第52頁（共52頁）2024-2025學(xué)年下學(xué)期高二物理教科版（2019）期末必刷?？碱}之波粒二象性一．選擇題（共7小題）1．（2025?濟(jì)南三模）太陽能電池是通過光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，其主要材料為高純度的硅。當(dāng)紫外線照射硅表面時(shí)，會有光電子逸出。下列說法正確的是（）A．發(fā)生光電效應(yīng)后，硅帶負(fù)電 B．紅光照射硅表面時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng) C．減小紫外線的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變 D．增大紫外線的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能變大2．（2025春?北京校級月考）如圖1所示，三束由氫原子發(fā)出的可見光P、Q、R分別由真空玻璃管的窗口射向陰極K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄電流表與電壓表示數(shù)，兩者關(guān)系如圖2所示，下列說法正確的是（）A．分別射入同一單縫衍射裝置時(shí)，Q的中央亮紋比R寬 B．P、Q產(chǎn)生的光電子在K處最小德布羅意波長，P小于Q C．氫原子向第一激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)光時(shí)，三束光中Q對應(yīng)的能級最高 D．對應(yīng)于圖2中的M點(diǎn)，單位時(shí)間到達(dá)陽極A的光電子數(shù)目，P多于Q3．（2025?江蘇模擬）黑體輻射的相關(guān)研究是量子理論的開端，下面有關(guān)黑體輻射的論述正確的是（）A．能夠完全反射所有入射的各種波長的電磁波的物體稱為絕對黑體，簡稱黑體 B．維恩給出的輻射強(qiáng)度關(guān)于波長分布的理論公式中，在長波區(qū)符合良好而在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)偏離較大；瑞利的公式則恰好相反，甚至出現(xiàn)了“紫外災(zāi)難” C．普朗克在愛因斯坦的光量子理論的基礎(chǔ)上，提出了使用能量子觀點(diǎn)來解決黑體輻射問題，并最終給出了與實(shí)驗(yàn)完美吻合的黑體輻射公式 D．黑體輻射最終導(dǎo)致了量子力學(xué)的建立。在量子力學(xué)的觀點(diǎn)里，能量、動(dòng)量等物理量都不再是連續(xù)的，而是分立的4．（2025?石家莊三模）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)，滑動(dòng)變阻器滑片P位于中間位置，當(dāng)用某單色光照射金屬陰極K時(shí)，觀察到光電流。下列說法正確的是（）A．增大入射光強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大 B．入射光頻率越高，飽和光電流一定越大 C．將滑動(dòng)變阻器滑片P滑至最左端時(shí)，沒有光電流 D．施加反向電壓時(shí)，遏止電壓由入射光頻率和陰極金屬材料決定5．（2025?朝陽區(qū)二模）如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列說法正確的是（）A．玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率 B．在玻璃中的傳播速率a光大于b光 C．在玻璃中a光的波長大于b光的波長 D．若a光可使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定能6．（2025?朝陽區(qū)二模）某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于量子點(diǎn)材料的納米級光電傳感器，用于檢測極微弱的光信號。其工作原理為：量子點(diǎn)材料在吸收光子時(shí)克服其帶隙能量產(chǎn)生電子﹣空穴對，電子﹣空穴對在量子點(diǎn)內(nèi)部的勢阱中被束縛，形成激子（由一個(gè)電子和一個(gè)空穴通過庫侖相互作用結(jié)合而成的準(zhǔn)粒子）；當(dāng)外加電場作用于該量子點(diǎn)時(shí)，激子會分離為自由電子和空穴，形成光電流。量子點(diǎn)可能吸收一個(gè)高能光子并產(chǎn)生多個(gè)激子。激子的束縛能是指將電子和空穴從激子狀態(tài)分離為自由電子和空穴所需的能量，束縛能越大，激子越穩(wěn)定，其表達(dá)式近似為Eb=ke2εr，電子和空穴之間的庫侖力可表示為F=ke2εrA．只要外加電場強(qiáng)度大于ke2εB．增大外加電場強(qiáng)度，有效光電流可能不變 C．該光電傳感器的工作原理與光電效應(yīng)原理相同 D．產(chǎn)生一對自由電子和空穴需要的能量等于入射光子的能量與外加電場做功之和7．（2025?山海關(guān)區(qū)一模）用如圖所示裝置可以觀察光電效應(yīng)現(xiàn)象，開始時(shí)把一塊帶負(fù)電的鋅板與一驗(yàn)電器相連，驗(yàn)電器指針張開。用紫外線燈照射鋅板后，指針張角變小，忽略鋅板自發(fā)漏電的因素，下列說法正確的是（）A．