《2019届高考一轮复习备考资料之物理人教版第十二章 第1讲》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高考一轮复习备考资料之物理人教版第十二章 第1讲（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考命题解读高考(全国卷)四年命题情况对照分析分析年份题 号命题点卷 35 题第(1)问选择题，考查了天然放射现象和半衰期 2014 年卷 35 题第(1)问选择题，考查了原子和原子核卷 35 题第(1)问填空题，考查了光电效应2015 年 卷 35 题第(1)问选择题，考查了光电效应和波粒二象性卷 35 题第(1)问选择题，考查了光电效应卷 35 题第(1)问选择题，考查了核反应方程2016 年卷 35 题第(1)问选择题，考查了核反应与质能关系卷 17 题考查应用质能方程计算核能卷 15 题以核反应为背景，考查半衰期、质量亏损和动量守恒定律的应用2017 年卷 19 题考查对光电效应方程的
2、理解1.考查方式高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和填空题.2.命题趋势由于本部分内容涉及点较多，且已经改为必考内容，今后的命题应该向着多个考点融合的方向发展，且以选择题的形式考查.第第 1 讲讲 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性一、光电效应及其规律1.光电效应现象在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子.2.光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率.3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限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
3、度无关，只随入射光频率的增大而增大.(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过 109 s.(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正比.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 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 的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大答案 AD解析 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，则光电流增大，故选项 A 正确；光电效应是否发生取决于入射光的
4、频率，而与入射光强度无关，故选项 B 错误.用频率为 的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项 C 错误；根据 hW逸Ek可知，增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项 D 正确.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 h.2.逸出功 W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值.3.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子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：hEkW0或 EkhW0.(2)物理意义：金属表
5、面的电子吸收一个光子获得的能量是 h，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最大初动能.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 的关系图象.由图象可知( )图 1A.该金属的逸出功等于 EB.该金属的逸出功等于 h0C.入射光的频率为 20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02E2答案 ABC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波动性.(2)光电效应说明光具有粒子性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性.
6、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大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，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 ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量.hp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，暗纹处落下光子的概率小D.单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性答案 CD命题点一 光电效应现
7、象和光电效应方程的应用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)光强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.3.三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：EkhW0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：EkeUc.(3)逸出功与极限频率的关系 W0hc.例 1 (多选)现用某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
8、频率不变，入射光的光强度变大，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.保持入射光的光强度不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案 AC解析 在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此 A 正确，B 错误；根据 EkhW0可知，对于同一光电管，逸出功 W0不变，入射光频率变高，光电子的最大初动能 Ek变大，因此 C 正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此 D 错误.例 2 (多选)(2017全国卷19)在光电效应实验中，分别用频率
9、为 a、b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 ab，则一定有 UaUbB.若 ab，则一定有 EkaEkbC.若 UaUb，则一定有 EkaEkbD.若 ab，则一定有 haEkahbEkb答案 BC解析 由爱因斯坦光电效应方程得，EkmhW0，由动能定理得，EkmeU，若用 a、b 单色光照射同种金属时，逸出功 W0相同.当 ab时，一定有 EkaEkb，UaUb，故选项 A 错误，B 正确；若 UaUb，则一定有 EkaEkb，故选项 C 正确；因逸出功相同，有
10、 W0 ha Eka hb Ekb，故选项 D 错误.变式 1 (多选)(2017山东潍坊中学一模)下列说法中正确的是( )A.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大B.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大C.光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大D.在光照条件不变的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，所加电压不断增大，光电流也不断增大答案 BC变式 2 光电效应实验装置示意图如图 2 所示.用频率为 的普通光源照射阴极 K，没有发生光电效应.换用同样频率为 的强激光照射阴极 K，则发
11、生了光电效应；此时，若加上反向电压 U，即将阴极 K 接电源正极，阳极 A 接电源负极，在 K、A 之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大 U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 U可能是下列的(其中 W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电荷量)( )图 2A.U B.UheWe2heWeC.U2hW D.U5h2eWe答案 B解析 由题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为 的强激光照射阴极 K，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为 nh(n2,3,4)由光电效应方程可知：nhW mv2(n2,3,4)12在减速电场中由动能定理得eU0 mv2
12、12联立得：U(n2,3,4)，选项 B 正确.nheWe命题点二 光电效应图象四类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 的关系图线极限频率：图线与 轴交点的横坐标 c逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的值的绝对值 W0|E|E普朗克常量：图线的斜率 kh颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系遏止电压 Uc：图线与横轴的交点饱和光电流 Im：光电流的最大值最大初动能：EkeUc颜色不同时，光电流与电压的关系遏止电压 Uc1、Uc2饱和光电流最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止电压 Uc与入射光频率 的关系图线极限频率 c：图线与横轴的交点遏
13、止电压 Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量 h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即hke.(注：此时两极之间接反向电压)例 3 用如图 3 甲所示的电路研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、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( )图 3A.单色光 a 和 c 的频率相同，但 a 更强些B.单色光 a 和 c 的频率相同，但 a 更弱些C.单色光 b 的频率小于 a 的频率D.改变电源的极性不可能有光电流产生答案 A解析 由
14、题图乙知，a、c 的遏止电压相同，根据光电效应方程可知单色光 a 和 c 的频率相同，但 a 产生的光电流大，说明 a 光的强度大，选项 A 正确，B 错误；b 的遏止电压大于 a、c 的遏止电压，所以单色光 b 的频率大于 a 的频率，选项 C 错误；只要光的频率不变，改变电源的极性，仍可能有光电流产生，选项 D 错误.变式 3 (多选)如图 4 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( )图 4A.该金属的截止频率为 4.271014 HzB.该金属的截止频率为 5.51014 HzC.
15、该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为 0.5 eV答案 AC解析 图线与横轴的交点为截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程 EkhW0，可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；该金属的逸出功为：W0hceV1.77 eV，D 错误.6.63 1034 4.27 10141.6 1019变式 4 (2015全国卷35(1)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 的关系如图 5 所示.若该直线的斜率和纵截距分别为 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_.图 5答案 ek eb解析 光电效应中，入射光子能量为 h，克服逸出功 W0后多余的能量转化为电子动能，eUchW0，整理得 Uc ，斜率即 k，所以普朗克常量 hek，截距为 b，即heW0eheebW0，所以逸出功 W0eb.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.4.波动性与
