（名師導(dǎo)學(xué)）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十二章 第1節(jié) 光電效應(yīng) 波粒二象性教學(xué)案 新人教版

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1、第1節(jié) 光電效應(yīng) 波粒二象性 　【p209】 內(nèi)容 要求 說(shuō) 明 光電效應(yīng) 愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 Ⅰ Ⅰ 氫原子光譜 氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式 Ⅰ Ⅰ 原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 放射性同位素 核力、核反應(yīng)方程 結(jié)合能、質(zhì)量虧損 裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 射線的危害與防護(hù) Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 2017、2018命題情況　【p209】 年份 考題 題型 分值 主要考點(diǎn) 2017 全國(guó)卷Ⅰ第17題 選擇題 6分 質(zhì)量虧損、結(jié)合能 全國(guó)卷Ⅱ卷第15題 選擇

2、題 6分 α衰變 全國(guó)卷Ⅲ第19題 選擇題 6分 光電效應(yīng)方程 年份 考題 題型 分值 主要考點(diǎn) 2017 天津卷第1題 選擇題 6分 核反應(yīng)的種類 北京卷第18題 選擇題 6分 光子的能量、電離 北京卷第23題 計(jì)算題 18分 核反應(yīng)方程、質(zhì)能方程 海南卷第7題 選擇題 5分 光電效應(yīng) 江蘇卷第12題C(1) 選擇題 4分 比結(jié)合能、結(jié)合能 江蘇卷第12題C(2) 選擇題 4分 物質(zhì)波 2018 全國(guó)卷Ⅱ卷第17題 選擇題 6分 光電效應(yīng)

3、 全國(guó)卷Ⅲ卷第14題 選擇題 6分 核反應(yīng)方程 北京卷第13題 選擇題 6分 核反應(yīng)方程 江蘇卷第12題C(1) 選擇題 4分 半衰期 江蘇卷第12題C(2) 填空題 4分 光電效應(yīng) 天津卷第5題 選擇題 6分 能級(jí)躍遷 天津卷第1題 選擇題 6分 核反應(yīng)方程 第1節(jié)　光電效應(yīng)　波粒二象性 ?　　【p209】 夯實(shí)基礎(chǔ)　 1．光電效應(yīng)現(xiàn)象 (1)定義：在光的照射下金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做__光電子__． 特別提醒：①光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象． ②定義中的光包括

4、可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光． (2)幾個(gè)名詞解釋 ①遏止電壓：使光電流減小到零時(shí)的__最小反向電壓，用Uc表示__． ②截止頻率：能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的__最小__頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)，用νc表示．不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的截止頻率． ③逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的__最小值__，叫做該金屬的逸出功，用W0表示，不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的逸出功． ④最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值． 2．光電效應(yīng)規(guī)律 (1)每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光的頻率__低于__截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)． (2)光電子的__

5、最大初動(dòng)能__與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而__增大__． (3)只要入射光的頻率大于金屬的截止頻率，照到金屬表面時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是__瞬時(shí)的__，一般不超過(guò)10－9 s，與光的強(qiáng)度__無(wú)__關(guān)． (4)當(dāng)入射光的頻率大于金屬的截止頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成__正__比． 3．光電效應(yīng)方程 (1)光子說(shuō)：空間傳播的光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子．光子的能量為E＝__hν__，其中h是普朗克常量，其值為6.63×10－34 J·s，ν是光的頻率． (2)光電效應(yīng)方程：__Ek＝hν－W0__，其中hν為入射光子的能量，Ek為光電子的最大初動(dòng)

