物理人教总复习波粒二象性原子结构原子核

选修3-5第十二章波粒二象性原子结构原子核第1讲波粒二象性【秒判正误】(1)电子枪发射电子的现象就是光电效应。 ()(2)不同的金属一定对应着相同的极限频率。 ()(3)核外电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

()(4)核外电子可以吸收或放出任意频率的光子。()××√×(5)波动性和粒子性是完全对立的，这两种属性不可能兼有。 ()(6)逸出功的大小与入射光无关。 ()(7)光电子的最大初动能与入射光的频率一定成正比。

()×√×考点1光电效应规律【典题突破】题型1光电效应现象的理解典例1(多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是(

)A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生【解析】选A、C。根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确。由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确。保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误。触类旁通(多选)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是(

)A.有光子从锌板逸出B.有电子从锌板逸出C.验电器指针张开一个角度 D.锌板带负电【解析】选B、C。用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误。题型2光电效应方程的应用典例2(2018·榆林模拟)如图所示，已知用光子能量为2.82eV的紫光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转，若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，电压表读数为1V，则该金属涂层的逸出功约为

(

)A.2.9×10-19J

B.6.1×10-19JC.1.6×10-19J D.4.5×10-19J【解析】选A。由hν-W=Ekm，Ekm=eUc可得该金属涂层的逸出功W=hν-eUc=2.82eV-1eV=1.82eV=2.9×10-19J，故A正确。【提分秘籍】1.光电效应的研究思路：(1)两条线索。(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。2.对光电效应规律的解释：对应规律对规律的产生的解释光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，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能。对于确定的金属，W0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增大对应规律对规律的产生的解释光电效应具有瞬时性光照射金属时，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光较强时饱和电流大光较强时，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3.深入理解三个关系：(1)爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0。(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即Ek=eUc，其中Uc是遏止电压。(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0=hνc。【加固训练】如图所示，当开关K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为 (

)A.1.9eV

B.0.6eVC.2.5eV D.3.1eV【解析】选A。由题意知光电子的最大初动能为Ek=eUc=0.60eV，所以根据光电效应方程Ek=hν-W0可得W0=hν-Ek=(2.5-0.60)eV=1.9eV。考点2光电效应的图象分析【典题突破】题型1

Ek-ν图象的理解与应用典例3(多选)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(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)。由图可知 (

)A.该金属的截止频率为4.27×1014HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5eV【解析】选A、C。图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、B错误；由光电效应方程Ek=hν-W0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为：W0=hν0=≈1.77eV，D错误。触类旁通(多选)在做光电效应的实验时，某金属被光照射时发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示(图线上各点对应的坐标已知，只是未标出)，由实验图线可求出

(

)A.该金属的极限频率B.普朗克常量C.该金属的逸出功D.单位时间内逸出的光电子数【解析】选A、B、C。依据光电效应方程Ek=hν-W0可知，当Ek=0时，ν=νc，即图线的横截距在数值上等于该金属的极限频率。图线的斜率k=h，即图线的斜率在数值上等于普朗克常量。ν=0时，Ek=-W0，即图线的纵截距的绝对值等于该金属的逸出功。单位时间内逸出的光电子数，与入射光的强度和频率有关。故选A、B、C。题型2对I-U图象的理解典例4在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出 (

)A.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C.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能【解题思维】1.题型特征：通过I-U图象分析入射光频率和光强。2.题型解码：遏止电压大小反映入射光频率大小。饱和电流大小反映入射光强度大小。【解析】选B。由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eUc=Ek和hν=W0+Ek得甲、乙光频率相等，A错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；同一种金属的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D错误。题型3

Uc-ν图象与光电效应方程的应用典例5(2015·全国卷Ⅰ)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为_________，所用材料的逸出功可表示为_________。

【解析】由题意可得eUc=m=hν-W，变形为Uc=

，结合图象可知=k，=-b，所以h=ek，W=-eb。答案：ek

-eb【提分秘籍】光电效应图象的分析图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线

(1)极限频率：ν0。(2)逸出功：W0=|-E|=E。(3)普朗克常量：图线的斜率k=h图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线(1)截止(极限)频率：ν0。(2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大。(3)普朗克常量：h=ke(k为斜率，e为电子电量)图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量频率相同、光强不同时，光电流与电压的关系

(1)遏止电压：Uc。(2)饱和光电流：Im(电流的最大值)。(3)最大初动能：Ekm=eUc图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量频率不同、光强相同时，光电流与电压的关系

(1)遏止电压：Uc1、Uc2。(2)饱和光电流：电流最大值。(3)最大初动能：Ek1=eUc1，Ek2=eUc2【加固训练】

(多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图象如图所示。则由图象可知 (

)A.该金属的逸出功等于hν0B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关C.入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0D.入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0【解析】选A、C。当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0=hν0，故选项A正确；根据光电效应方程Ekm=hν-W0和-eUc=0-Ekm得，Uc=，可知当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故选项B错误；从图象上可知，逸出功W0=hν0，根据光电效应方程Ekm=h·2ν0-W0=hν0，故选项C正确；Ekm=h·3ν0-W0=2hν0，故选项D错误。考点3光的波粒二象性物质波【典题突破】典例6(多选)在光电效应实验中，采用极限频率为νc=5.5×1014Hz的钠作阴极，已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s，电子质量m=9.1×10-31kg。用频率ν=7.5×1014Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的 (

)A.动能的数量级为10-19JB.速率的数量级为108m/sC.动量的数量级为10-27kg·m/sD.德布罗意波长的数量级为10-9m【解析】选A、D。根据光电效应方程Ek=hν-W0，W0=hνc，Ek=hν-hνc=6.6×10-34J·s×7.5×1014Hz-6.6×10-34J·s×5.5×1014Hz=1.32×10-19J，A正确；由动能Ek=可知，光电子速率v==5.4×105m/s，B错误；动量p=mv=9.1×10-31kg×5.4×105m/s=4.914×10-25kg·m/s，C错误；由德布罗意波长λ=m=1.34×10-9m，D正确。【提分秘籍】1.对光的粒子性和波动性的理解：项目内容说明光的粒子性(1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子性。(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性粒子的含义是“不连续的”“一份一份的”，光的粒子即光子项目内容说明光的波动性(1)足够能量的光在传播时，表现出波动