1、2020版大一輪復習：第12章-第1講-光電效應-波粒二象性2020版大一輪復習：第12章-第1講-光電效應-波粒二象性NEIRONGSUOYIN內容索引過好雙基關研透命題點課時作業回扣基礎知識 訓練基礎題目細研考綱和真題 分析突破命題點限時訓練 練規范 練速度NEIRONGSUOYIN內容索引過好雙基關研透命題點課時作過好雙基關過好雙基關一、光電效應及其規律1.光電效應現象在光的照射下，金屬中的 從表面逸出的現象，發射出來的電子叫 .2.光電效應的產生條件入射光的頻率 金屬的極限頻率.3.光電效應規律(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須 這個極限頻率才能產生光電效應.電子光電子大

2、于等于大于等于一、光電效應及其規律1.光電效應現象電子光電子大于等于大于等(2)光電子的最大初動能與入射光的 無關，只隨入射光頻率的增大而 .(3)光電效應的發生幾乎是瞬時的，一般不超過109 s.(4)當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度成 .強度增大正比(2)光電子的最大初動能與入射光的 無關，只自測1 教材P36第2題改編(多選)在光電效應實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發生了光電效應，下列說法正確的是A.增大入射光的強度，光電流增大B.減小入射光的強度，光電效應現象消失C.改用頻率小于的光照射，一定不發生光電效應D.改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變

3、大自測1 教材P36第2題改編(多選)在光電效應實驗中，用頻解析增大入射光強度，單位時間內照射到單位面積上的光子數增加，則光電流增大，故選項A正確；光電效應是否發生取決于入射光的頻率，而與入射光強度無關，故選項B錯誤.用頻率為的光照射光電管陰極，發生光電效應，用頻率較小的光照射時，若光的頻率仍大于等于極限頻率，則仍會發生光電效應，選項C錯誤；根據hW0Ek可知，增大入射光頻率，光電子的最大初動能也增大，故選項D正確.解析增大入射光強度，單位時間內照射到單位面積上的光子數增加二、愛因斯坦光電效應方程1.光子說：在空間傳播的光不是連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量 .2.逸出功

4、W0：電子從金屬中逸出所需做功的 .3.最大初動能：發生光電效應時，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.光電效應方程(1)表達式：hEkW0或Ek .(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現為逸出后電子的 .h最小值電子hW0最大初動能二、愛因斯坦光電效應方程1.光子說：在空間傳播的光不是連續的自測2(多選)如圖1是某金屬在光的照射下產生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖象.普朗克常量為h，由圖象可知A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于h0C.入射光的頻率為20時，產生

5、的電子的最大初動能為ED.入射光的頻率為 時，產生的電子的最大初動能為圖1自測2(多選)如圖1是某金屬在光的照射下產生的光電子的最大三、光的波粒二象性與物質波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有 性.(2)光電效應說明光具有 性.(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的 性.2.物質波(1)概率波：光的干涉現象是大量光子的運動遵守波動規律的表現，亮條紋是光子到達概率 的地方，暗條紋是光子到達概率 的地方，因此光波又叫概率波.波動粒子波粒二象大小三、光的波粒二象性與物質波1.光的波粒二象性波動粒子波粒二象(2)物質波：任何一個運動著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀物體，都

6、有一種波與它對應，其波長 ，p為運動物體的動量，h為普朗克常量.(2)物質波：任何一個運動著的物體，小到微觀粒子，大到宏觀物自測3(多選)下列說法中正確的是A.光的波粒二象性學說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說B.在光的雙縫干涉實驗中，暗條紋的地方是光子永遠不能到達的地方C.光的雙縫干涉實驗中，大量光子打在光屏上的落點是有規律的，暗條紋處落下光子的概率小D.單個光子顯示粒子性，大量光子顯示波動性自測3(多選)下列說法中正確的是研透命題點研透命題點1.四點提醒(1)能否發生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻率.(2)光電效應中的“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

7、身決定，與入射光無關.(4)光電子不是光子，而是電子.2.兩條對應關系(1)光照強度大光子數目多發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.命題點一光電效應電路和光電效應方程的應用1.四點提醒命題點一光電效應電路和光電效應方程的應用3.三個關系式(1)愛因斯坦光電效應方程：EkhW0.(2)最大初動能與遏止電壓的關系：EkeUc.(3)逸出功與極限頻率的關系W0hc.3.三個關系式例1(2018全國卷17)用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.281019 J.已知普朗克常量為6.631034 Js，真空中的光速為3.00108 ms1.

