《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第12章 第1讲

原子与原子核第十二章考点内容要求新课标卷真题考纲解读光电效应Ⅰ2016Ⅰ卷35(1)题1.波粒二象性部分的重点内容是光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点．2．核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，也可能与其他知识联合出题．3．半衰期、质能方程的应用和计算以及核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单.爱因斯坦光电效应方程Ⅰ2015Ⅰ卷35(1)题氢原子光谱Ⅰ氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ2014Ⅱ卷35(1)题放射性同位素Ⅰ2014Ⅰ卷35(1)题核力、核反应方程Ⅰ2016Ⅱ卷、Ⅲ卷35(1)题结合能、质量亏损Ⅰ裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ射线的危害和防护Ⅰ第1讲光电效应波粒二象性栏目导航01知识梳理回顾03随堂限时集训02考点各个击破04配套训练知识梳理回顾1一、光电效应1．光电效应在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应．发射出来的电子叫__________．如图所示装置中，用弧光灯照射锌板，有电子从锌板表面飞出，使原来不带电的验电器带正电．光电子2．光电效应的规律(1)任何一种金属都有一个______________，入射光的频率ν必须大于这个极限频率(ν>ν0)才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光________的增大而增大．(3)入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是______的，一般不超过10－9s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的______成正比．3．爱因斯坦的光子说光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量E跟光的频率ν成正比：E＝hν(h是普朗克常量)．极限频率ν0

频率瞬时强度4．爱因斯坦光电效应方程(1)最大初动能和逸出功金属表面的电子吸收光子后克服金属原子核的引力做功．直接从金属表面逸出的电子所具有的最大动能称为最大初动能．克服金属原子核的引力逃逸出成为光电子所做的功的________叫逸出功．(2)光电效应方程________________，hν极限＝W0(Ek是光电子的最大初动能，W0是__________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)．最小值Ek＝hν－W0

逸出夯基题组1．(2017届静安二模)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应．可能使该金属产生光电效应的措施是(

)A．改用强度更大的紫外线照射 B．延长原紫外线的照射时间C．改用X射线照射 D．改用红外线照射【答案】C【解析】用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，知紫外线的频率小于金属的极限频率．要能发生光电效应，须改用频率更大的光照射(如X射线)．能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关．故C正确，A、B、D错误．2．(2017届上海模拟)如图，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转．则(

)A．电源右端应为正极B．流过电流表的电流大小取决于照射光的频率C．流过电流表的电流方向是a流向bD．普朗克解释了光电效应并提出光子能量E＝hν【答案】C【解析】发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表的电流方向是a流向b，所以电源左端可能为正极，故A错误，C正确．流过电流表的电流大小取决于照射光的强度，与光的频率无关；能否产生光电效应取决于入射光的频率，故B错误．爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E＝hν，故D错误．二、光的波粒二象性1．光的波粒二象性光既有波动性，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：(1)个别光子的作用效果往往表现为_________；大量光子的作用效果往往表现为__________．(2)频率越低波动性__________，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性__________，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．粒子性波动性越显著越显著波动性粒子性德布罗意波概率波夯基题组3．(2017届杨浦二模)关于光的波粒二象性的理解正确的是(

)A．大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．高频光是粒子，低频光是波D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著【答案】D【解析】大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A错误．光在传播时有时看成粒子有时可看成波，故B错误．高频光波长短，光的粒子性显著；低频光波长长，光的波动性显著，故C错误．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著，故D正确．4．(多选)(2017届福建名校模拟)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是(

)A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关【答案】ACD【解析】干涉是波具有的特性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，所以A正确．β粒子在云室中受磁场力的作用，做的是圆周运动，与波动性无关，所以B错误．可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以产生衍射现象，说明其具有波动性，所以C正确．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明其具有波动性，所以D正确．光电效应实验，说明的是能够从金属中打出光电子，说明的是光的粒子性，所以E错误．考点各个击破21．爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.hν：光子的能量；W0：逸出功；Ek：光电子的最大初动能．考点1对光电效应规律的理解2．光子说对光电效应的解释现象解释光电子最大初动能的决定因素根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，最大初动能与光子的频率和物体的逸出功有关，光子的频率越大，金属的逸出功越小，逸出的光电子最大初动能越大光电效应的瞬时性电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电效应几乎是瞬时发生的，一般不超过10－9

