高考物理一轮复习同步课件：13-2光电效应波粒二象性

1、 考点一光电效应的理解 考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用 考点三光的波粒二象性 物质波的理解考考点点 高三物理一轮复习高三物理一轮复习 第2节光电效应 波粒二象性第十三章动量守恒定律 波粒二象性 原子结构与原子核1(2014高考广东卷高考广东卷)(多选多选)在光电效应实验中，用频在光电效应实验中，用频率为率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是列说法正确的是( )A增大入射光的强度，光电流增大增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于改用频率小于的光照射，一定

2、不发生光电效应的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变的光照射，光电子的最大初动能变大大考点一光电效应的理解2(多选多选)对光电效应的解释正确的是对光电效应的解释正确的是 ( )A金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属它积累的动能足够大时，就能逸出金属B如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C发生光电效应时，入射

3、光越强，光子的能量就越大，光发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大电子的最大初动能就越大D由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应入射光的最低频率也不同生光电效应入射光的最低频率也不同一、光电效应及其规律一、光电效应及其规律1光电效应现象光电效应现象在光的照射下，金属中的在光的照射下，金属中的_从表面逸出的现象，发射出从表面逸出的现象，发射出来的电子叫来的电子叫_2光电效应的产生条件光电效应的产生条件入射光的频率入射光的频率_金属的极限频率金属的极限频率3光电效应规律光电效应规律(1)每种金属都有

4、一个极限频率，入射光的频率必须每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_这这个极限频率才能产生光电效应个极限频率才能产生光电效应教材梳理教材梳理(2)光电子的最大初动能与入射光的光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光无关，只随入射光频率的增大而频率的增大而_ (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过109s.(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射光的强度成_ 二、爱因斯坦光电效应方程二、爱因斯坦光电效应方程1光子说光子说在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，

5、每在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每份叫做份叫做一个光子，光子的能量一个光子，光子的能量_2逸出功逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的：电子从金属中逸出所需做功的_3最大初动能最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的：发生光电效应时，金属表面上的_吸收吸收光子光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值4光电效应方程光电效应方程(1)表达式：表达式：_或或_ (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功这些能量的一部分用来克服金属的逸出功

6、W0，剩下的表现，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能为逸出后电子的最大初动能3当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时这时()A锌板带负电锌板带负电B有正离子从锌板逸出有正离子从锌板逸出C有电子从锌板逸出有电子从锌板逸出D锌板会吸附空气中的正离子锌板会吸附空气中的正离子4在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的决于入射光的()A频率频率 B强度强度C照射时间照射时间 D光子数目光子数目5根据爱因斯坦的根据爱因斯坦的“

7、光子说光子说”可知可知()A“光子说光子说”本质就是牛顿的本质就是牛顿的“微粒说微粒说”B光的波长越大，光子的能量越小光的波长越大，光子的能量越小C一束单色光的能量可以连续变化一束单色光的能量可以连续变化D只有光子数很多时，光才具有粒子性只有光子数很多时，光才具有粒子性1光电效应的研究思路光电效应的研究思路考点阐释考点阐释2对光电效应规律的解释对光电效应规律的解释对应规律对应规律对规律的产生的解释对规律的产生的解释光电子的最大初光电子的最大初动能随着入射光动能随着入射光频率的增大而增频率的增大而增大，与入射光强大，与入射光强度无关度无关电子吸收光子能量后，一部分克服原子核引力电子吸收光子能量后

8、，一部分克服原子核引力做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，逸出功能，对于确定的金属，逸出功W0是一定的，故是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大增大光电效应具有瞬光电效应具有瞬时性时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程动能立即增大，不需要能量积累的过程光较强时饱和电光较强时饱和电流大流大光较强时，包含的光子数较多，照

9、射金属时产光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大生的光电子较多，因而饱和电流较大 光电效应实质及发生条件光电效应实质及发生条件(1)光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属表面，从而使金属带上正电出金属表面，从而使金属带上正电(2)能否发生光电效应，不取决于光的强度，而是能否发生光电效应，不取决于光的强度，而是取决于光的频率只要照射光的频率大于该金取决于光的频率只要照射光的频率大于该金属的极限频率，无论照射光强弱，均能发生光属的极限频率，无论照射光强弱，均能发生光电效应电效应规律总结规律总结6产生光电效应时，关于逸

