资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩5页未读，
继续阅读
新高考物理一轮复习讲义 第16章 第1讲 光电效应 波粒二象性（2份打包，原卷版+教师版）
展开
这是一份新高考物理一轮复习讲义 第16章 第1讲 光电效应 波粒二象性（2份打包，原卷版+教师版），文件包含新高考物理一轮复习讲义第16章第1讲光电效应波粒二象性原卷版doc、新高考物理一轮复习讲义第16章第1讲光电效应波粒二象性教师版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
目标要求 1.了解黑体辐射的实验规律.2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.了解实物粒子的波动性，知道物质波的概念．
考点一 黑体辐射及实验规律
1．热辐射
(1)定义：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的____________有关，所以叫热辐射．
(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体________的不同而有所不同．
2．黑体、黑体辐射的实验规律
(1)黑体：能够________________入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．
(2)黑体辐射的实验规律：
①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除了与________有关，还与材料的________及表面状况有关．
②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有________，另一方面，辐射强度的极大值向波长较________的方向移动，如图．
3．能量子
(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________________，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子．
(2)能量子大小：ε＝________，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)．
1．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波．( )
2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动．( )
3．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说．( )
例1 (多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是( )
A．黑体能够完全吸收照射到它上面的光波
B．随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所增加
C．随着温度的升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动
D．黑体辐射的强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关
听课记录：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________
例2 (2022·全国乙卷·17)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7 m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个．普朗克常量为h＝6.63×10－34 J·s.R约为( )
A．1×102 m B．3×102 m
C．6×102 m D．9×102 m
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点二 光电效应
1．光电效应及其规律
(1)光电效应现象
照射到金属表面的光，能使金属中的________从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为________________．
(2)光电效应的产生条件
入射光的频率________________金属的截止频率．
(3)光电效应规律
①每种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须________________这个截止频率才能产生光电效应．
②光电子的最大初动能与入射光的强度______，只随入射光________的增大而增大．
③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.
④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越________，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成________．
2．爱因斯坦光电效应方程
(1)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________________．
(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的________________，W0＝hνc＝____________.
(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．
1．光子和光电子都不是实物粒子．( )
2．只要入射光的强度足够大，就可以使金属发生光电效应．( )
3．要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于或等于该金属的逸出功．( )
4．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．( )
光电效应的分析思路
例3 (2023·天津市质检)光电效应实验中，下列表述正确的是( )
A．光照时间越长，光电子最大初动能越大
B．入射光足够强就可以有光电流导出
C．遏止电压与入射光的强度有关
D．入射光频率小于截止频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
例4 (2023·湖北省恩施高中月考)用如图所示的实验装置研究光电效应现象．用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动滑动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为零，则在该实验中( )
A．光电子的最大初动能为1.05 eV
B．光电管阴极的逸出功为1.7 eV
C．开关S断开，电流表G示数为零
D．当触点c向a端滑动时，电压表示数增大
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点三 光电效应中常见的四类图像
例5 (2023·山东日照市模拟)在研究光电效应现象时，先后用单色光a、b、c照射同一光电管，所得到的光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．b、c两种单色光的颜色相同
B．a、b两种单色光的光照强度相同
C．增大c光的光照强度，电路中的饱和电流将增大
D．增大b光的光照强度，射出的光电子的最大初动能增大
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
例6 (2021·江苏卷·8)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是( )
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点四 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________________．
(2)光电效应说明光具有________________．
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的________________．
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．
(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．
1．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．( )
