的，B錯誤；由黑體輻射的實驗規(guī)律知，C正確，D錯誤。C

2．(2019·廣東珠海一模)如圖所示，用紫外線燈照射鋅板，發(fā)現(xiàn)驗電器的指針偏轉(zhuǎn)，以下說法正確的是 (

)A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶負(fù)電，指針帶正電C．鋅板帶正電，指針帶正電D．鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電[解析]

本題考查光電效應(yīng)。用紫外線燈照射鋅板，有電子逸出，所以鋅板帶正電，驗電器指針與鋅板連接，同樣帶正電。所以C正確，A、B、D錯誤。C

3．下列關(guān)于光的波粒二象性的理解，正確的是 (

)A．大量的光子中有些光子表現(xiàn)出波動性，有些光子表現(xiàn)出粒子性B．光在傳播時是波，而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子C．高頻光是粒子，低頻光是波D．波粒二象性是光的屬性，有時它的波動性顯著有時它的粒子性顯著[解析]

光的波粒二象性是光的屬性，不論其頻率的高低還是光在傳播或者是與物質(zhì)相互作用，光都具有波粒二象性，大量光子的行為易呈現(xiàn)出波動性，少量光子的行為易表現(xiàn)出粒子性，光的頻率越高，粒子性越強(qiáng)，光的頻率越低，波動性越強(qiáng)，故A、B、C錯誤，D項正確。D

2核心考點·重點突破1．四點提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子?？键c一光電效應(yīng)規(guī)律和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用2．兩條對應(yīng)關(guān)系(1)光照強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大。3．三個關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系W0＝hν0。 (2020·山東泰安一模)如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為λ0的光照到陰極K上時，電路中有光電流，則 (

)A．若增加電路中電源電壓，電路中光電流一定增大B．若將電源極性反接，電路中一定沒有光電流產(chǎn)生C．若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時，電路中一定沒有光電流D．若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照射陰極K時，電路中一定有光電流例1D

[解析]

光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)光越強(qiáng)時，光電子數(shù)目會增多，初始時電壓增加，光電流可能會增加，當(dāng)達(dá)到飽和光電流后，再增大電壓，則光電流也不會增大了，故A錯誤；將電路中電源的極性反接，電子受到電場阻力，到達(dá)A極的數(shù)目會減少，則電路中電流會減小，甚至沒有電流，故B錯誤；若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光的頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，故C錯誤；若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光的頻率一定大于極限頻率，電路中一定有光電流，故D正確。C

考點二光電效應(yīng)圖像 (多選)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光 (

)A．照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大B．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角大C．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，a光的相鄰條紋間距大D．通過同一玻璃三棱鏡時，a光的偏折程度大例2BC

〔變式訓(xùn)練2〕(2021·安徽師大附中月考)用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子的最大初動能EK隨入射光頻率ν變化的EK－ν圖像，已知鎢的逸出功是3.28eV，鋅的逸出功是3.34eV，若將二者的圖線畫在同一個EK－ν坐標(biāo)系中，如圖所示，用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是 (

)A

由以上數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel描點連線，可得直線方程，如圖所示。則這種金屬的截止頻率約為

(

)A．3.5×1014Hz

B．4.3×1014HzC．5.5×1014Hz

D．6.0×1014HzB

1．從數(shù)量上看：個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。2．從頻率上看：頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象?？键c三對波粒二象性的理解

(2021·山東省青島月考)(多選)1927年戴維孫和革末完成了電子衍射實驗，該實驗是榮獲諾貝爾獎的重大近代物理實驗之一。如圖所示的是該實驗裝置的簡化圖，下列說法正確的是 (

)A．亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B．該實驗說明物質(zhì)波理論是正確的C．該實驗再次說明光子具有波動性D．該實驗說明實物粒子具有波動性例3ABD

[解析]

電子屬于實物粒子，電子衍射實驗說明電子具有波動性，說明物質(zhì)波理論是正確的，與光的波動性無關(guān)，B、D正確，C錯誤；物質(zhì)波也是概率波，亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方，A正確。32年高考·1年模擬1．(2020·浙江7月選考)下列說法正確的是 (

)A．質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比B．天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是α射線C．光電效應(yīng)實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性D

2．(2019·北京卷，19)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流。表中給出了6次實驗的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動能/eV第一組1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是 (

)A．兩組實驗采用了不同頻率的入射光B．兩組實驗所用的金屬板材質(zhì)不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0