10、出光电子的最大初动能产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A对于同种金属，对于同种金属，Ek与照射光的强度无关与照射光的强度无关B对于同种金属，对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比与照射光的波长成反比C对于同种金属，对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比与光照射的时间成正比D对于同种金属，对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系与照射光的频率成线性关系E对于不同种金属，若照射光频率不变，对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属与金属的逸出功成线性关系的逸出功成线性关系1(多选多选)用波长为用波长为和和2的光照射同一种金属，分别的光照射同一

11、种金属，分别产生的速度最快的光电子速度之比为产生的速度最快的光电子速度之比为2 1，普朗，普朗克常量和真空中光速分别用克常量和真空中光速分别用h和和c表示，那么下列表示，那么下列说法正确的有说法正确的有( )C波长超过波长超过2的光都不能使该金属发生光电效应的光都不能使该金属发生光电效应D波长超过波长超过4的光都不能使该金属发生光电效应的光都不能使该金属发生光电效应考点二光电效应方程和光电效应图象的理解及应用2. (多选多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压电压Uc与入射光频率与入射光频率的关系图象如右图所示则的关系图象如右图所示则由图象可知由图

12、象可知( )A该金属的逸出功等于该金属的逸出功等于h0B遏止电压是确定的，与照射光的频率遏止电压是确定的，与照射光的频率无关无关C若已知电子电量若已知电子电量e，就可以求出普朗克，就可以求出普朗克常量常量hD入射光的频率为入射光的频率为20时，产生的光电子时，产生的光电子的最大初动能为的最大初动能为h01爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程EkhW0h： 光电子的能量光电子的能量W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服原子：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服原子核引力所做的功核引力所做的功Ek：光电子的最大初动能：光电子的最大初动能考点阐释考点阐释2.由由Ek图象图象(如右图如

13、右图)可以得到的信息可以得到的信息(1)极限频率：图线与极限频率：图线与轴交点的横坐标轴交点的横坐标c.(2)逸出功：图线与逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值轴交点的纵坐标的值EW0；(3)普朗克常量：图线的斜率普朗克常量：图线的斜率kh.3小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示已知普朗克常量装置示意如图甲所示已知普朗克常量h6.631034 Js.(1)图甲中电极图甲中电极A为光电管的为光电管的_ (填填“阴极阴极”或或“阳极阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率与入射光频

14、率之间的关系如图之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功，逸出功W0_J；(3)如果实验中入射光的频率如果实验中入射光的频率7.001014 Hz，则产生的光电，则产生的光电子的最大初动能子的最大初动能Ek_J.应用光电效应方程时的注意事项应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率，光频率大于这个每种金属都有一个截止频率，光频率大于这个截止频率才能发生光电效应截止频率才能发生光电效应(3)应用光电效应方程应用光电效应方程EkhW0时，注意能量单时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算位电子伏和焦耳的换算(1 eV1.61019 J)规律总结规律总结3

15、遏止电压与截止频率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遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的截止频率：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频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率又叫极限频率)不不同的金属对应着不同的极限频率同的金属对应着不同的极限频率“三个关系三个关系”和和“四点提醒四点提醒”1定量分析光电效应时应抓住的定量分析光电效应时应抓住的“3个关系式个关系式”(1)爱因斯坦光电效应方程：爱因斯坦光电效应方程：EkhW0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc.2对

16、光电效应的对光电效应的“四点提醒四点提醒”：(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率光的频率(2)光电效应中的光电效应中的“光光”不是特指可见光，也包括不可不是特指可见光，也包括不可见光见光(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关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，而是电子光电子不是光子，而是电子4.图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为限频率为4.51014Hz，则以下判断中正确的是，则以下判断中正确的是()A发生光电效应时，电路中光电流的饱

17、和值取决于入发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率射光的频率B发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度射光的强度C用用0.5m的光照射光电管时，电路中有光电流产的光照射光电管时，电路中有光电流产生生D光照射时间越长，电路中的电流越大光照射时间越长，电路中的电流越大5在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为为0，该金属的逸出功为，该金属的逸出功为_若用波长为若用波长为(0)的单色光做该实验，则其遏止电压的单色光做该实验，则其遏止电压为为 已知电子的电荷量、真空中的光已知电子

18、的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为速和普朗克常量分别为e、c和和h.6(2014广东广东18)在光电效应实验中，用频率为在光电效应实验中，用频率为的光照射光电的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是管阴极，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，光电效应现象消失减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大的光照射，光电子的最大初动能变大7.某同学采用如图所示的实验装置来研究光

