（全國通用版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第32講 波粒二象性學(xué)案

《（全國通用版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第32講 波粒二象性學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第32講 波粒二象性學(xué)案（16頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第32講　波粒二象性 考綱要求 考情分析 命題趨勢 1.光電效應(yīng)Ⅰ 2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ⅰ 2016·全國卷Ⅰ，35(1) 高考對本部分知識的考查主要以選擇題的形式出現(xiàn)．高考試題往往綜合考查光電效應(yīng)、波粒二象性．學(xué)習(xí)中要注意對光電效應(yīng)規(guī)律的理解和光電效應(yīng)方程的理解、應(yīng)用 1．光電效應(yīng)及其規(guī)律 (1)光電效應(yīng)現(xiàn)象 在光的照射下，金屬中的__電子__從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫__光電子__． (2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件 入射光的頻率__大于__金屬的極限頻率． (3)光電效應(yīng)規(guī)律 ①每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須__大于__這個

2、極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)． ②光電子的最大初動能與入射光的__強(qiáng)度__無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而__增大__． ③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的，一般不超過10－9 s． ④當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成__正比__． 2．光子說及光電效應(yīng)方程 (1)光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量ε＝__hν__． (2)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的__最小值__． (3)最大初動能：發(fā)生光電效應(yīng)時，金屬表面上的__電子__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)光電效應(yīng)方程 ①表

3、達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝__hν－W0__． 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逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能． 3．光的波粒二象性 (1)光電效應(yīng)說明光具有粒子性，同時光還具有波動性，即光具有__波粒二象性__． (2)大量光子運動的規(guī)律主要表現(xiàn)為光的__波動__性，單個光子的運動主要表現(xiàn)為光的__粒子__性． (3)光的波長越長，波動性越__強(qiáng)__，光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性． (4)光的頻率越高，粒子性越__強(qiáng)__，穿透本領(lǐng)__越大__.光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性． 1．判

4、斷正誤 (1)任何頻率的光照射到金屬表面都可以發(fā)生光電效應(yīng)．(　×　) (2)要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須大于金屬的逸出功．(　√　) (3)光電子的最大初動能與入射光子的頻率成正比．(　×　) (4)光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動性．(　√　) (5)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．(　×　) (6)美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)，證實了光的粒子性．(　√　) (7)法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實物粒子具有波動性．(　√　) 一　光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 1．光子與光電子 光子是指光在空間傳播時的每一份能量，

5、光子不帶電；光電子是指金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子，光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果． 2．光電子的最大初動能與光電子的動能 當(dāng)光照射金屬時，光子的能量全部被電子吸收，電子吸收光子的能量后可能向各個方向運動．有的向金屬內(nèi)部運動，有的向金屬表面運動，但因途徑不同，運動途中消耗的能量也不同．唯獨在金屬表面的電子，只要克服金屬原子核的引力做功，就能從金屬中逸出而具有最大初動能．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可以算出光電子的最大初動能為Ek＝hν－W0 (W0為金屬的逸出功)．而其他經(jīng)過不同的路徑射出的光電子，其動能一定小于最大初動能． 3．光電流與飽和光電流 在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下產(chǎn)生光電

6、效應(yīng)，光電流與電壓之間的關(guān)系為：開始時，光電流隨電壓U的增大而增大，當(dāng)U比較大時，光電流達(dá)到飽和值Im.這時即使再增大U，在單位時間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動，光電流也就不會再增大，即飽和光電流是在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流．在一定光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)． 4．入射光強(qiáng)度和光子能量 入射光強(qiáng)度是單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上總的能量，光子能量即每個光子的能量，入射光的總能量等于光子能量與入射光子數(shù)的乘積． 5．光的強(qiáng)度與飽和光電流 飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對于不同頻率的光，由于每個光子的能量不同

7、，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡單的正比關(guān)系． 解決光電效應(yīng)規(guī)律問題的技巧 放不放(光電子)，看截頻(截止頻率，即最低頻率)；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；要放瞬時放． [例1](2017·湖北宜昌質(zhì)檢)(多選)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)．而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么(　ABE　) A．a(chǎn)光的頻率一定大于b光的頻率 B．只增加a光的強(qiáng)度可使通過電流計G的電流增大 C．增加b光的強(qiáng)度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