6、能，Ek＝eUc，W0是金屬的逸出功，W0＝hνc. 考點(diǎn)突破　　 例1用圖示裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，滑動(dòng)變阻器的滑片位于變阻器的中間位置，當(dāng)用藍(lán)光照射到光電管上時(shí)，電流表有示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．將電源正極與負(fù)極調(diào)換，電流表一定沒(méi)有示數(shù) B．改用黃光照射到光電管，電流表一定沒(méi)有示數(shù) C．增大藍(lán)光的照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變 D．改用波長(zhǎng)更短的光照射光電管，光電管中金屬的逸出功變大 【解析】若將電源正極與負(fù)極調(diào)換，光電管兩端電壓由正向電壓變成反向電壓，如果反向電壓小于遏止電壓，電流表仍有讀數(shù)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；改用黃光照射到光電管，若黃光的頻率大于金屬的截止頻率，陰

7、極材料有光電子逸出，電流表仍有讀數(shù)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大藍(lán)光的照射強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故C項(xiàng)正確；光電管中金屬的逸出功是金屬材料自身的性質(zhì)，與入射光的性質(zhì)無(wú)關(guān)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 【答案】C 【小結(jié)】光電效應(yīng)規(guī)律的解釋 存在截止頻率 電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功W0，入射光子能量不能小于W0，對(duì)應(yīng)的最小頻率νc＝，即截止頻率 光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光頻率的增大而增大，與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān) 電子吸收光子能量后，一部分克服阻礙作用做功，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能，對(duì)于確定的金屬，W0是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只

8、隨入射光的頻率增大而增大，一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子，故光電子最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān) 效應(yīng)具有瞬時(shí)性(10－9 s) 光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要能量積累的過(guò)程 例2用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖．則下列敘述正確的是(　　) A．照射該光電管時(shí)a光使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大 B．b光光子能量比a大 C．極限頻率越大的金屬材料逸出功越小 D．光電管是基于光電效應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器件，可使光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 【解析】根據(jù)公式Ek＝eUc可得遏止電壓越大，最大初動(dòng)能越大，故圖中可得b光

9、照射光電管時(shí)反向截止電壓大，說(shuō)明逸出的光電子最大初動(dòng)能大，故A錯(cuò)誤；b光照射時(shí)最大初動(dòng)能大，根據(jù)公式hν－W0＝mv可得b的頻率大，光子的能量大，故B正確；根據(jù)W0＝hνc，可知，極限頻率越大的金屬材料逸出功越大，故C錯(cuò)誤；光照射光電管，出現(xiàn)光電效應(yīng)現(xiàn)象，可使光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)．故D正確． 【答案】BD 【小結(jié)】對(duì)某一金屬有關(guān)光電效應(yīng)的幾種圖象 圖象名稱 圖線形狀 由圖線直接(間接)得到的物理量 最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線 ①截止頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc ②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值 W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：圖

10、線的斜率k＝h 顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn) ②飽和光電流Im：光電流的最大值 ③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc 顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系 ①遏止電壓Uc1、Uc2 ②飽和光電流 ③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線 ①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn) ②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke.(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓) 針對(duì)訓(xùn)練　 　　　　　

11、　　　　　　　　　　　　　 1．關(guān)于光電效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的是(C) A．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比 B．光電子的最大初動(dòng)能越大，形成的光電流越強(qiáng) C．能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功 D．用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng) 【解析】根據(jù)Ekm＝hν－W0可知，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光的頻率增大而增大，但不是成正比，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；光電流的強(qiáng)弱與入射光的光強(qiáng)有關(guān)，與光電子的最大初動(dòng)能無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或

12、等于金屬的逸出功，選項(xiàng)C正確；綠光的頻率大于黃光，則用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬也可能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．如圖所示是研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置，當(dāng)用光子能量為2.82 eV的光照射到光電管中的金屬涂層時(shí)，電流表G的讀數(shù)為0.2 mA.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零．下列說(shuō)法中不正確的是(D) A．光電子的最大初動(dòng)能為1 eV B．光電管陰極的逸出功為1.82 eV C．開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)后，有電流流過(guò)電流表G D．改用光子能量為0.85 eV的光照射，電流表G也有電流，但電流較小 【解析】該