19、电效应现象当用某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象当用某单色光照射光电管的阴极某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象闭合时，会发生光电效应现象闭合开关开关S，在阳极，在阳极A和阴极和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流恰好为零，此阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中的电流恰好为零，此时电压表的电压值时电压表的电压值U称为反向截止电压，根据反向截止电压可称为反向截止电压，根据反向截止电压可以计算出光电子的最大初动能以计算出光电子的最大初动能Ekm.现分别用频率为现分别用频率为1和和2的单的单色光照射阴

20、极色光照射阴极K，测量到反向截止电压分别为，测量到反向截止电压分别为U1和和U2，设电子，设电子的质量为的质量为m，带电荷量为，带电荷量为e，则下列关系式中，则下列关系式中不正确的是不正确的是()A频率为频率为1的光照射时光电子的最大初速度的光照射时光电子的最大初速度B阴极阴极K金属的逸出功金属的逸出功W0h1eU1C阴极阴极K金属的极限频率金属的极限频率 D普朗克常量普朗克常量 8.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光甲光、乙光、丙

21、光)，如图如图2所示，则可判断出所示，则可判断出()A甲光的频率大于乙光的频率甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能能9.研究光电效应的电路如图所示用频率相同、强度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不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极阴极K)，钠，钠极板发射出的光电子被阳极极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光吸收，在电路中形成光

22、电流下列光电流电流下列光电流I与与A、K之间的电压之间的电压UAK的关系图的关系图象中，正确的是象中，正确的是()10如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴直线与横轴的交点坐标为的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为，与纵轴交点坐标为0.5)由图可由图可知知()A该金属的截止频率为该金属的截止频率为4.271014HzB该金属的截止频率为该金属的截止频率为5.51014HzC该图线的斜率表示普朗克常量该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为该金属的逸出功为0.5eV11

23、如图甲所示是研究光电效应规律的光电管用如图甲所示是研究光电效应规律的光电管用波长波长0.50m的绿光照射阴极的绿光照射阴极K，实验测得流过，实验测得流过 表的电流表的电流I与与AK之间的电势差之间的电势差UAK满足如图乙所示满足如图乙所示规律，取规律，取h6.631034Js.结合图象，求：结合图象，求：(结果保结果保留两位有效数字留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能时的最大动能(2)该阴极材料的极限波长该阴极材料的极限波长12.（15新课标新课标1卷）卷）1关于光的本性，下列说法正确的是关于光的本性，下列说法正确

24、的是 ()A光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的盾和对立的B光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点质点C大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性性D由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的用其中一种去说明光的切行为，只能认为光具切行为，只能认为光具有波粒二象性有波粒二象性考点三光的波粒二象性 物质波的理解2如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等

25、，则它们的们的_也相等也相等A速度速度 B动能动能C动量动量 D总能量总能量三、光的波粒二象性三、光的波粒二象性1光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性性2光电效应、康普顿效应说明光具有光电效应、康普顿效应说明光具有_性性3光既具有光既具有_性，又具有性，又具有_性，称为光的波粒二象性，称为光的波粒二象性性教材梳理教材梳理3(光的波粒二象性的理解光的波粒二象性的理解)(多选多选)用极微弱的可见光做双缝干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)所示的图象，则所示的图象，则(

26、 )A图象图象(a)表明光具有粒子性表明光具有粒子性B图象图象(c)表明光具有波动性表明光具有波动性C用紫外光观察不到类似的图象用紫外光观察不到类似的图象D实验表明光是一种概率波实验表明光是一种概率波光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有光既有波动性，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：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

27、子性越显著，越不容易看到光的干现象；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，往往表现为粒子性用时，往往表现为粒子性考点阐释考点阐释3波粒二象性的波粒二象性的“三个易错三个易错”(1)光子表现为波动性，并不否认光具有粒子性光子表现为波动性，并不否认光具有粒子性(2)宏观物体也具有波动性宏观物体也具有波动性(3)微观粒子的波动性与机械波不同，微观粒子的微观粒子的波动性与机械波不同，微观粒子的波是概率波波是概率波4、关于物质的波粒二象性，下列说法中不

28、正确的是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，都没有时，都没有 特定的运动轨道特定的运动轨道C波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、对立的，波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高但在微观高 速运动的现象中是统一的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实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性象性5、波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说、波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有法正确的有_A光电效应现象揭示了光的粒子性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热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释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，它们的德布罗意波动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等也相等6.（15新课标新课标2卷）（卷）（5分）实物粒子和光都具有波分