8、 D．用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c E．用a光照射時，增大光電管兩端的電壓時，流過G的電流可能不變 解析　產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于極限頻率vC，故選項A正確，C錯誤；在能發(fā)生光電效應(yīng)的前提條件下，只增加a光的強(qiáng)度可使陰極K單位時間發(fā)射出更多光電子，選項B正確；光電管中的光電子(帶負(fù)電荷)從K到A，故G中電流從c到d，選項D錯誤；當(dāng)用a光照射時，若已達(dá)飽和電流，即使再增大光電管兩端電壓，G中電流也不變，選項E正確． 　二　光電效應(yīng)的圖象分析 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ν的關(guān)系圖線　　

9、 ①極限頻率：ν0 ②逸出功：W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：圖線的斜率k＝h 遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線　　　 ①截止(極限)頻率：ν0 ②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 ③普朗克常量：h＝ke (k為斜率，e為電子電量) 頻率相同、光強(qiáng)不同時，光電流與電壓的關(guān)系 　 ①遏止電壓：Uc ②飽和光電流：Im(電流的最大值) ③最大初動能：Ekm＝eUc 頻率不同、光強(qiáng)相同時，光電流與電壓的關(guān)系 　 ①遏止電壓：Uc1、Uc2 ②飽和光電流：電流最大值 ③最大初動能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 定量分析光電效應(yīng)時應(yīng)抓住

10、的三個關(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、極限波長λc的關(guān)系：W0＝hνc＝h． [例2](2017·湖北武漢模擬)從1907年起，美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量．他通過如圖所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出Uc－ν的圖象，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦方程的正確性．圖中頻率ν1、ν2，遏止電壓Uc1、Uc2及電子的電荷量e均為已知，求： (1)普朗克常量h； (2)該金屬的截止頻率ν

11、0． [思維導(dǎo)引]　(1)明確最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系； (2)明確最大初動能與遏止電壓Uc的關(guān)系； (3)理解Uc－ν圖線與橫軸交點的物理意義． 解析　根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及動能定理eUc＝Ek得Uc＝ν－ν0， 結(jié)合圖象知k＝＝＝， 普朗克常量h＝，ν0＝． 答案　(1)　(2) 　三　光的波粒二象性　物質(zhì)波 光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為 (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

12、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． (3)從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性． (4)波動性與粒子性的統(tǒng)一：由光子的能量E＝hν、光子的動量表達(dá)式p＝也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長λ． (5)理解光的波粒二象性時不可把光當(dāng)成宏觀概念中的波，也不可把光當(dāng)成宏觀概念中的粒子． 波粒二象性的深入理解 (1)雖然平時看到宏觀物體運動時，看不出其波動性，但也有一個波長與之對應(yīng)．例如飛行子彈的波長約為10－34 m．

13、(2)波粒二象性是微觀粒子的特殊規(guī)律，一切微觀粒子都存在波動性；宏觀物體也存在波動性，只是波長太小，難以觀測． (3)德布羅意波也是概率波，衍射圖樣中的亮圓是電子落點概率大的地方，但概率的大小受波動規(guī)律的支配． [例3]用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片．這些照片說明(　D　) A．光只有粒子性沒有波動性 B．光只有波動性沒有粒子性 C．少量光子的運動顯示波動性，大量光子的運動顯示粒子性 D．少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性 解析　由這些照片可以看出，

14、少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動呈現(xiàn)出波動性，故選項D正確． 1．(多選)用頻率為ν1的單色光照射某種金屬表面，發(fā)生了光電效應(yīng)現(xiàn)象．現(xiàn)改為頻率為ν2的另一單色光照射該金屬表面，下列說法正確的是(　AC　) A．如果ν2>ν1，能夠發(fā)生光電效應(yīng) B．如果ν2<ν1，不能夠發(fā)生光電效應(yīng) C．如果ν2>ν1，逸出光電子的最大初動能增大 D．如果ν2>ν1，逸出光電子的最大初動能不受影響 解析　對于確定的金屬，入射光的頻率必須大于或等于截止頻率ν0時才會發(fā)生光電效應(yīng)，不同的金屬有不同的截止頻率，所以當(dāng)ν2>ν1時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，ν2<ν1時由于ν1≥ν0所以不一定能夠發(fā)生光電

