【金版教程】2015屆高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第二章 波粒二象性 新人教版選修3-5

第二章波粒二象性 考綱下載考情上線1. 光電效應(yīng)2. 愛因斯坦光電效應(yīng)方程1. 理解光電效應(yīng)現(xiàn)象，掌握光電效應(yīng)方程的應(yīng)用2. 高考中常以選擇題形式呈現(xiàn)，有時(shí)也出現(xiàn)填空題和簡單計(jì)算題，注意與現(xiàn)代科技相聯(lián)系的題目. 01主干回顧固基礎(chǔ) 知識點(diǎn)1光電效應(yīng) 1. 定義照射到金屬表面的光，能使金屬中的_從表面逸出的現(xiàn)象2. 光電子_中發(fā)射出來的電子電子光電效應(yīng) 3. 光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須_等于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)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109 s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成_.大于強(qiáng)度增大幾乎是瞬時(shí)正比 知識點(diǎn)2愛因斯坦光電效應(yīng)方程 1. 光子說在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光的能量子，簡稱光子，光子的能量_. 其中h6.631034 Js.(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_h最小值 3. 最大初動能發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的_吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動能的最大值4. 愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：Ekh_.逸出功W0 W0電子 5. 對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋對應(yīng)規(guī)律 對規(guī)律的產(chǎn)生的解釋存在極限頻率0電子從金屬表面逸出，首先必須克服金屬原子核的引力做功W0，要使入射光子的能量不小于W0，對應(yīng)的頻率0_，即極限頻率光電子的最大初動能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強(qiáng)度無關(guān)電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動能，對于確定的金屬，W 0是一定的，故光電子的最大初動能只隨入射光的頻率增大而_增大 對應(yīng)規(guī)律 對規(guī)律的產(chǎn)生的解釋效應(yīng)具有瞬時(shí)性光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子的能量后，動能立即增大，不需要_的過程光較強(qiáng)時(shí)飽和電流大光較強(qiáng)時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的_較多，因而飽和電流較大積累能量光電子 知識點(diǎn)3光的波粒二象性物質(zhì)波 1. 光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性(3) _，稱為光的波粒二象性光既具有波動性，又具有粒子性 一、基礎(chǔ)知識題組1. 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計(jì)相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，靜電計(jì)的指針張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)()A. 鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B. 鋅板帶正電，指針帶正電C. 鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D. 鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電 解析：鋅板受弧光燈照射，吸收紫外線的光子，發(fā)生光電效應(yīng)，放出光電子，中性的鋅板因失去電子而帶正電，與鋅板連在一起的靜電計(jì)指針也帶正電答案：B 3. 光電效應(yīng)的圖象分析(多選)如圖所示是光電效應(yīng)中光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率的關(guān)系圖線從圖可知() 4. 光電效應(yīng)的圖象分析在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，先后用頻率相同但光強(qiáng)不同的兩束光照射同一個(gè)光電管若實(shí)驗(yàn)a中的光強(qiáng)大于實(shí)驗(yàn)b中的光強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線分別以a、b表示，則下列4圖中可能正確的是() 解析：由于光的頻率相同，所以光電子的最大初動能相同，遏止電壓相同，又a中的光強(qiáng)大于b中的光強(qiáng)，所以相同電壓時(shí)，a的電流大于b的電流，選項(xiàng)A正確答案：A 6. 愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用如圖所示，已知用光子能量為2.82 eV的紫光照射光電管中K極板的金屬涂層時(shí)，毫安表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)若將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為1.00 V，則K極板的金屬涂層的逸出功約為()A. 6.11019 J B. 4.51019 JC. 2.910 19 J D. 1.61019 J 解析：由題述“將電路中的滑動變阻器的滑片P向右移動到某一位置時(shí)，毫安表的讀數(shù)恰好減小到零，此時(shí)電壓表讀數(shù)為1.00 V”可知光電子的最大初動能為Ek1 eV.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知K極板的金屬涂層的逸出功為WhEk2.82 eV1 eV1.82 eV1.821.61019 J2.91019 J，C正確答案：C 解光電效應(yīng)問題應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式：(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0.(2)最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：EkeU.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0h0. 02典例突破知規(guī)律 解題探究(1)光電子的最大初動能只隨入射光_的增大而增大提示：頻率(2)入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)_，產(chǎn)生的光電子數(shù)_提示：越多越多 嘗試解答選A.光的頻率不變，表示光子能量不變，仍會有光電子從該金屬表面逸出，逸出的光電子的最大初動能也不變；若再減弱光的強(qiáng)度，逸出的光電子數(shù)就會減少故選項(xiàng)A正確 解決光電效應(yīng)規(guī)律問題的技巧熟練掌握光電效應(yīng)規(guī)律是解決此類問題的關(guān)鍵光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律可理解記憶：“放不放(光電子)，看光限(入射光最低頻率)；放多少(光電子)，看光強(qiáng)；(光電子的)最大初動能(大小)，看(入射光的)頻率；要放瞬時(shí)放” 考點(diǎn)2光電效應(yīng)的圖象分析對比考點(diǎn)解讀：圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接得到的物理量)最大初動能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖線極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率kh顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓U c：圖線與橫軸的交點(diǎn)飽和光電流Im：電流的最大值最大初動能：EkmeUc 圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接得到的物理量)顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流最大初動能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系圖線截止頻率0：圖線與橫軸的交點(diǎn)遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即hke.(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓) 典例透析用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流強(qiáng)度與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對調(diào)分別用a、b、c三束單色光照射，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示由圖可知() A. 單色光a和c的頻率相同，但a更強(qiáng)些B. 單色光a和c的頻率相同，但a更弱些C. 單色光b的頻率小于a的頻率D. 改變電源的極性不可能有光電流產(chǎn)生解題探究(1)Uc1和Uc2表示的物理意義？提示：遏止電壓(2)發(fā)生光電效應(yīng)的條件？提示：只要入射光的頻率大于極限頻率，就能發(fā)生光電效應(yīng) 變式訓(xùn)練已知金屬甲發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動能跟入射光的頻率關(guān)系如直線l所示現(xiàn)用某單色光照射金屬甲的表面，產(chǎn)生光電子的最大初動能為E1，若用同樣的單色光照射金屬乙的表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E2，如圖所示則金屬乙發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生光電子的最大初動能跟入射光的頻率關(guān)系圖線應(yīng)是() A. aB. bC. c D. 上述三條圖線都有可能 解析：光照射某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，射出的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率之間滿足愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，即EkhW0，可見光電子的最大初動能Ek與入射光頻率之間存在線性關(guān)系，圖線的斜率表示普朗克常量h，由圖中a、b和c三條圖線的傾斜情況看，只有a正確答案：A