13、裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1 V時(shí)，電流表示數(shù)為0，知道光電子的最大初動(dòng)能為1 eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，W0＝1.82 eV，故A、B正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，用光子能量為2.82 eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過(guò)電流表，故C正確；改用能量為0.85 eV的光子照射，0.85 eV小于1.82 eV，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表無(wú)電流，故D錯(cuò)誤． 3．如圖所示是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長(zhǎng)為λ0的光照到陰極K上時(shí)，電路中有光電流，則(C) A．若換用波長(zhǎng)為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流

14、B．若換用波長(zhǎng)為λ2(λ2>λ0)的光照射陰極K時(shí)，電路中一定沒(méi)有光電流 C．增加電路中電源電壓，電路中的光電流不一定增大 D．若將電源極性反接，電路中一定沒(méi)有光電流產(chǎn)生 【解析】若換用波長(zhǎng)為λ1、λ2(λ1>λ0、λ2>λ0)的光的頻率有可能大于極限頻率，電路中可能有光電流，A、B錯(cuò)誤；光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，當(dāng)光越強(qiáng)時(shí)，光電子數(shù)目會(huì)增多，而電壓增加不會(huì)改變光電子數(shù)目，則光電流也不會(huì)影響，C正確；將電路中電源的極性反接，電子受到電場(chǎng)阻力，到達(dá)A極的數(shù)目會(huì)減小，則電路中電流會(huì)減小，甚至沒(méi)有電流，D錯(cuò)誤． 4．1916年，美國(guó)著名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家密立根，完全肯定了愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程

15、，并且測(cè)出了當(dāng)時(shí)最精確的普朗克常量h的值，從而贏得1923年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．若用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量某金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，作出如圖乙所示的Uc－ν的圖象，電子電荷量e＝1.6×10－19 C，則下列說(shuō)法正確的是(C) A．圖甲中電源右端為正極 B．普朗克常量約為6.64×10－34 J·s C．該金屬的截止頻率為5.0×1014 Hz D．該金屬的逸出功約為6.61×10－19 J 【解析】電子從K極出來(lái)，在電場(chǎng)力的作用下做減速運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)線的方向向右，所以電源右端為負(fù)極，故A錯(cuò)；由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得：Ek＝hν－W0，粒子在電場(chǎng)中做減速，由動(dòng)能定理可得

16、：－eU＝0－Ek，解得：U＝－，由題圖可知，金屬的極限頻率等于ν0＝5.0×1014 Hz，圖象的斜率代表了k＝，結(jié)合數(shù)據(jù)解得：h＝6.61×10－34 J·s，故B錯(cuò)誤，C對(duì)；金屬的逸出功W0＝hν0＝6.61×10－34×5.0×1014 Hz＝3.31×10－19 J，故D錯(cuò)誤． 5．現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長(zhǎng)關(guān)系為λa∶λb∶λc＝1∶2∶3.當(dāng)用a光束照射某種金屬板時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，若改用b光束照射該金屬板，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek，當(dāng)改用c光束照射該金屬板時(shí)(B) A．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek B．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的

17、光電子最大動(dòng)能為Ek C．能發(fā)生光電效應(yīng)，飛出的光電子最大動(dòng)能為Ek D．由于c光束光子能量最小，該金屬板不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng) 【解析】a、b、c三束單色光，其波長(zhǎng)關(guān)系為λa∶λb∶λc＝1∶2∶3，因?yàn)楣庾宇l率ν＝，知光子頻率之比6∶3∶2. 設(shè)a光的頻率為6a，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0得，Ek＝h·6a－W0，Ek＝h·3a－W0. 聯(lián)立兩式解得逸出功W0＝ha，Ek＝ha c光的光子頻率為2a>W0，能發(fā)生光電效應(yīng)． 最大初動(dòng)能Ekm′＝h·2a－W0＝ha＝Ek.故B正確，A、C、D錯(cuò)誤． ?　　【p211】 夯實(shí)基礎(chǔ)　 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、