2．法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性．( )
例7 (多选)(2022·浙江1月选考·16)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23 kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上．已知电子质量取9.1×10－31 kg，普朗克常量取6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是( )
A．发射电子的动能约为8.0×10－15 J
B．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11 m
C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
例8 (2023·上海市师大附中高三月考)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(a)、(b)、(c)所示的图像，则( )
A．图像(a)表明光具有波动性
B．图像(c)表明光具有粒子性
C．用紫外线观察不到类似的图像
D．实验表明光是一种概率波
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________考情分析
光电效应
2022·河北卷·T4 2021·海南卷·T3 2021·江苏卷·T8
2019·天津卷·T5 2018·全国卷Ⅱ·T17
能级跃迁、光子的动量
2022·广东卷·T5 2022·浙江6月选考·T7 2022·北京卷·T1
2022·重庆卷·T6 2020·江苏卷·T12(2) 2019·全国卷Ⅰ·T14
黑体辐射、原子核式结构实验、物质波
2022·浙江1月选考·T16 2020·天津卷·T1 2020·江苏卷·T12(1)
原子核的衰变、半衰期
2022·全国甲卷·T17 2022·山东卷·T1 2022·浙江6月选考·T14
2021·全国甲卷·T17 2021·全国乙卷·T17 2021·山东卷·T1
2021·广东卷·T1 2021·湖南卷·T1 2021·河北卷·T1
2021·福建卷·T9 2021·重庆卷·T2 2020·全国卷Ⅲ·T19
核反应、核能
2022·浙江1月选考·T14 2022·湖北卷·T1 2022·辽宁卷·T2
2021·浙江6月选考·T14 2021·北京卷·T1 2021·海南卷·T5
2021·江苏卷·T1 2020·全国卷Ⅰ·T19 2020·全国卷Ⅱ·T18
2020·浙江7月选考·T14 2019·全国卷Ⅱ·T15
试题情境
生活实践类
医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等
学习探究类
光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等
图像名称
图线形状
获取信息
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系
①截止频率νc：图线与ν轴交点的横坐标
②逸出功W0：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量h：图线的斜率k＝h
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系
①截止频率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)
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饱和电流：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、Uc2
②饱和电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
目标要求 1.了解黑体辐射的实验规律.2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.了解实物粒子的波动性，知道物质波的概念．
考点一 黑体辐射及实验规律
1．热辐射
(1)定义：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的____________有关，所以叫热辐射．
(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体________的不同而有所不同．
2．黑体、黑体辐射的实验规律
(1)黑体：能够________________入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体．
(2)黑体辐射的实验规律：
①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除了与________有关，还与材料的________及表面状况有关．
②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有________，另一方面，辐射强度的极大值向波长较________的方向移动，如图．
3．能量子
(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________________，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子．
(2)能量子大小：ε＝________，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)．
1．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波．( )
2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动．( )
3．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说．( )
例1 (多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是( )
A．黑体能够完全吸收照射到它上面的光波
B．随着温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所增加
C．随着温度的升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动
D．黑体辐射的强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关
听课记录：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________
例2 (2022·全国乙卷·17)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7 m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个．普朗克常量为h＝6.63×10－34 J·s.R约为( )
A．1×102 m B．3×102 m
C．6×102 m D．9×102 m
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点二 光电效应
1．光电效应及其规律
(1)光电效应现象
照射到金属表面的光，能使金属中的________从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常称为________________．
(2)光电效应的产生条件
入射光的频率________________金属的截止频率．
(3)光电效应规律
①每种金属都有一个截止频率νc，入射光的频率必须________________这个截止频率才能产生光电效应．
②光电子的最大初动能与入射光的强度______，只随入射光________的增大而增大．
③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.
④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数越________，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成________．
2．爱因斯坦光电效应方程
(1)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________________．
(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的________________，W0＝hνc＝____________.