s注意：光电效应中的光包括不可见光．例1

(2017届杨浦二模)关于光电效应现象，下列说法正确的是(

)A．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大B．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成正比C．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长才能产生光电效应D．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应解析：只有入射光的频率大于金属的极限频率才能产生光电效应．当入射频率越高时，则光电子的最大初动能越大．这与入射光的强度无关．故A、D错误．根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，入射光的频率越大．光电子的最大初动能越大．但光电子的最大初动能与照射光的频率并不成正比，故B错误．只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，而频率越高，波长越短，故C正确．答案：C练1

关于光电效应的规律，下面说法正确的是(

)A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能也就越大B．当某种色光照射金属表面时能产生光电效应．如果入射光的强度减弱，从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C．对某金属来说，入射光波长必须大于某一极限值才能产生光电效应D．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则所有金属产生的光电子的最大初动能一定相同【答案】A【解析】根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，知入射光的频率越高产生的光电子的最大初动能越大，故A正确．光电效应具有瞬时性，入射光的强度不影响发出光电子的时间间隔，故B错误．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即入射光的波长小于金属的极限波长，故C错误．不同的金属逸出功不同．根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，知同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，光电子的最大初动能不同，故D错误．光电效应规律的总结1．放不放光电子，看入射光的最低频率．2．放多少光电子，看光的强度．3．光电子的最大初动能大小，看入射光的频率．4．要放光电子，瞬时放．爱因斯坦建立了光电效应方程：光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，ν为入射光频率，h为普朗克常量，W0为某种金属的逸出功．由Ek－ν图像(如图所示)可以得到的物理量：(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0.(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E.(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.考点2光电效应方程的应用例2

(2017届南昌三模)在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面，如图甲，结果都能发生光电效应，并记录相关数据．对于这两组实验，下列判断正确的是(

)A．饱和光电流一定不同B．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同C．光电子的最大初动能不同D．分别用不同频率的光照射之后绘制Uc－ν图像(ν为照射光频率，图乙为其中一小组绘制的图像)，图像的斜率可能不同甲

乙

答案：BC1．光电效应现象中射出的光电子具有一定动能，因此易与电场、磁场相结合命制综合性较强的试题．射出的光电子的动能是解决这类问题的重要条件．可由爱因斯坦光电效应方程求得．2．由爱因斯坦光电效应方程可得Ek－ν曲线(如图)．由图像可以得到的物理量：(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0.(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0.(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.练2

(多选)(2017届济宁一模)图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像．下列说法正确的是(

)甲乙A．由图线①、③可知，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B．由图线①、②、③可知，对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C．只要增大电压，光电流就会一直增大D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应【答案】AB【解析】由图线①、③可知，在光的颜色不变的情况下，入射光越强饱和电流越大，故A正确．根据光电效应方程知，Ek＝hν－W0＝eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大．对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B正确．增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故C错误．发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D错误．考点3光的波粒二象性例3

(2017届奉贤二模)下列哪一组实验能说明光具有波粒二象性(

)A．光的双缝干涉和光的单缝衍射现象B．泊松亮斑和光电效应现象C．光的反射和光的薄膜干涉现象D．光电效应和光的直进现象解析：光的干涉和衍射是波特有的现象，能说明光具有波动性，不能说明其粒子性，故A错误．泊松亮斑是由于光的衍射形成的，说明光具有波动性．而光电效应说明光具有粒子性，故B正确．光的薄膜干涉现象说明光具有波动性．而光的反射不能说明其具有粒子性，波也能反射，故C错误．光电效应能说明光具有粒子性，而光的直进现象不能说明波动性，粒子也能直进，故D错误．答案：B练3

(2017届衡水模拟)有关光的本性的说法正确的是(

)A．有关光的本性，牛顿提出了“粒子性”，惠更斯提出了“波动性”，爱因斯坦提出了“光子说”．它们都圆满地说明了光的本性B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏观概念的波，也可以看成微观概念上的粒子