15、效應(yīng)，選項A正確，B錯誤；光電子的最大初動能隨著入射光頻率的增加而增加，所以當(dāng)ν2>ν1時逸出光電子的最大初動能增大，選項C正確，D錯誤． 2．當(dāng)具有5.0 eV的光子射到一金屬表面時，從金屬表面逸出的電子具有的最大初動能為1.5 eV，為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光子的能量必須不小于(　C　) A．1.5 eV B．2.5 eV C．3.5 eV D．5.0 eV 解析　根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W，得逸出功W＝hν－Ek＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV，由光電效應(yīng)條件可知，入射光子的能量必須不小于逸出功，故選項C正確． 3．(多選)在單縫衍射實驗中，

16、中央亮紋的光強(qiáng)占從單縫射入的整個光強(qiáng)的95%以上．假設(shè)現(xiàn)在只讓一個光子通過單縫，那么該光子(　CD　) A．一定落在中央亮紋處 B．一定落在亮紋處 C．可能落在暗紋處 D．落在中央亮紋處的可能性最大 解析　根據(jù)概率波的概念，對于一個光子通過單縫落在何處，是不可確定的，但是落在中央亮紋處的概率最大．當(dāng)然也可落在其他亮紋處，還可能落在暗紋處，不過，落在暗紋處的概率很小，故選項C、D正確． 4．(多選)下列對光電效應(yīng)的理解，正確的是(　BD　) A．金屬鈉的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當(dāng)它積累的動能足夠大時，就能逸出金屬 B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力

17、而逸出時所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng) C．發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大 D．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低頻率也不同 5．(2017·湖北黃岡模擬)(多選)如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，由圖可知(　AC　) A．該金屬的極限頻率為4.27×1014 Hz B．該金屬的極限頻率為5.5×1014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5 eV 解析　由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－

18、W0知圖線與橫軸交點為金屬的極限頻率，即ν0＝4.27×1014Hz，選項A正確，B錯誤；由Ek＝hν－W0可知，該圖線的斜率為普朗克常量，選項C正確；金屬的逸出功W0＝hνc＝ eV≈1.8 eV，選項D錯誤． [例1](2017·河南鄭州質(zhì)檢·5分)在光電效應(yīng)實驗中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示．則可判斷出(　　) A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．乙光的波長大于丙光的波長 C．乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能 [答題送檢]來自閱卷

19、名師報告 錯誤 致錯原因 扣分 A 不能根據(jù)題干所給圖象，求出三種色光頻率的關(guān)系，錯選A項 －5 C 不明白光電流與電壓之間的關(guān)系，不知道截止電壓的含義，錯選C項. [規(guī)范答題] [解析]　因光電管不變，所以逸出功不變．由圖象知甲光、乙光對應(yīng)的遏止電壓相等，且小于丙光對應(yīng)的遏止電壓，所以甲光和乙光對應(yīng)的光電子最大初動能相等且小于丙光的光電子最大初動能，故選項D錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知甲光和乙光的頻率相等，且小于丙光的頻率，故選項A錯誤，B正確；截止頻率是由金屬決定的，與入射光無關(guān)，故選項C錯誤． [答案]　B 1．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)

20、度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是(　A　) 解析　隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度增加，輻射強(qiáng)度的極大值向著波長較短的方向移動，選項A正確． 2．如圖甲所示，合上開關(guān)，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，電流表讀數(shù)仍不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時，電流表讀數(shù)為零．把電路改為圖乙，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時，則逸出功及電子到達(dá)陽極時的最大動能為(　C　) A．1.5 eV　0.6 eV B．1.7 eV　1.9 eV C．1.9 eV　2.6 eV D．3.1 eV　4.5 eV