8、能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為A.11014 Hz B.81014 HzC.21015 Hz D.81015 Hz解析設單色光的最低頻率為0，由EkhW0知例1(2018全國卷17)用波長為300 nm的光照變式1(多選)(2017全國卷19)在光電效應實驗中，分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為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A.若ab，則一定有UaUbB.若ab，則一定有EkaEkbC.若UaUb，則一定有EkaEkbD.若ab，則一定有haEkahbEkb變式1(多選)(2017全國卷19

9、)在光電效應實驗中解析由愛因斯坦光電效應方程得，EkmhW0，由動能定理得，EkmeU，若用a、b單色光照射同種金屬時，逸出功W0相同.當ab時，一定有EkaEkb，UaUb，故選項A錯誤，B正確；若UaUb，則一定有EkaEkb，故選項C正確；因逸出功相同，有W0haEkahbEkb，故選項D錯誤.解析由愛因斯坦光電效應方程得，EkmhW0，由動能定例2(2019廣東省中山一中、仲元中學等七校第一次模擬)如圖2，實驗中分別用波長為1、2的單色光照射光電管的陰極K，測得相應的遏止電壓分別為U1和U2，設電子的質量為m，帶電荷量為e，真空中的光速為c，下列說法正確的是A.若12，則U1U2B.根

10、據題述條件無法算出陰極K金屬的極限頻率C.用1照射時，光電子的最大初動能為eU1D.入射光的波長與光電子的最大初動能成正比圖2例2(2019廣東省中山一中、仲元中學等七校第一次模擬)用1照射時，光電子的最大初動能為eU1，選項C正確；用1照射時，光電子的最大初動能為eU1，選項C正確；變式2(2018山西省太原市三模)如圖3，在研究光電效應的實驗中，保持P的位置不變，用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發生偏轉；改用另一頻率的單色光b照射K，電流計的指針發生偏轉，那么A.增加a的強度一定能使電流計的指針發生偏轉B.用b照射時通過電流計的電流由d到cC.只增加b的強度一定能使通過電流計的電流增

11、大D.a的波長一定小于b的波長圖3變式2(2018山西省太原市三模)如圖3，在研究光電效應解析用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發生偏轉，說明a光的頻率小于陰極K的截止頻率，增加a的強度也無法使電流計的指針發生偏轉，A錯誤；電子運動方向從d到c，電流方向從c到d，B錯誤；只增加b的強度可以使光電流增大，使通過電流計的電流增大，C正確；b光能使陰極K發生光電效應，b光的頻率大于陰極K的截止頻率也就大于a光的頻率，b的波長一定小于a的波長，D錯誤.解析用單色光a照射陰極K，電流計G的指針不發生偏轉，說明a命題點二光電效應圖象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

12、率的關系圖線極限頻率：圖線與軸交點的橫坐標c逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的值的絕對值W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率kh命題點二光電效應圖象圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點的橫坐標飽和光電流Im：光電流的最大值最大初動能：EkeUc顏色不同時，光電流與電壓的關系遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流最大初動能Ek1eUc1，Ek2eUc2顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系遏止電壓Uc：圖遏止電壓Uc與入射光頻率的關系圖線極限頻率c：圖線與橫軸的交點的橫坐標遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量h：等