增加紫外線燈光線的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也變大 B．用一個(gè)帶正電的導(dǎo)體球接觸鋅板后，驗(yàn)電器張開的指針夾角最終可能會變大 C．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光照到金屬板的一面上，電子從金屬板的另一面飛出 D．若用黃光照射鋅板，驗(yàn)電器的指針夾角也一定會變小二．多選題（共3小題）（多選）8．（2025?青羊區(qū)校級一模）圖甲所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖，用三種光線1、2、3分別照射金屬板K時(shí)產(chǎn)生的光電流與電壓的關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．向右滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，光電流一定增大 B．三種光的頻率關(guān)系為ν1＝ν3＜ν2 C．?dāng)嚅_開關(guān)，電流表示數(shù)不為零 D．光線3的強(qiáng)度大于光線1的強(qiáng)度（多選）9．（2025?南開區(qū)二模）日暈是一種常見的大氣光學(xué)現(xiàn)象，如圖甲所示，太陽光線經(jīng)卷層云中同一冰晶的兩次折射，分散成單色光，形成日暈。如圖乙所示，為一束太陽光射到截面為六角形的冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，下列說法正確的是（）A．在真空中，a光的傳播速度較大 B．a(chǎn)、b光線分別通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉時(shí)，a光的相鄰條紋間距較大 C．從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小 D．a(chǎn)、b光線分別照射同一金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，b光線照射發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能較大（多選）10．（2025?香坊區(qū)校級四模）某種頻率的光照射光電管中的某種金屬時(shí)，可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，則（）組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動(dòng)能/eV第一組14.0弱290.924.0中430.934.0強(qiáng)600.9第二組46.0弱272.956.0中402.966.0強(qiáng)552.9A．兩組實(shí)驗(yàn)入射光的頻率相同 B．兩組實(shí)驗(yàn)所用金屬材料不同 C．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大 D．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eV三．填空題（共3小題）11．（2024?鼓樓區(qū)校級二模）另一類光電煙霧探測器的原理如圖（a），當(dāng)有煙霧進(jìn)入時(shí)，來自光源S的光被煙霧散射后進(jìn)入光電管C，光射到光電管中的鈉表面時(shí)會產(chǎn)生光電流。傳感器檢測到光電流大于預(yù)設(shè)范圍便會觸發(fā)警報(bào)。金屬鈉的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規(guī)律如圖（b）所示。（1）光源S發(fā)出的光波波長應(yīng)小于m。（2）圖（b）中圖像的斜率為k，普朗克常量h＝。（電子電荷量e）12．（2024?福建模擬）如圖甲所示，某同學(xué)探究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中遏止電壓Uc隨入射光頻率v變化的關(guān)系?，F(xiàn)用單色光照射光電管的陰極K，發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙為測得的遏止電壓Uc隨入射光頻率v變化的關(guān)系圖像。已知圖線的橫坐標(biāo)截距為v0，斜率為k，普朗克常量為h，則該光電管陰極材料的逸出功為，若換用不同陰極材料制成的光電管，Uc﹣v圖像的斜率（選填“不變”或“改變”）。13．（2024春?廈門期末）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光分別照射到a、b兩種金屬上，測得相應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。已知金屬a的極限頻率大于金屬b的極限頻率，h為普朗克常量，則EkaEkb（選填“＜”或“＞”），金屬a的極限頻率為。四．解答題（共2小題）14．（2025春?北京校級月考）激光由于其單色性好、亮度高、方向性好等特點(diǎn)，在科技前沿的許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)光的波粒二象性可知，當(dāng)光與其他物體發(fā)生相互作用時(shí)，光子表現(xiàn)出有能量和動(dòng)量，對于波長為λ的光子，其動(dòng)量p=hλ。