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    2021高考物理沪科版新课程一轮复习关键能力·题型突破12.1波粒二象性

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    2021高考物理沪科版新课程一轮复习关键能力·题型突破12.1波粒二象性

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    温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。关键能力·题型突破考点一 光电效应规律光电效应现象的理解【典例1(多选)(2016·全国卷Ⅰ)现用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              世纪金榜导学号(  )A.保持入射光的频率不变入射光的光强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.保持入射光的光强不变不断减小入射光的频率始终有光电流产生【解析】AC。根据光电效应规律保持入射光的频率不变入射光的光强变大则饱和光电流变大选项A正确。由爱因斯坦光电效应方程知入射光的频率变高产生的光电子最大初动能变大而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关选项B错误C正确。保持入射光的光强不变不断减小入射光的频率当入射光的频率小于极限频率时就不能发生光电效应没有光电流产生选项D错误。光电效应方程的应用【典例2(2018·全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J。已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s真空中的光速为3.00×108 m/s。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为              世纪金榜导学号(  )A.1×1014 Hz   B.8×1014 HzC.2×1015 Hz   D.8×1015 Hz【解析】B。根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0ν最小时0=W0代入数值可得ν08×1014 Hz选项B正确。1.光电效应的研究思路(1)两条线索。(2)两条对应关系光强大光子数目多发射光电子多光电流大。光子频率高光子能量大光电子的最大初动能大。2.深入理解三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得Ek=eUc其中Uc是遏止电压。(3)光电效应方程中的W0为逸出功它与极限频率νc的关系是W0=hνc【加固训练】  (多选)(2019·湖南长沙一中模拟)用如图的装置研究光电效应现象当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时电流表G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点c当电压表的示数大于或等于0.7 V电流表读数为0。则 (  )A.光电管阴极的逸出功为1.8 eVB.电键K断开后没有电流流过电流表GC.光电子的最大初动能为0.7 eVD.改用能量为1.5 eV的光子照射电流表G也有电流但电流较小【解析】AC。该装置所加的电压为反向电压当电压表的示数大于或等于0.7 V电流表示数为0可知光电子的最大初动能为0.7 eV根据光电效应方程Ekm=hν-W0W0=1.8 eVAC正确。电键K断开后用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应有光电子逸出则有电流流过电流表B错误。改用能量为1.5 eV的光子照射由于光电子的能量小于逸出功不能发生光电效应无光电流D错误。考点二 光电效应的图象分析Ek图象【典例3用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S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(a0)与纵轴的交点坐标为(0-b)。下列说法正确的是              世纪金榜导学号(  )A.普朗克常量为h=B.断开开关S电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度光电子的最大初动能将增大D.保持照射光强度不变仅提高照射光频率电流表G的示数保持不变【解析】B。由Ek=hν-W0可知图线的斜率为普朗克常量h=A错误断开开关S仍有光电子产生所以电流表G的示数不为零B正确只有增大入射光的频率才能增大光电子的最大初动能与光的强度无关C错误保持照射光强度不变仅提高照射光频率单个光子的能量增大而光的强度不变那么光子数一定减少发射出的光电子数也减少电流表G的示数要减小D错误。I-U图象【典例4(多选)(2020·长沙模拟)在图甲所示光电效应实验中abc三种色光照射同一光电管后得到三条光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示。下列说法正确的是              世纪金榜导学号(  )A.当开关S扳向2可得到图乙中U>0的图线B.a光的频率低于b光的频率C.a光的强度大于c光的强度D.a光对应的光电子最大初动能大于c光的光电子最大初动能【解析】BC。开关S扳到1光电管两端电压为正向电压可得到图乙中U>0的图线S扳到2光电管两端电压为反向电压可得到图乙中U<0的图线A错误同一光电管的逸出功W相同b光对应的遏止电压最大eUc=m=hν-W可知b光的频率最高B正确由题图乙可知ac光对应的遏止电压相等ac光的频率相同由于a光对应的饱和光电流较大说明a光的强度较大C正确eUc=m可知ac光对应的遏止电压相等对应的光电子最大初动能也相等D错误。Uc图象【典例5如图为密立根研究某金属的遏止电压Uc和入射光频率ν的关系图象则下列说法正确的是              (  )A.图象的斜率为普朗克常量B.该金属的截止频率约为5.5×1014 HzC.由图象可得该金属的逸出功为0.5 eVD.由图象可知光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系【解析】D。根据光电效应方程得Ekm=hν-W0Ekm=eUc解得Uc=-可知图线的斜率k=A项错误当遏止电压为零时入射光的频率等于金属的截止频率大约为4.2×1014 HzB项错误图线的斜率k=则逸出功W0=hν0=keν0=×4.2×1014 eV1.6 eVC项错误由图象可知Ucν成一次函数关系Ekm=eUc故光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系D项正确。光电效应图象的分析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ν0(2)逸出功W0=|-E|=E(3)普朗克常量图线的斜率k=h遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线(1)截止(极限)频率ν0(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=ke(k为斜率e为电子电量)频率相同、光强不同时光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc(2)饱和光电流Im(电流的最大值)(3)最大初动能Ekm=eUc频率不同、光强相同时光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc1Uc2(2)饱和光电流电流最大值(3)最大初动能Ek1=eUc1Ek2=eUc2【加固训练】  在光电效应实验中飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)如图所示。则可判断出 (  )A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光的频率大于丙光的频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能【解析】B。根据eUc=m=hν-W0入射光的频率越高对应的遏止电压Uc越大甲光、乙光的遏止电压相等所以甲光、乙光的频率相等A错误。丙光的遏止电压大于乙光的遏止电压所以丙光的频率大于乙光的频率则乙光的波长大于丙光的波长B正确C错误。丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能D错误。考点三 光的波粒二象性 物质波【典例6(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              世纪金榜导学号(  )A.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹B.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D.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【解析】BCβ射线在云室中穿过会留下清晰的径迹可以说明β射线是一种粒子A错误人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构慢中子衍射说明中子是一种波B正确人们利用电子显微镜观测物质的微观结构利用了电子束的德布罗意波长短提高显微镜的分辨本领说明电子是一种波C正确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说明光是一种粒子D错误。1.对光的粒子性和波动性的理解项目内容说明光的粒子性(1)当光同物质发生作用时这种作用是一份一份进行的表现出粒子性(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性粒子的含义是不连续的”“一份一份的光的粒子即光子光的波动性(1)足够能量的光在传播时表现出波动的性质(2)光是一种概率波即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述光的波动性是光子本身的一种属性不是光子之间相互作用产生的光的波动性不同于宏观概念的波波和粒子的对立与统一宏观世界波和粒子是相互对立的概念微观世界波和粒子是统一的。光子说并未否定波动性光子能量E=hν=其中νλ就是描述波的两个物理量2.物质波德布罗意波是概率波衍射图样中的亮圆是电子落点概率大的地方但概率的大小受波动规律的支配。【加固训练】  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【解析】C。光既有波动性又有粒子性A项错误光子不带电没有静止质量而电子带负电有质量B项错误光的波长越长其波动性越显著波长越短其粒子性越显著C项正确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D项错误。  关闭Word文档返回原板块 

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