13、于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即hke(注：此時兩極之間接反向電壓)遏止電壓Uc與入射光頻率的關系圖線極限頻率c：圖線與橫例3(2018廣東省潮州市下學期綜合測試)用如圖4甲所示的裝置研究光電效應現象.用頻率為的光照射光電管時發生了光電效應.圖乙是該光電管發生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率 的關系圖象，圖線與橫軸的交點坐標為(a,0)，與縱軸的交點坐標為(0，b)，下列說法中正確的是A.普朗克常量為hB.僅增加照射光的強度，光電子的最大初動能將增大C.保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數保持不變D.保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數增大圖4例3

14、(2018廣東省潮州市下學期綜合測試)用如圖4甲所示解析根據EkmhW0可得，圖線縱截距的絕對值等于金屬的逸出功，即等于b.當最大初動能為零時，入射光的頻率等于截止頻率，所以金屬的截止頻率為a，那么普朗克常量為h ，故A正確；根據光電效應方程可知，光電子的最大初動能與照射光的頻率有關，與光的強度無關，故B錯誤；若保持照射光強度不變，僅提高照射光頻率，則光子數目減小，那么電流表G的示數會減小，故C、D錯誤.解析根據EkmhW0可得，圖線縱截距的絕對值等于金屬變式3(2018河南省濮陽市第三次模擬)用如圖5甲所示的電路研究光電效應中光電流與照射光的強弱、頻率等物理量的關系.圖中A、K兩極間的電壓大

15、小可調，電源的正負極也可以對調，分別用a、b、c三束單色光照射，調節A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關系如圖乙所示，由圖可知A.單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最大B.單色光a和c的頻率相同，且a光更強些，b光頻率最大C.單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最小D.單色光a和c的頻率不同，且a光更強些，b光頻率最小圖5變式3(2018河南省濮陽市第三次模擬)用如圖5甲所示的解析a、c兩單色光照射后遏止電壓相同，根據EkmeUc，可知產生的光電子最大初動能相等，則a、c兩單色光的頻率相等，光子能量相等，由于a光的飽和光電流較大，則a光的強度較大，單色光b照射后遏止

16、電壓較大，根據EkmeUc，可知b光照射后產生的光電子最大初動能較大，根據光電效應方程EkmhW0得，b光的頻率大于a光的頻率，故A、C、D錯誤，B正確.解析a、c兩單色光照射后遏止電壓相同，根據EkmeUc，變式4(2018廣西桂林、百色和崇左市第三次聯考)金屬在光的照射下產生光電效應，其遏止電壓Uc與入射光頻率的關系圖象如圖6所示.則由圖象可知A.入射光頻率越大，該金屬的逸出功越大B.入射光的頻率越大，則遏止電壓越大(0)C.由圖可求出普朗克常量hD.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比圖6變式4(2018廣西桂林、百色和崇左市第三次聯考)金屬在解析當遏止電壓為零時，最大初動能為零，則入

17、射光的能量等于逸出功，所以W0h0，逸出功與入射光頻率無關，是由金屬材料決定的，故A錯誤；根據光電效應方程EkmhW0，得光電子的最大初動能與入射光的頻率成線性關系，不是成正比，故D錯誤.解析當遏止電壓為零時，最大初動能為零，則入射光的能量等于逸命題點三光的波粒二象性和物質波1.從數量上看：個別光子的作用效果往往表現為粒子性；大量光子的作用效果往往表現為波動性.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象；頻率越高粒子性越顯著，貫穿本領越強，越不容易看到光的干涉和衍射現象.3.從傳播與作用上看：光在傳播過程中往往表現出波動性；在與物質發生作用時往往表現出粒子性.命題點三光

18、的波粒二象性和物質波1.從數量上看：4.波動性與粒子性的統一：由光子的能量Eh、光子的動量表達式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描述波動性的物理量頻率和波長.4.波動性與粒子性的統一：例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波動性的是A.電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B.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構D.人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構例4(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性.下列事實中突出體解析電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子是一種波，故A正確；射線在