已知光在真空中的傳播速度為c，普朗克常量為（1）科研人員曾用強(qiáng)激光做過一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：一個(gè)水平放置的小玻璃片被一束強(qiáng)激光托在空中。已知激光豎直向上照射到質(zhì)量為m的小玻璃片上后，全部被小玻璃片吸收，重力加速度為g。求激光照射到小玻璃片上的功率P；（2）激光冷卻和原子捕獲技術(shù)在科學(xué)上意義重大，特別是對生物科學(xué)將產(chǎn)生重大影響。所謂激光冷卻就是在激光的作用下使得做熱運(yùn)動(dòng)的原子減速，其具體過程如下：一質(zhì)量為m的原子沿著x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，頻率為ν0的激光束迎面射向該原子。運(yùn)動(dòng)著的原子就會吸收迎面而來的光子從基態(tài)躍遷，而處于激發(fā)態(tài)的原子會立即自發(fā)地輻射光子回到基態(tài)。原子自發(fā)輻射的光子方向是隨機(jī)的，在上述過程中原子的速率已經(jīng)很小，因而光子向各方向輻射光子的可能性可認(rèn)為是均等的，因而輻射不再對原子產(chǎn)生合外力的作用效果，并且原子的質(zhì)量沒有變化。①設(shè)原子單位時(shí)間內(nèi)與n個(gè)光子發(fā)生相互作用，求運(yùn)動(dòng)原子做減速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小；②假設(shè)某原子以速度v0沿著x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)該原子發(fā)生共振吸收后躍遷到了第一激發(fā)態(tài)，吸收一個(gè)光子后原子的速度大小發(fā)生變化，方向未變。求該原子的第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能級差ΔE？15．（2025春?道里區(qū)校級期中）如圖所示，光電管K極由截止頻率為ν0的鈉金屬制做而成?，F(xiàn)用波長為λ的紫外線照射K極，當(dāng)光電管A和K之間的電壓為U時(shí)，光電流達(dá)到最大值Im。已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為me，普朗克常量h，真空中的光速為c。（1）用題中所給物理量分別表示電子到達(dá)極板A時(shí)的最大動(dòng)能Ekm和電子的德布羅意波長λ1；（2）若已知題干中各物理量數(shù)值分別為：h＝6.6×10﹣34J?s，c＝3.0×108m/s，λ＝3.0×10﹣7m，Im＝0.56μA，e＝1.6×10﹣19C，ν0①求每個(gè)光子的能量E和每秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目n；②求該紫外線照射下AK間的遏止電壓Uc。

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高二物理教科版（2019）期末必刷?？碱}之波粒二象性參考答案與試題解析一．選擇題（共7小題）題號1234567答案CCDDABB二．多選題（共3小題）題號8910答案BCABDCD一．選擇題（共7小題）1．（2025?濟(jì)南三模）太陽能電池是通過光電效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，其主要材料為高純度的硅。當(dāng)紫外線照射硅表面時(shí)，會有光電子逸出。下列說法正確的是（）A．發(fā)生光電效應(yīng)后，硅帶負(fù)電 B．紅光照射硅表面時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng) C．減小紫外線的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變 D．增大紫外線的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能變大【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義．【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；理解能力．【答案】C【分析】根據(jù)光電效應(yīng)的特點(diǎn)和條件判斷；根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷。【解答】解：A、發(fā)生光電效應(yīng)后硅失去電子，所以帶正電，故A錯(cuò)誤；B、紫外線的頻率大于紅外線的頻率，所以紫外線照射硅表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，紅外線照射硅表面時(shí)不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；CD、依據(jù)光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν﹣W，最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無關(guān)，減小或增大紫外線的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】該題考查對光電效應(yīng)的理解，知道光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)度無關(guān)是關(guān)鍵。