21、 解析　光子能量hν＝2.5 eV的光照射陰極，電流表讀數(shù)不為零，則能發(fā)生光電效應(yīng)，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.6 V時，電流表讀數(shù)為零，則電子不能到達(dá)陽極，由動能定理eU＝mv知，最大初動能Ekm＝eU＝0.6 eV，由光電效應(yīng)方程hν＝Ekm＋W0知W0＝1.9 eV． 對圖乙，電路給的是一個正向電壓，當(dāng)電壓表讀數(shù)為2 V時，電子到達(dá)陽極的最大動能Ekm′＝Ekm＋eU′＝0.6 eV＋2 eV＝2.6 eV.故選項C正確． 3．某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強(qiáng)度如圖所示．表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料(　D　) 材料 鈉 銅 鉑

22、 極限波長(nm) 541 268 196 A．僅鈉能產(chǎn)生光電子 B．僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子 C．僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子 D．都能產(chǎn)生光電子 解析　發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率不低于金屬的極限頻率，也就是入射光的波長不高于金屬的極限波長．由題可知，入射光的波長大約介于25 nm～420 nm，包含有小于這三種金屬極限波長的成分，可以使三種金屬都發(fā)生光電效應(yīng)，都能產(chǎn)生光電子，故選項D正確． 4．(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有(　AB　) A．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性 B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，說明中子具有波動性 C．黑體輻射的實驗規(guī)律

23、可用光的波動性解釋 D．動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等 解析　光電效應(yīng)說明光的粒子性，所以選項A正確；熱中子束在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運動的實物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動性，所以選項B正確；黑體輻射的實驗規(guī)律說明電磁輻射具有量子化，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋，即選項C錯誤；根據(jù)德布羅意波長公式λ＝，p2＝2mEk，又質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所以動能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波波長較短，所以選項D錯誤． 1．(2017·北京卷)2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100 nm

24、(1 nm＝10－9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖．大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用． 一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子，但又不會把分子打碎．據(jù)此判斷，能夠電離一個分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　B　) A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 解析　由題意知，電離一個分子的能量等于照射分子的光子能量，E＝hν＝h＝2×10－18 J，故選項B正確． 2．(2017·全國卷Ⅲ)(多選)

25、在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量．下列說法正確的是(　BC　) A．若νa>νb，則一定有Uaνb，則一定有Eka>Ekb C．若Uaνb，則一定有hνa－Eka>hνb－Ekb 解析　光照射到同種金屬上，同種金屬的逸出功相同．若νa＞νb，據(jù)hν－W0＝Ek，得Eka＞Ekb，則選項B正確；由hν－W0＝Ek＝eU，可知當(dāng)νa＞νb時Ua＞Ub，則選項A錯誤；若Ua＞Ub說明Eka＞Ekb，

26、則選項C正確；由hν－Ek＝W0，而同一種金屬W0相同，則選項D錯誤． 3．(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生．下列說法正確的是(　ACE　) A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大 B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大 C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大 D．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生 E．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān) 解析　根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，則飽和光電流變大，選項A正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程知，入射光的頻率

27、變高，產(chǎn)生的光電子最大初動能變大，而飽和光電流與入射光的頻率和光強(qiáng)都有關(guān)，選項B錯誤，C正確；保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率時，就不能發(fā)生光電效應(yīng)，沒有光電流產(chǎn)生，選項D錯誤；遏止電壓與產(chǎn)生的光電子的最大初動能有關(guān)，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無關(guān)，選項E正確． 4．(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是(　ACD　) A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣 B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu) D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) E．光

28、電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān) 解析　電子束具有波動性，通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，選項A正確；β射線在云室中高速運動時，徑跡又細(xì)又直，表現(xiàn)出粒子性，選項B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)出波動性，選項C正確；電子顯微鏡是利用電子束工作的，體現(xiàn)了波動性，選項D正確；光電效應(yīng)實驗，體現(xiàn)的是波的粒子性，選項E錯誤． 5．以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可

29、能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實驗證實．光電效應(yīng)實驗裝置示意如圖．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)．換同樣頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場．逐漸增大U，光電流會逐漸減小；當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U的表達(dá)式可能正確的是(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)(　B　) A．U＝－ B．U＝－ C．U＝2hν－W D．U＝－ 解析　由光電效應(yīng)方程可知nhν＝W＋mv2(n＝2,3,4…) ① 在減速電場中由動能定理得－eU＝0