19、云室中穿過會留下清晰的徑跡，可以說明射線是一種粒子，故B錯誤；人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構，中子衍射說明中子是一種波，故C正確；人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構，利用了電子束的衍射現象，說明電子束是一種波，故D正確.解析電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子是一變式5 下列各組現象能說明光具有波粒二象性的是A.光的色散和光的干涉 B.光的干涉和光的衍射C.泊松亮斑和光電效應 D.光的反射和光電效應變式5 下列各組現象能說明光具有波粒二象性的是變式6(多選)1927年戴維孫和湯姆孫分別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7所示的是該實驗裝置的

20、簡化圖，下列說法正確的是A.亮條紋是電子到達概率大的地方B.該實驗說明物質波理論是正確的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圖7變式6(多選)1927年戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實變式7(多選)(2019甘肅省天水市調研)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有A.光電效應現象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射的實驗規律可用光的波動性解釋D.動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波的波長也相等變式7(多選)(2019甘肅省天水市調研)波粒二象性是微課時作業課時作業1.有一束紫外線照射某金屬時不能產生光電效應，

21、可能使金屬產生光電效應的措施是A.改用頻率更小的紫外線照射B.改用X射線照射C.改用強度更大的原紫外線照射D.延長原紫外線的照射時間雙基鞏固練123456789101112131.有一束紫外線照射某金屬時不能產生光電效應，可能使金屬產生2.(多選)光電效應實驗中，下列表述正確的是A.光照時間越長，光電流越大B.入射光足夠強就可以有光電流C.遏止電壓與入射光的頻率有關D.入射光頻率大于極限頻率時一定能產生光電子123456789101112132.(多選)光電效應實驗中，下列表述正確的是1234567解析光電流的大小只與單位時間內通過單位面積的光電子數目有關，而與光照時間的長短無關，選項A錯誤；

22、無論光照強度多大，光照時間多長，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應，故選項B錯誤；遏止電壓即反向截止電壓，eUchW0，與入射光的頻率有關，超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大，則遏止電壓越大，故選項C正確；無論光照強度多小，光照時間多短，只要光的頻率大于極限頻率就能產生光電效應，即一定能產生光電子，故選項D正確.12345678910111213解析光電流的大小只與單位時間內通過單位面積的光電子數目有關3.下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是A.有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯

23、著D.大量光子的行為往往顯示出粒子性123456789101112解析光具有波粒二象性，故A錯誤；電子是組成原子的基本粒子，有確定的靜止質量，是一種物質實體，速度可以低于光速，光子代表著一份能量，沒有靜止質量，速度永遠是光速，故B錯誤；光的波長越長，波動性越明顯，波長越短，其粒子性越顯著，故C正確；大量光子運動的規律表現出光的波動性，故D錯誤.133.下列有關光的波粒二象性的說法中，正確的是123456784.(多選)已知某金屬發生光電效應的截止頻率為c，則A.當用頻率為2c的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子B.當用頻率為2c的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大初動能為hcC.當照射

24、光的頻率大于c時，若增大，則逸出功增大D.當照射光的頻率大于c時，若增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍123456789101112解析該金屬的截止頻率為c，則可知逸出功W0hc，逸出功由金屬材料的性質決定，與照射光的頻率無關，因此C錯誤；由光電效應的實驗規律可知A正確；由光電效應方程EkhW0，將W0hc代入可知B正確，D錯誤.134.(多選)已知某金屬發生光電效應的截止頻率為c，則1235.用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強度，則A.逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能不變B.逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能減小C.逸出的光電子數不變，光

25、電子的最大初動能減小D.光的強度減弱到某一數值，就沒有光電子逸出了123456789101112解析光的頻率不變，光子能量不變，光的強度減弱，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，而減弱光的強度，逸出的光電子數就會減少，選項A正確.135.用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不6.用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖1所示是不同數量的光子照射到感光膠片上得到的照片.這些照片說明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

