原子與原子核第十二章考點內(nèi)容要求新課標(biāo)卷真題考綱解讀光電效應(yīng)Ⅰ2016Ⅰ卷35(1)題1.波粒二象性部分的重點內(nèi)容是光電效應(yīng)現(xiàn)象、實驗規(guī)律和光電效應(yīng)方程，光的波粒二象性和德布羅意波是理解的難點．2．核式結(jié)構(gòu)、玻爾理論、能級公式、原子躍遷條件在選做題部分出現(xiàn)的幾率將會增加，可能單獨命題，也可能與其他知識聯(lián)合出題．3．半衰期、質(zhì)能方程的應(yīng)用和計算以及核反應(yīng)方程的書寫是高考的熱點問題，試題一般以基礎(chǔ)知識為主，較簡單.愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ⅰ2015Ⅰ卷35(1)題氫原子光譜Ⅰ氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式Ⅰ原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期Ⅰ2014Ⅱ卷35(1)題放射性同位素Ⅰ2014Ⅰ卷35(1)題核力、核反應(yīng)方程Ⅰ2016Ⅱ卷、Ⅲ卷35(1)題結(jié)合能、質(zhì)量虧損Ⅰ裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆Ⅰ射線的危害和防護(hù)Ⅰ第1講光電效應(yīng)波粒二象性欄目導(dǎo)航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓(xùn)02考點各個擊破04配套訓(xùn)練知識梳理回顧1一、光電效應(yīng)1．光電效應(yīng)在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)．發(fā)射出來的電子叫__________．如圖所示裝置中，用弧光燈照射鋅板，有電子從鋅板表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶正電．光電子2．光電效應(yīng)的規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個______________，入射光的頻率ν必須大于這個極限頻率(ν>ν0)才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨著入射光________的增大而增大．(3)入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是______的，一般不超過10－9s.(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的______成正比．3．愛因斯坦的光子說光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子．光子的能量E跟光的頻率ν成正比：E＝hν(h是普朗克常量)．極限頻率ν0

頻率瞬時強度4．愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)最大初動能和逸出功金屬表面的電子吸收光子后克服金屬原子核的引力做功．直接從金屬表面逸出的電子所具有的最大動能稱為最大初動能．克服金屬原子核的引力逃逸出成為光電子所做的功的________叫逸出功．(2)光電效應(yīng)方程________________，hν極限＝W0(Ek是光電子的最大初動能，W0是__________功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服原子核引力所做的功)．最小值Ek＝hν－W0

逸出夯基題組1．(2017屆靜安二模)用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)．可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是(

)A．改用強度更大的紫外線照射 B．延長原紫外線的照射時間C．改用X射線照射 D．改用紅外線照射【答案】C【解析】用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，知紫外線的頻率小于金屬的極限頻率．要能發(fā)生光電效應(yīng)，須改用頻率更大的光照射(如X射線)．能否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強度和照射時間無關(guān)．故C正確，A、B、D錯誤．2．(2017屆上海模擬)如圖，用一定頻率的單色光照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)．則(

)A．電源右端應(yīng)為正極B．流過電流表的電流大小取決于照射光的頻率C．流過電流表的電流方向是a流向bD．普朗克解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量E＝hν【答案】C【解析】發(fā)生光電效應(yīng)時，電子從光電管右端運動到左端，而電流的方向與電子定向移動的方向相反，所以流過電流表的電流方向是a流向b，所以電源左端可能為正極，故A錯誤，C正確．流過電流表的電流大小取決于照射光的強度，與光的頻率無關(guān)；能否產(chǎn)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率，故B錯誤．愛因斯坦解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量E＝hν，故D錯誤．二、光的波粒二象性1．光的波粒二象性光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機的統(tǒng)一體．其表現(xiàn)規(guī)律為：(1)個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為_________；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為__________．(2)頻率越低波動性__________，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性__________，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強．粒子性波動性越顯著越顯著波動性粒子性德布羅意波概率波夯基題組3．(2017屆楊浦二模)關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是(

)A．大量光子的效果往往表現(xiàn)出粒子性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出波動性B．光在傳播時是波，而與物質(zhì)相互作用時就轉(zhuǎn)變成粒子C．高頻光是粒子，低頻光是波D．波粒二象性是光的根本屬性，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著【答案】D【解析】大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性，故A錯誤．光在傳播時有時看成粒子有時可看成波，故B錯誤．高頻光波長短，光的粒子性顯著；低頻光波長長，光的波動性顯著，故C錯誤．波粒二象性是光的根本屬性，有時它的波動性顯著，有時它的粒子性顯著，故D正確．4．(多選)(2017屆福建名校模擬)實物粒子和光都具有波粒二象性．下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是(

)A．電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)E．光電效應(yīng)實驗中，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)【答案】ACD【解析】干涉是波具有的特性，電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣，說明電子具有波動性，所以A正確．β粒子在云室中受磁場力的作用，做的是圓周運動，與波動性無關(guān)，所以B錯誤．可以利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)，說明中子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明其具有波動性，所以C正確．人們利用電子顯微鏡觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，說明電子可以產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，說明其具有波動性，所以D正確．光電效應(yīng)實驗，說明的是能夠從金屬中打出光電子，說明的是光的粒子性，所以E錯誤．考點各個擊破21．愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.hν：光子的能量；W0：逸出功；Ek：光電子的最大初動能．考點1對光電效應(yīng)規(guī)律的理解2．光子說對光電效應(yīng)的解釋現(xiàn)象解釋光電子最大初動能的決定因素根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，最大初動能與光子的頻率和物體的逸出功有關(guān)，光子的頻率越大，金屬的逸出功越小，逸出的光電子最大初動能越大光電效應(yīng)的瞬時性電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電效應(yīng)幾乎是瞬時發(fā)生的，一般不超過10－9