30、－mv2 ② 聯(lián)立①②得U＝－(n＝2,3,4…)，選項B正確． 6．在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示．若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為__ek__，所用材料的逸出功可表示為__－eb__． 解析　根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝－，故＝k，b＝－，得h＝ek，W0＝－eb． 課時達(dá)標(biāo)　第32講 [解密考綱]考查對光電效應(yīng)規(guī)律的理解，對光電效應(yīng)方程的理解和對光的波粒二象性的理解． 1．(多選)如圖所示，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是(　

31、BC　) A．有光子從鋅板逸出 B．有電子從鋅板逸出 C．驗電器指針張開一個角度 D．鋅板帶負(fù)電 解析　用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故選項A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故選項C正確，D錯誤． 2．用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的措施是(　B　) A．改用頻率更小的紫外線照射 B．改用X射線照射 C．改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D．延長原紫外線的照射時間 解析　某種金屬能否

32、發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度和照射時間無關(guān)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光的頻率小于金屬的極限頻率，所以要使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)增大入射光的頻率，X射線的頻率比紫外線頻率高，故選項B正確． 3．入射光照到某金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，則下列說法中正確的是(　C　) A．從光照射到金屬表面上到金屬發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加 B．逸出的光電子的最大初動能減小 C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少 D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng) 解析　光電效應(yīng)瞬時(10－9 s)發(fā)生，與光強(qiáng)無關(guān)，選項A錯誤．光電子的最大初動能只與入射光的頻率有

33、關(guān)，入射光的頻率越大，最大初動能越大，選項B錯誤．光電子數(shù)目多少與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光強(qiáng)減弱，單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目減少，選項C正確．能否發(fā)生光電效應(yīng)，只取決于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光強(qiáng)無關(guān)，選項D錯誤． 4．一個德布羅意波波長為λ1的中子和另一個德布羅意波波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個氚核，該氚核的德布羅意波波長為(　A　) A． B． C． D． 解析　設(shè)中子、氘核、氚核的動量分別為p1、p2、p3，由動量守恒定律知p1＋p2＝p，即＋＝，解得氚核的德布羅意波波長為λ＝，選項A正確． 5．(多選)已知某金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率為ν0，則(　AB

34、　) A．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子 B．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hν0 C．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大，則逸出功增大 D．當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍 解析　該金屬的截止頻率為ν0，則可知逸出功W0＝hν0，逸出功由金屬自身性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關(guān)，因此選項C錯誤；由光電效應(yīng)的實驗規(guī)律可選項知A正確；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，將W0＝hν0代入可知選項B正確，D錯誤． 6．(多選)在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列

35、說法正確的是(　AD　) A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大 B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 C．改用頻率小于ν的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng) D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動能變大 解析　增大入射光強(qiáng)度，單位時間內(nèi)照射到單位面積的光子數(shù)增加，則光電流將增大，故選項A正確；光電效應(yīng)是否發(fā)生取決于入射光的頻率，而與入射光強(qiáng)度無關(guān)，故選項B錯誤．用頻率為ν的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，用頻率較小的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應(yīng)，選項C錯誤；根據(jù)hν－W逸＝mv2可知，增加入射光頻率，光電子的最大初動能也增大，故選項D正確． 7．(多選)用同一

36、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)系如圖所示．則這兩種光(　BC　) 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 解析　由題圖可知b光照射時對應(yīng)遏止電壓Uc2大于a光照射時的遏止電壓Uc1，因eU＝mv2，所以b光照射時光電子最大初動能大，且可得νb>νa，λb<λa，選項A、D錯誤，C正確；b光折射率大于a光折射率，所以a光臨界角大，選項B正確． 8．(多選)頻率為ν的光子，

37、具有的能量為hν，動量為，將這個光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，光子將偏離原運動方向，這種現(xiàn)象稱為光子的散射，下列關(guān)于光子散射的說法正確的是(　CD　) A．光子改變原來的運動方向，且傳播速度變小 B．光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大 C．由于受到電子碰撞，散射后的光子波長大于入射光子的波長 D．由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率小于入射光子的頻率 解析　碰撞后光子改變原來的運動方向，但傳播速度不變，選項A錯誤；光子由于在與電子碰撞中損失能量，因而頻率減小，即ν1>ν2，再由c＝λ1ν1＝λ2ν2，得到λ1<λ2，選項B錯誤，C、D正確． 9．(2017·廣東執(zhí)信中學(xué)二模