2．（2025春?北京校級月考）如圖1所示，三束由氫原子發(fā)出的可見光P、Q、R分別由真空玻璃管的窗口射向陰極K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，記錄電流表與電壓表示數(shù)，兩者關(guān)系如圖2所示，下列說法正確的是（）A．分別射入同一單縫衍射裝置時(shí)，Q的中央亮紋比R寬 B．P、Q產(chǎn)生的光電子在K處最小德布羅意波長，P小于Q C．氫原子向第一激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)光時(shí)，三束光中Q對應(yīng)的能級最高 D．對應(yīng)于圖2中的M點(diǎn)，單位時(shí)間到達(dá)陽極A的光電子數(shù)目，P多于Q【考點(diǎn)】光電效應(yīng)方程的圖像問題．【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)圖2，判斷三束光的頻率關(guān)系，結(jié)合頻率波長關(guān)系式，單縫衍射中央亮紋寬度和波長的關(guān)系進(jìn)行分析解答；根據(jù)光電效應(yīng)方程、動(dòng)能和動(dòng)量關(guān)系式結(jié)合德布羅意波長公式進(jìn)行解答；根據(jù)頻率關(guān)系判斷能量關(guān)系，再結(jié)合躍遷規(guī)律進(jìn)行分析解答；根據(jù)交點(diǎn)含義進(jìn)行分析解答?！窘獯稹拷猓篈．結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得U因Q的遏止電壓大于R，可知Q的頻率大于R的頻率，Q的波長小于R的波長，則分別射入同一單縫衍射裝置時(shí)，R的衍射現(xiàn)象比Q更明顯，則Q的中央亮紋比R窄，故A錯(cuò)誤；B．同理可知P、Q產(chǎn)生的光電子在K處Q的最大初動(dòng)能比P大，根據(jù)λ可知最小德布羅意波長，P大于Q，故B錯(cuò)誤；C．因Q對應(yīng)的能量最大，則氫原子向第一激發(fā)態(tài)躍遷發(fā)光時(shí)，根據(jù)hν＝Em﹣E2可知三束光中Q對應(yīng)的能級最高，故C正確；D．對應(yīng)于圖2中的M點(diǎn)，P和Q的光電流相等，可知P和Q單位時(shí)間到達(dá)陽極A的光電子數(shù)目相等，故D錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評】本題考查光電效應(yīng)和單縫衍射，德布羅意波長的問題，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。3．（2025?江蘇模擬）黑體輻射的相關(guān)研究是量子理論的開端，下面有關(guān)黑體輻射的論述正確的是（）A．能夠完全反射所有入射的各種波長的電磁波的物體稱為絕對黑體，簡稱黑體 B．維恩給出的輻射強(qiáng)度關(guān)于波長分布的理論公式中，在長波區(qū)符合良好而在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)偏離較大；瑞利的公式則恰好相反，甚至出現(xiàn)了“紫外災(zāi)難” C．普朗克在愛因斯坦的光量子理論的基礎(chǔ)上，提出了使用能量子觀點(diǎn)來解決黑體輻射問題，并最終給出了與實(shí)驗(yàn)完美吻合的黑體輻射公式 D．黑體輻射最終導(dǎo)致了量子力學(xué)的建立。在量子力學(xué)的觀點(diǎn)里，能量、動(dòng)量等物理量都不再是連續(xù)的，而是分立的【考點(diǎn)】黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律．【專題】定性思想；推理法；光的波粒二象性和物質(zhì)波專題；推理論證能力．【答案】D【分析】絕對黑體不反射電磁波，根據(jù)課本介紹的維恩的理論公式以及瑞利的公式分析，普朗克提出能量量子化觀點(diǎn)，愛因斯坦的光量子理論在普朗克之后?！窘獯稹拷猓篈．絕對黑體是指能夠完全吸收所有入射的各種波長的電磁波而不反射電磁波；的物體，故A錯(cuò)誤；B．維恩的理論公式在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)符合而在長波區(qū)偏離大，而瑞利的公式恰好相反，故B錯(cuò)誤；CD．普朗克是從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及數(shù)學(xué)差值等方法得到的黑體輻射公式，愛因斯坦的光量子理論是以普朗克的能量子假設(shè)為基礎(chǔ)的，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：D。【點(diǎn)評】本題考查物理學(xué)史，是常識性問題，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一。