s注意：光電效應(yīng)中的光包括不可見光．例1

(2017屆楊浦二模)關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)A．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，入射光的強度越大，光電子的最大初動能越大B．在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比C．對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于此波長才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．對于某種金屬，只要入射光的強度足夠大，就會發(fā)生光電效應(yīng)解析：只有入射光的頻率大于金屬的極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．當(dāng)入射頻率越高時，則光電子的最大初動能越大．這與入射光的強度無關(guān)．故A、D錯誤．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，入射光的頻率越大．光電子的最大初動能越大．但光電子的最大初動能與照射光的頻率并不成正比，故B錯誤．只有入射光的頻率大于金屬的極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，而頻率越高，波長越短，故C正確．答案：C練1

關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下面說法正確的是(

)A．當(dāng)某種色光照射金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動能也就越大B．當(dāng)某種色光照射金屬表面時能產(chǎn)生光電效應(yīng)．如果入射光的強度減弱，從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加C．對某金屬來說，入射光波長必須大于某一極限值才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D．同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則所有金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定相同【答案】A【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知入射光的頻率越高產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大，故A正確．光電效應(yīng)具有瞬時性，入射光的強度不影響發(fā)出光電子的時間間隔，故B錯誤．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，即入射光的波長小于金屬的極限波長，故C錯誤．不同的金屬逸出功不同．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，知同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能不同，故D錯誤．光電效應(yīng)規(guī)律的總結(jié)1．放不放光電子，看入射光的最低頻率．2．放多少光電子，看光的強度．3．光電子的最大初動能大小，看入射光的頻率．4．要放光電子，瞬時放．愛因斯坦建立了光電效應(yīng)方程：光電子的最大初動能Ek＝hν－W0，ν為入射光頻率，h為普朗克常量，W0為某種金屬的逸出功．由Ek－ν圖像(如圖所示)可以得到的物理量：(1)極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)ν0.(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的值W0＝E.(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.考點2光電效應(yīng)方程的應(yīng)用例2

(2017屆南昌三模)在光電效應(yīng)實驗中，兩個實驗小組分別在各自的實驗室約定用相同頻率的單色光分別照射鋅和銀的表面，如圖甲，結(jié)果都能發(fā)生光電效應(yīng)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)．對于這兩組實驗，下列判斷正確的是(

)A．飽和光電流一定不同B．因為材料不同逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同C．光電子的最大初動能不同D．分別用不同頻率的光照射之后繪制Uc－ν圖像(ν為照射光頻率，圖乙為其中一小組繪制的圖像)，圖像的斜率可能不同甲

乙

答案：BC1．光電效應(yīng)現(xiàn)象中射出的光電子具有一定動能，因此易與電場、磁場相結(jié)合命制綜合性較強的試題．射出的光電子的動能是解決這類問題的重要條件．可由愛因斯坦光電效應(yīng)方程求得．2．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得Ek－ν曲線(如圖)．由圖像可以得到的物理量：(1)極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)ν0.(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的絕對值E＝W0.(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.練2

(多選)(2017屆濟寧一模)圖甲是光電效應(yīng)的實驗裝置圖，圖乙是光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系圖像．下列說法正確的是(

)甲乙A．由圖線①、③可知，在光的顏色不變的情況下，入射光越強，飽和電流越大B．由圖線①、②、③可知，對某種確定的金屬來說，其遏止電壓只由入射光的頻率決定C．只要增大電壓，光電流就會一直增大D．不論哪種顏色的入射光，只要光足夠強，就能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】AB【解析】由圖線①、③可知，在光的顏色不變的情況下，入射光越強飽和電流越大，故A正確．根據(jù)光電效應(yīng)方程知，Ek＝hν－W0＝eUc，可知入射光頻率越大，最大初動能越大，遏止電壓越大．對于確定的金屬，遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，故B正確．增大電壓，當(dāng)電壓增大到一定值，電流達(dá)到飽和電流，不再增大，故C錯誤．發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率，與入射光的強度無關(guān)，故D錯誤．考點3光的波粒二象性例3

(2017屆奉賢二模)下列哪一組實驗?zāi)苷f明光具有波粒二象性(

)A．光的雙縫干涉和光的單縫衍射現(xiàn)象B．泊松亮斑和光電效應(yīng)現(xiàn)象C．光的反射和光的薄膜干涉現(xiàn)象D．光電效應(yīng)和光的直進(jìn)現(xiàn)象解析：光的干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，能說明光具有波動性，不能說明其粒子性，故A錯誤．泊松亮斑是由于光的衍射形成的，說明光具有波動性．而光電效應(yīng)說明光具有粒子性，故B正確．光的薄膜干涉現(xiàn)象說明光具有波動性．而光的反射不能說明其具有粒子性，波也能反射，故C錯誤．光電效應(yīng)能說明光具有粒子性，而光的直進(jìn)現(xiàn)象不能說明波動性，粒子也能直進(jìn)，故D錯誤．答案：B練3

(2017屆衡水模擬)有關(guān)光的本性的說法正確的是(

)A．有關(guān)光的本性，牛頓提出了“粒子性”，惠更斯提出了“波動性”，愛因斯坦提出了“光子說”．它們都圓滿地說明了光的本性B．光具有波粒二象性是指既可以把光看成宏觀概念的波，也可以看成微觀概念上的粒子