38、)光子有能量，也有動量p＝，它也遵守有關(guān)動量的規(guī)律．如圖所示，真空中有一“∞”字形裝置可繞通過橫桿中點的豎直軸OO′在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質(zhì)量都相同的圓形白紙片．當(dāng)用平行白光垂直照射這兩個圓面時，關(guān)于裝置開始轉(zhuǎn)動情況(俯視)的下列說法中正確的是(　B　) A．順時針方向轉(zhuǎn)動 B．逆時針方向轉(zhuǎn)動 C．都有可能 D．不會轉(zhuǎn)動 解析　白紙片反射光子，光子的動量變化大，由動量定理知，光子對白紙片的沖擊力大，故選項B正確． 10．如圖所示，用綠光照射一光電管的陰極時產(chǎn)生光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出時的最大初動能增大，應(yīng)采取的措施是(　B　) A

39、．改用紅光照射 B．改用紫光照射 C．增大綠光的強(qiáng)度 D．增大加在光電管上的正向電壓 解析　發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能隨照射光頻率的增大而增大，與照射光強(qiáng)度、光電管的電壓無關(guān)，紅光的頻率比綠光的頻率小，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，即使發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能也較小，而紫光的頻率大于綠光的頻率．故選項B正確． 11．小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗裝置示意如圖甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s． 　 (1)圖甲中電板A為光電管的?。?！_陽極__(填“陰極”或“陽極”)； (2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示

40、，則銣的截止頻率νc＝?。。5.15×1014_[(5.12～5.18)×1014均可]__Hz，逸出功W0＝?。?！_3.41×10－19_[(3.39～3.43)×10－19均可]__J； (3)如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014 Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek＝！??！_1.23×10－19_[(1.21～1.25)×10－19均可]__J． 12．深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航標(biāo)燈指引航道，如圖所示是一個航標(biāo)燈自動控制電路的示意圖．電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應(yīng)的金屬．下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長，又知可見光的波長范圍在400

41、nm～770 nm.(1 nm＝10－9 m) 各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長： 金屬 銫 鈉 鋅 銀 鉑 極限頻率(Hz) 4.545×1014 6.000×1014 8.065×1014 1.153×1015 1.529×1015 極限波長(μm) 0.660 0 0.500 0 0.372 0 0.260 0 0.196 2 根據(jù)上圖和所給出的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為： (1)光電管陰極K上應(yīng)涂有金屬?。?！_銫或鈉__； (2)控制電路中的開關(guān)S應(yīng)和?。?！_b__(選填“a”或“b”)接觸； (3)工人在鍛壓機(jī)、沖床、鉆床等機(jī)器上勞動時，稍

42、有不慎就會把手壓在里面，造成工傷事故．如果將上述控制電路中的電燈換成驅(qū)動這些機(jī)器工作的電機(jī)，這時電路中開關(guān)S應(yīng)和！??！_a__(選填“a”或“b”)接觸，這樣，當(dāng)工人不慎將手伸入危險區(qū)域時，由于遮住了光線，光控繼電器銜鐵立即動作，使機(jī)床停止工作，避免事故發(fā)生． 解析　(1)依題意知，可見光的波長范圍為 400×10－9 m～770×10－9 m． 而金屬銫的極限波長為λ＝0.660 0×10－6 m＝660 nm，鈉的極限波長為λ1＝0.500 0×10－6 m＝500 nm，因此，光電管陰極K上應(yīng)涂金屬銫或鈉． (2)深沉的夜色中，線圈中無電流，但燈仍正常工作，船舶依靠航標(biāo)燈指引航道，所以控制電路中的開關(guān)S應(yīng)和b接觸． (3)若將上述控制電路中的電燈換成電機(jī)，在手遮住光線之前，電機(jī)應(yīng)是正常工作的，此時銜鐵與a接觸，所以電路中的開關(guān)S應(yīng)和a接觸． 16