4．（2025?石家莊三模）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)，滑動(dòng)變阻器滑片P位于中間位置，當(dāng)用某單色光照射金屬陰極K時(shí)，觀察到光電流。下列說法正確的是（）A．增大入射光強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大 B．入射光頻率越高，飽和光電流一定越大 C．將滑動(dòng)變阻器滑片P滑至最左端時(shí)，沒有光電流 D．施加反向電壓時(shí)，遏止電壓由入射光頻率和陰極金屬材料決定【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電流及其影響因素；遏止電壓及其影響因素．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】D【分析】光電子的最大初動(dòng)能是由入射光的頻率以及陰極金屬材料的逸出功所決定的，和入射光的強(qiáng)度沒有關(guān)系；飽和光電流的大小主要取決于入射光的強(qiáng)度；只要入射光的頻率高于金屬的極限頻率，光電子就能夠逸出并到達(dá)陽極，從而形成光電流；止電壓Uc是由入射光頻率ν和陰極金屬材料的逸出功W0共同決定的。【解答】解：A、依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0可以知道光電子的最大初動(dòng)能是由入射光的頻率以及陰極金屬材料的逸出功所決定的，和入射光的強(qiáng)度沒有關(guān)系。所以，即便增大入射光強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也不會改變，故A錯(cuò)誤；B、飽和光電流的大小主要取決于入射光的強(qiáng)度。雖然入射光頻率越高，單個(gè)光子的能量會越大，但是飽和光電流的大小是由單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)量決定的，而這又與入射光的強(qiáng)度相關(guān)。所以，入射光頻率高并不意味著飽和光電流一定大，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P滑至最左端時(shí)，光電管兩端的電壓為零。不過，只要入射光的頻率高于金屬的極限頻率，光電子就能夠逸出并到達(dá)陽極，從而形成光電流。所以，此時(shí)是存在光電流的，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)遏止電壓的公式eUc＝Ek＝hν﹣W0能夠看出遏止電壓Uc是由入射光頻率ν和陰極金屬材料的逸出功W0共同決定的，故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】本題考查愛因斯坦光電效應(yīng)方程，解題時(shí)需注意，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率和金屬的逸出功有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。5．（2025?朝陽區(qū)二模）如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束單色光a和b。下列說法正確的是（）A．玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率 B．在玻璃中的傳播速率a光大于b光 C．在玻璃中a光的波長大于b光的波長 D．若a光可使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定能【考點(diǎn)】光電效應(yīng)的條件和判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)；光的折射與全反射的綜合問題．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】A【分析】利用n=sinθ2sinθ1比較折射率大小；利用v=cn【解答】解：A、由圖可知，光從玻璃磚射向空氣時(shí)，a光的折射角大于b光的折射角，根據(jù)折射定律n=可知玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率，故A正確；B、根據(jù)v=a光的折射率大，所以在玻璃中的傳播速率a光小于b光，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)n=a光的折射率大，則在玻璃中a光的波長小于b光的波長，故C錯(cuò)誤；D、a光的折射率大，根據(jù)n=以及E＝hν可知a光的頻率大。若a光可使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，由于b光頻率小于a光，所以b光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評】這道題主要考查光的折射定律、折射率、光在介質(zhì)中的傳播速度、波長以及光電效應(yīng)等知識。6．（2025?朝陽區(qū)二模）某科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于量子點(diǎn)材料的納米級光電傳感器，用于檢測極微弱的光信號。