18、衍射、偏振現(xiàn)象證明了光有__波動(dòng)性__． (2)光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)證明了光有__粒子性__． (3)光既有波動(dòng)性、又有粒子性，稱為光的波粒二象性． 2．對(duì)光的波粒二象性的理解 光既有波動(dòng)性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為： (1)個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性． (2)頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)． (3)光在傳播過(guò)程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往表現(xiàn)為粒子性． 3．德布羅意波(物質(zhì)波) 波長(zhǎng)λ與動(dòng)量p的

19、關(guān)系符合德布羅意公式λ＝(h為普朗克常數(shù))的波叫德布羅意波，簡(jiǎn)稱物質(zhì)波．德布羅意波假說(shuō)是光的波粒二象性的一種推廣，使之包含了物質(zhì)粒子，即光子和實(shí)物粒子都具有粒子性，又都具有波動(dòng)性，與光子對(duì)應(yīng)的波是電磁波，與實(shí)物粒子對(duì)應(yīng)的波是德布羅意波． 考點(diǎn)突破　　 例3人們對(duì)“光的本性”的認(rèn)識(shí)，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程．下列符合物理學(xué)史實(shí)的是(　　) A．牛頓提出光是一種高速粒子流，并能解釋一切光的現(xiàn)象 B．惠更斯認(rèn)為光是機(jī)械波，并能解釋一切光的現(xiàn)象 C．為了解釋光電效應(yīng)，愛(ài)因斯坦提出了光子說(shuō) D．為了說(shuō)明光的本性，麥克斯韋提出了光的波粒二象性 【解析】牛頓認(rèn)為光是一種粒子流，他的觀點(diǎn)支持了光的微

20、粒說(shuō)，能解釋光的直線傳播與反射現(xiàn)象，不能解釋一切現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；惠更斯認(rèn)為光是一種機(jī)械波，并能解釋光的反射、折射和衍射，但不能解釋光的直線傳播和光電效應(yīng)等現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；為了解釋光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，認(rèn)為光的發(fā)射、傳播和吸收不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份就是一個(gè)光子，故C正確；麥克斯韋只提出了光的電磁波說(shuō)，認(rèn)為光是一種電磁波，沒(méi)提光的粒子性，故D錯(cuò)誤． 【答案】C 針對(duì)訓(xùn)練　 6．關(guān)于光子和運(yùn)動(dòng)著的電子，下列論述正確的是(C) A．光子和電子一樣都是實(shí)物粒子 B．光子能發(fā)生衍射現(xiàn)象，電子不能發(fā)生衍射現(xiàn)象 C．光子和電子都具有波粒二象性 D．光子具有波粒二象性，而電子只具有

21、粒子性 【解析】物質(zhì)可分為兩大類：一是質(zhì)子、電子等實(shí)物；二是電場(chǎng)、磁場(chǎng)等，統(tǒng)稱場(chǎng)．光是傳播著的電磁場(chǎng)．根據(jù)物質(zhì)波理論，一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有波動(dòng)性，故光子和電子都具有波粒二象性．綜上所述，C選項(xiàng)正確． 考 點(diǎn) 集 訓(xùn)　【p345】 A組 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖所示，不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片．這些照片說(shuō)明(B) A．光只有粒子性沒(méi)有波動(dòng)性 B．少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性 C．光只有波動(dòng)性沒(méi)有粒子性 D．少量光子的運(yùn)動(dòng)顯

22、示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性 【解析】由于光的傳播不是連續(xù)的而是一份一份的，每一份就是一個(gè)光子，所以每次通過(guò)狹縫只有一個(gè)光子，當(dāng)一個(gè)光子到達(dá)某一位置時(shí)該位置感光而留下痕跡，由于單個(gè)光子表現(xiàn)粒子性，且每一個(gè)光子所到達(dá)的區(qū)域是不確定的，但是大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性，所以長(zhǎng)時(shí)間曝光后最終形成了圖中明暗相間的條紋，故該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有波粒二象性，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確． 2．(多選)下列對(duì)光電效應(yīng)的理解，正確的是(BD) A．金屬鈉每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的能量足夠大時(shí)，就能逸出金屬 B．如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時(shí)所需做的最小功，便不