26、的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性123456789101112圖1解析光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性，故D正確.136.用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認為光源和感7.(多選)如圖2甲所示為實驗小組利用100多個電子通過雙縫后的干涉圖樣，可以看出每一個電子都是一個點；如圖乙所示為該小組利用70 000多個電子通過雙縫后的干涉圖樣，為明暗相間的條紋.則對本實驗的理解正確的是A.圖甲體現了電子的粒子性B.圖乙體現了電子的粒子性C.單個電子運動軌道是確定的D.圖乙中暗條紋處仍有電子到達，只不過到達的概率小123456789101

27、112圖2137.(多選)如圖2甲所示為實驗小組利用100多個電子通過雙縫解析題圖甲中的每一個電子都是一個點，說明少數電子體現粒子性.每個電子到達的位置不同，說明單個電子的運動軌道不確定，A正確，C錯誤；題圖乙中明暗相間的條紋說明大量的電子表現為波動性，B錯誤；題圖乙中暗條紋處仍有電子到達，只不過到達的概率小，D正確.12345678910111213解析題圖甲中的每一個電子都是一個點，說明少數電子體現粒子性8.(2018湖南省益陽市4月調研)關于下列物理史實與物理現象，說法正確的是A.光電效應現象由德國物理學家赫茲發現，愛因斯坦對其做出了正確的解釋B.只有入射光的頻率低于截止頻率，才會發生光

28、電效應C.根據愛因斯坦的光電效應方程可知，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比D.光電效應現象證明光是一種波123456789101112138.(2018湖南省益陽市4月調研)關于下列物理史實與物理解析1887年德國物理學家赫茲發現了光電效應現象，愛因斯坦對光電效應的實驗規律做出了正確的解釋，故A正確；每種金屬都有一個截止頻率，只有入射光的頻率大于等于截止頻率，才會發生光電效應，故B錯誤；由愛因斯坦的光電效應方程EkhW0知，光電子的最大初動能與入射光的頻率不成正比，故C錯誤；光電效應現象證明光具有粒子性，故D錯誤.12345678910111213解析1887年德國物理學家赫茲發現了光電

29、效應現象，愛因斯坦9.(多選)現用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產生.下列說法正確的是A.保持入射光的頻率不變，入射光的光照強度變大，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.保持入射光的光照強度不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產生123456789101112綜合提升練139.(多選)現用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光解析保持入射光的頻率不變，因為飽和光電流與入射光的強度成正比，所以入射光的光照強度變大，飽和光電流變大，故A正確；飽和光電流的大小與入射光的強度有關，與入射光的頻率無關，

30、故B錯誤；根據光電效應方程EkmhW0，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，所以入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大，故C正確；如果入射光的頻率小于極限頻率將不會發生光電效應，不會有光電流產生，故D錯誤.12345678910111213解析保持入射光的頻率不變，因為飽和光電流與入射光的強度成正10.(2019河北省邢臺市調研)如圖3所示是研究光電效應的電路圖，對于某金屬用綠光照射時，電流表指針發生偏轉.則以下說法正確的是圖3A.將滑動變阻器滑片向右移動，電流表的示數一定增大B.如果改用紫光照射該金屬時，電流表無示數C.將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照射時，電流表的示數一定增大D.將電源的正負極調換，仍用相同的綠光照射時，將滑動變阻器滑片向右移動一些，電流表的讀數可能不為零1234567891011121310.(2019河北省邢臺市調研)如圖3所示是研究光電效應解析將滑動變阻器滑片向右移動，電壓雖然增大，但若已達到飽和光電流，則電流表的示數可能不變，故A錯誤.紫光的頻率比綠光頻率大，則改用紫光照射該金屬時一定能發生光電效應，則電流表一定有示數，故B錯誤.將K極換成逸出功小的金屬板，仍用相同的綠光照射時，則光電子的最大初動能增加，但單位時間內通過金屬表面的光子數沒有變化，因而單位時間內從金屬表面逸出