(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．
1．光子和光电子都不是实物粒子．( )
2．只要入射光的强度足够大，就可以使金属发生光电效应．( )
3．要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于或等于该金属的逸出功．( )
4．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．( )
光电效应的分析思路
例3 (2023·天津市质检)光电效应实验中，下列表述正确的是( )
A．光照时间越长，光电子最大初动能越大
B．入射光足够强就可以有光电流导出
C．遏止电压与入射光的强度有关
D．入射光频率小于截止频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
例4 (2023·湖北省恩施高中月考)用如图所示的实验装置研究光电效应现象．用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动滑动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为零，则在该实验中( )
A．光电子的最大初动能为1.05 eV
B．光电管阴极的逸出功为1.7 eV
C．开关S断开，电流表G示数为零
D．当触点c向a端滑动时，电压表示数增大
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点三 光电效应中常见的四类图像
例5 (2023·山东日照市模拟)在研究光电效应现象时，先后用单色光a、b、c照射同一光电管，所得到的光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．b、c两种单色光的颜色相同
B．a、b两种单色光的光照强度相同
C．增大c光的光照强度，电路中的饱和电流将增大
D．增大b光的光照强度，射出的光电子的最大初动能增大
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
例6 (2021·江苏卷·8)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是( )
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
考点四 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________________．
(2)光电效应说明光具有________________．
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的________________．
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．
(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．
1．光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．( )
2．法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性．( )
例7 (多选)(2022·浙江1月选考·16)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验．如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10－23 kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上．已知电子质量取9.1×10－31 kg，普朗克常量取6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是( )
A．发射电子的动能约为8.0×10－15 J
B．发射电子的物质波波长约为5.5×10－11 m
C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________
例8 (2023·上海市师大附中高三月考)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(a)、(b)、(c)所示的图像，则( )
A．图像(a)表明光具有波动性
B．图像(c)表明光具有粒子性
C．用紫外线观察不到类似的图像
D．实验表明光是一种概率波
听课记录：______________________________________________________________
________________________________________________________________________考情分析
光电效应
2022·河北卷·T4 2021·海南卷·T3 2021·江苏卷·T8
2019·天津卷·T5 2018·全国卷Ⅱ·T17
能级跃迁、光子的动量
2022·广东卷·T5 2022·浙江6月选考·T7 2022·北京卷·T1
2022·重庆卷·T6 2020·江苏卷·T12(2) 2019·全国卷Ⅰ·T14
黑体辐射、原子核式结构实验、物质波
2022·浙江1月选考·T16 2020·天津卷·T1 2020·江苏卷·T12(1)
原子核的衰变、半衰期
2022·全国甲卷·T17 2022·山东卷·T1 2022·浙江6月选考·T14
2021·全国甲卷·T17 2021·全国乙卷·T17 2021·山东卷·T1
2021·广东卷·T1 2021·湖南卷·T1 2021·河北卷·T1
2021·福建卷·T9 2021·重庆卷·T2 2020·全国卷Ⅲ·T19
核反应、核能
2022·浙江1月选考·T14 2022·湖北卷·T1 2022·辽宁卷·T2
2021·浙江6月选考·T14 2021·北京卷·T1 2021·海南卷·T5
2021·江苏卷·T1 2020·全国卷Ⅰ·T19 2020·全国卷Ⅱ·T18
2020·浙江7月选考·T14 2019·全国卷Ⅱ·T15
试题情境
生活实践类
医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等
学习探究类
光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等
图像名称
图线形状
获取信息
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系
①截止频率νc：图线与ν轴交点的横坐标
②逸出功W0：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量h：图线的斜率k＝h
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系
①截止频率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)
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饱和电流：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、Uc2
②饱和电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
相关试卷
新高考物理一轮复习讲义 第14章 第1讲 光的折射 全反射（2份打包，原卷版+教师版）： 这是一份新高考物理一轮复习讲义 第14章 第1讲 光的折射 全反射（2份打包，原卷版+教师版），文件包含新高考物理一轮复习讲义第14章第1讲光的折射全反射原卷版doc、新高考物理一轮复习讲义第14章第1讲光的折射全反射教师版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习讲义 第8章 第1讲 机械振动（2份打包，原卷版+教师版）： 这是一份新高考物理一轮复习讲义 第8章 第1讲 机械振动（2份打包，原卷版+教师版），文件包含新高考物理一轮复习讲义第8章第1讲机械振动原卷版doc、新高考物理一轮复习讲义第8章第1讲机械振动教师版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习讲义 第7章 第1讲 动量定理及应用（2份打包，原卷版+教师版）： 这是一份新高考物理一轮复习讲义 第7章 第1讲 动量定理及应用（2份打包，原卷版+教师版），文件包含新高考物理一轮复习讲义第7章第1讲动量定理及应用原卷版doc、新高考物理一轮复习讲义第7章第1讲动量定理及应用教师版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