23、能發(fā)生光電效應(yīng) C．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大 D．由于不同金屬的逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不同 【解析】按照愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)，光子的能量由光的頻率決定，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大；但要使電子離開(kāi)金屬，須使電子具有足夠的動(dòng)能，而電子增加的動(dòng)能只能來(lái)源于照射光的光子能量，且一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子，不能吸收多個(gè)光子，否則即使光的頻率低，若照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，也會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；電子從金屬逸出時(shí)，只有從金屬表面向外逸出的電子克服原子核的引力所做的功最??；綜上所述，選項(xiàng)

24、B、D正確． 3．下圖為黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系圖象，從圖象可以看出，隨著溫度的升高，(D) A．各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有減少 B．只有波長(zhǎng)短的輻射強(qiáng)度增加 C．輻射電磁波的波長(zhǎng)先增大后減小 D．輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) 【解析】由圖象可以看出，隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤，D正確；隨著溫度的升高，黑體的輻射增強(qiáng)，波長(zhǎng)變短，頻率增大，故C錯(cuò)誤． 4．人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530 nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺(jué)，普朗克常量為6.63×10－34 J

25、·s，光速為3.0×108 m/s，則人眼能察覺(jué)到綠光時(shí)所接收到的最小功率是(A) A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W C．7.0×10－10 W D．1.2×10－18 W 【解析】每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，所以察覺(jué)到綠光所接收到最小功率為P＝＝ W＝2.3×10－18 W. 5．(多選)用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，用某種頻率的單色光照射光電管的陰極K，電流計(jì)G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．那么(CD) A．該單色光的頻率一定小于陰極K的極限頻率 B．增加單色光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) C．若將變阻器滑片P向左滑動(dòng)，有可能使電流計(jì)G的指

26、針發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．交換電源的正負(fù)極可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 【解析】電流計(jì)G指針不偏轉(zhuǎn)，有可能是電流太小或者由于兩極板間電壓太大，光電子不能達(dá)到A板，故有可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，即該單色光的頻率有可能大于陰極K的極限頻率，若將變阻器滑片P向左滑動(dòng)，所加反向電壓減小，所以該情況下有可能使電流計(jì)G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤，C正確；如果是該單色光的頻率小于陰極K的極限頻率，則不可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，而增加單色光的強(qiáng)度只會(huì)增加入射光的光子數(shù)目，仍舊不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，即不會(huì)使得電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，B錯(cuò)誤；若發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，交換電源的正負(fù)極，則光電子受到電場(chǎng)加速，故可以使得電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D正確．

27、 6．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某種單色光照射光電管，發(fā)生光電效應(yīng)，現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱，下列敘述正確的是(A) A．光電子的最大初動(dòng)能不變 B．可能不發(fā)生光電效應(yīng) C．飽和光電流不變 D．遏止電壓減小 【解析】發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動(dòng)能為：eUc＝Ekm＝hν－W0，W0為逸出功，由此可知光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光的頻率增大而增大，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故A正確；能否發(fā)生光電效應(yīng)與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；光照強(qiáng)度減弱，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)目減小，因此單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目減小，即飽和電流減小，故C錯(cuò)誤；由A選項(xiàng)分析可知，遏止電壓與光照強(qiáng)度

