备战2020年高考物理一轮复习第1讲-光电效应-波粒二象性课件

2020高考一轮总复习•物理第十二章近代物理初步好教育云平台高考一轮总复习•物理第十二章近代物理初步第1讲光电效应波粒二象性大一轮复习讲义22020高考一轮总复习•物理NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点课时作业回扣基础知识训练基础题目细研考纲和真题分析突破命题点限时训练练规范练速度3过好双基关4一、光电效应及其规律1.光电效应现象在光的照射下，金属中的从表面逸出的现象，发射出来的电子叫.2.光电效应的产生条件入射光的频率金属的极限频率.3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须这个极限频率才能产生光电效应.电子光电子大于等于大于等于52020高考一轮总复习•物理(2)光电子的最大初动能与入射光的无关，只随入射光频率的增大而.(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成.强度增大正比62020高考一轮总复习•物理自测1教材P36第2题改编(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，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B.减小入射光的强度，光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大√√72020高考一轮总复习•物理二、爱因斯坦光电效应方程1.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝.2.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的.3.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的吸收光子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(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝.(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的.hν最小值电子hν－W0最大初动能92020高考一轮总复习•物理自测2(多选)如图1是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象.普朗克常量为h，由图象可知A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于hν0C.入射光的频率为2ν0时，产生的电子的最大初动能为ED.入射光的频率为时，产生的电子的最大初动能为√图1ν02E2√√102020高考一轮总复习•物理三、光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有性.(2)光电效应说明光具有性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的性.2.物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率的地方，暗条纹是光子到达概率的地方，因此光波又叫概率波.波动粒子波粒二象大小112020高考一轮总复习•物理(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.hp122020高考一轮总复习•物理自测3(多选)下列说法中正确的是A.光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说B.在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C.光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗条纹处落下光子的概率小D.单个光子显示粒子性，大量光子显示波动性√√13研透命题点142020高考一轮总复习•物理1.四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率.(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光.(3)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.2.两条对应关系(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.命题点一光电效应电路和光电效应方程的应用152020高考一轮总复习•物理3.三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc.162020高考一轮总复习•物理例1(2018·全国卷Ⅱ·17)用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J.已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A.1×1014HzB.8×1014HzC.2×1015HzD.8×1015Hz√解析设单色光的最低频率为ν0，由Ek＝hν－W0知Ek＝hν1－W0,0＝hν0－W0，又知ν1＝cλ整理得ν0＝cλ－Ekh，解得ν0≈8×1014Hz.172020高考一轮总复习•物理变式1(多选)(2017·全国卷Ⅲ·19)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量.下列说法正确的是A.若νa＞νb，则一定有Ua＜UbB.若νa＞νb，则一定有Eka＞EkbC.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜EkbD.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb√√182020高考一轮总复习•物理例2(2019·广东省中山一中、仲元中学等七校第一次模拟)如图2，实验中分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，下列说法正确的是A.若λ1λ2，则U1U2B.根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率C.用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1D.入射光的波长与光电子的最大初动能成正比图2√202020高考一轮总复习•物理变式2(2018·山西省太原市三模)如图3，在研究光电效应的实验中，保持P的位置不变，用单色光a照射阴极K，电流计G的指针不发生偏转；改用另一频率的单色光b照射K，电流计的指针发生偏转，那么A.增加a的强度一定能使电流计的指针发生偏转B.用b照射时通过电流计的电流由d到cC.只增加b的强度一定能使通过电流计的电流增大D.a的波长一定小于b的波长图3√222020高考一轮总复习•物理命题点二光电效应图象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：图线与ν轴交点的横坐标νc②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h242020高考一轮总复习•物理颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压Uc：图线与横轴的交点的横坐标②饱和光电流Im：光电流的最大值③最大初动能：Ek＝eUc颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压Uc1、Uc2②饱和光电流③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2252020高考一轮总复习•物理遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线①极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标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：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压)262020高考一轮总复习•物理例3(2018·广东省潮州市下学期综合测试)用如图4甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是A.普朗克常量为h＝B.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大图4ba√272020高考一轮总复习•物理变式3(2018·河南省濮阳市第三次模拟)用如图5甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系.图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知A.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最大B.单色光a和c的频率相同，且a光更强些，b光频率最大C.单色光a和c的频率相同，且a光更弱些，b光频率最小D.单色光a和c的频率不同，且a光更强些，b光频率最小图5√292020高考一轮总复习•物理变式4(2018·广西桂林、百色和崇左市第三次联考)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6所示.则由图象可知A.入射光频率越大，该金属的逸出功越大B.入射光的频率越大，则遏止电压越大(νν0)C.由图可求出普朗克常量h＝D.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比图6Uν0√312020高考一轮总复习•物理命题点三光的波粒二象性和物质波1.从数量上看：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.2.从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象.3.从传播与作用上看：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出粒子性.332020高考一轮总复习•物理4.波动性与粒子性的统一：由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有描述波动性的物理量——频率ν和波长λ.hλ342020高考一轮总复习•物理例4(多选)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√√√352020高考一轮总复习•物理变式5下列各组现象能说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.泊松亮斑和光电效应D.光的反射和光电效应√372020高考一轮总复习•物理变式6(多选)1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一.如图7所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的C.该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性图7√√√382020高考一轮总复习•物理变式7(多选)(2019·甘肃省天水市调研)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有A.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具有波动性C.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，它们的德布罗意波的波长也相等√√39课时作业401.有一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使金属产生光电效应的措施是A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间双基巩固练√12345678910111213412.(多选)光电效应实验中，下列表述正确的是A.光照时间越长，光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率时一定能产生光电子√123456789101112√13423.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.大量光子的行为往往显示出粒子性123456789101112√解析光具有波粒二象性，故A错误；电子是组成原子的基本粒子，有确定的静止质量，是一种物质实体，速度可以低于光速，光子代表着一份能量，没有静止质量，速度永远是光速，故B错误；光的波长越长，波动性越明显，波长越短，其粒子性越显著，故C正确；大量光子运动的规律表现出光的波动性，故D错误.