28、無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤． 7．(多選)如圖所示是光控繼電器的示意圖，K是光電管的陰極．下列說(shuō)法正確的是(AD) A．圖中a端應(yīng)是電源的正極 B．只要有光照射K，銜鐵就被電磁鐵吸引 C．只要照射K的光強(qiáng)度足夠大，銜鐵就被電磁鐵吸引 D．只有照射K的光頻率足夠大，銜鐵才被電磁鐵吸引 【解析】光電子從陰極K發(fā)射后，要達(dá)到A.A的電勢(shì)必須高于K的電勢(shì)，A對(duì)；如果照射光頻率低于陰極K金屬的極限頻率，就沒(méi)有光電流產(chǎn)生，電磁鐵就不具有磁性，不會(huì)吸引銜鐵，B、C錯(cuò)；只有照射光的頻率大于陰極K金屬的極限頻率，才有光電流產(chǎn)生，D對(duì)． 8．如圖所示，光滑水平面上有兩個(gè)大小相同的鋼球A、B，A球的質(zhì)量大于B

29、球的質(zhì)量．開(kāi)始時(shí)A球以一定的速度向右運(yùn)動(dòng)，B球處于靜止?fàn)顟B(tài)．兩球碰撞后均向右運(yùn)動(dòng)．設(shè)碰前A球的德布羅意波長(zhǎng)為λ1，碰后A、B兩球的德布羅意波長(zhǎng)分別為λ2和λ3，則下列關(guān)系正確的是(D) A．λ1＝λ2＝λ3 B．λ1＝λ2＋λ3 C．λ1＝ D．λ1＝ 【解析】球A、B碰撞過(guò)程中，滿足動(dòng)量守恒．則pB′＋pA′＝pA，由λ＝，可得p＝，即動(dòng)量守恒表達(dá)式也可寫(xiě)成＝＋，所以λ1＝，D正確． 9．一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，由靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后(加速電壓為U)，該粒子的德布羅意波長(zhǎng)為(C) A. B. C. D. 【解析】加速后的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理可得qU

30、＝mv2，所以v＝，由德布羅意波公式可得λ＝＝＝，C正確． B組 10．(多選)如圖，直線為光電子最大初動(dòng)能與光子頻率的關(guān)系，已知直線的縱、橫截距分別為－a、b，電子電量為e，下列表達(dá)式正確的是(BC) A．普朗克常量h＝ B．金屬極限頻率νc＝b C．金屬逸出功W0＝a D．若入射光頻率為2b，則光電子的初動(dòng)能一定為a 【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0＝hν－h(huán)νc知電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν成線性關(guān)系，Ekm－ν圖線的斜率表示普朗克常量，根據(jù)圖線斜率可得出普朗克常量即h＝，逸出功為W0＝a.橫軸截距表示最大初動(dòng)能為零時(shí)的入射光頻率，此時(shí)的頻率等于金屬的

31、極限頻率b，故B、C正確，A錯(cuò)誤；據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光頻率為2b，最大初動(dòng)能為：h·2b－a＝a，并非光電子的初動(dòng)能一定為a，故D錯(cuò)誤．故選BC. 11．分別用波長(zhǎng)為λ和λ的單色光照射同一金屬，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1∶2.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功是多大？ 【解析】設(shè)此金屬的逸出功為W0，根據(jù)光電效應(yīng)方程得如下兩式： 當(dāng)用波長(zhǎng)為λ的光照射時(shí)： Ek1＝－W0 當(dāng)用波長(zhǎng)為的光照射時(shí)： Ek2＝－W0 又＝ 由以上各式解得：W0＝ 故此金屬板的逸出功是：W0＝. 12．波長(zhǎng)為λ＝0.17 μm的紫外線照射至金屬圓筒上使其發(fā)射光

32、電子，光電子垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知r·B＝5.6×10－6 T·m，光電子的質(zhì)量m＝9.1×10－31 kg，電荷量e＝1.6×10－19 C，求： (1)光電子的最大初動(dòng)能； (2)金屬的逸出功． 【解析】(1)光電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它的軌跡半徑最大時(shí)，它的動(dòng)能最大． 由向心力公式eBv＝，得v＝ 所以mv2＝m＝ ＝ J ＝4.41×10－19 J. (2)由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 Ek＝hν－W0 得W0＝hν－mv2 W0＝－mv2， 代入數(shù)據(jù)得W0＝7.29×10－19 J. - 12 -