其工作原理為：量子點(diǎn)材料在吸收光子時(shí)克服其帶隙能量產(chǎn)生電子﹣空穴對，電子﹣空穴對在量子點(diǎn)內(nèi)部的勢阱中被束縛，形成激子（由一個(gè)電子和一個(gè)空穴通過庫侖相互作用結(jié)合而成的準(zhǔn)粒子）；當(dāng)外加電場作用于該量子點(diǎn)時(shí)，激子會分離為自由電子和空穴，形成光電流。量子點(diǎn)可能吸收一個(gè)高能光子并產(chǎn)生多個(gè)激子。激子的束縛能是指將電子和空穴從激子狀態(tài)分離為自由電子和空穴所需的能量，束縛能越大，激子越穩(wěn)定，其表達(dá)式近似為Eb=ke2εr，電子和空穴之間的庫侖力可表示為F=ke2εrA．只要外加電場強(qiáng)度大于ke2εB．增大外加電場強(qiáng)度，有效光電流可能不變 C．該光電傳感器的工作原理與光電效應(yīng)原理相同 D．產(chǎn)生一對自由電子和空穴需要的能量等于入射光子的能量與外加電場做功之和【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；電場強(qiáng)度與電場力的關(guān)系和計(jì)算．【專題】定量思想；推理法；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據(jù)題意結(jié)合電場力做功的表達(dá)式分析計(jì)算?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)題意，激子分離的條件是eEr＞解得E＞故A錯(cuò)誤；B、增大外加電場強(qiáng)度，激子分離，但激子分離后，電子和空穴之間的庫侖力增大，電子和空穴之間的距離減小，當(dāng)電子和空穴之間的距離減小到小于keεr2C、該光電傳感器的工作原理與光電效應(yīng)原理不同，故C錯(cuò)誤；D、產(chǎn)生一對自由電子和空穴需要的能量等于入射光子的能量與外加電場做功之差，故D錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評】本題考查電場力做功的應(yīng)用，解題關(guān)鍵掌握題意分析。7．（2025?山海關(guān)區(qū)一模）用如圖所示裝置可以觀察光電效應(yīng)現(xiàn)象，開始時(shí)把一塊帶負(fù)電的鋅板與一驗(yàn)電器相連，驗(yàn)電器指針張開。用紫外線燈照射鋅板后，指針張角變小，忽略鋅板自發(fā)漏電的因素，下列說法正確的是（）A．增加紫外線燈光線的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也變大 B．用一個(gè)帶正電的導(dǎo)體球接觸鋅板后，驗(yàn)電器張開的指針夾角最終可能會變大 C．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光照到金屬板的一面上，電子從金屬板的另一面飛出 D．若用黃光照射鋅板，驗(yàn)電器的指針夾角也一定會變小【考點(diǎn)】光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義；光電效應(yīng)的條件和判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)．【專題】定性思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據(jù)光電效應(yīng)產(chǎn)生原理以及現(xiàn)象逐一分析各個(gè)選項(xiàng)?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)光電效應(yīng)方程，Ekm＝hν﹣W，因此增加紫外線的強(qiáng)度，從鋅板逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變，故A錯(cuò)誤；B.依題意鋅板原來帶負(fù)電，用一個(gè)帶正電的導(dǎo)體球接觸鋅板，如果正電遠(yuǎn)大于負(fù)電，則驗(yàn)電器張開的指針夾角可能會變大，故B正確；C.紫外線燈照射后發(fā)生光電效應(yīng)，電子從金屬板表面逸出，即從光照射到的金屬表面逸出，故C錯(cuò)誤；D.若用黃光照射鋅板，如果極限頻率大于黃光頻率，將無法發(fā)生光電效應(yīng)，驗(yàn)電器的指針夾角不會改變，故D錯(cuò)誤。故選：B。【點(diǎn)評】只有當(dāng)入射光的頻率大于金屬的截止頻率時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)，否則，就算光照再強(qiáng)也不可能發(fā)生。二．多選題（共3小題）（多選）8．（2025?青羊區(qū)校級一模）圖甲所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖，用三種光線1、2、3分別照射金屬板K時(shí)產(chǎn)生的光電流與電壓的關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．向右滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，光電流一定增大 B．三種光的頻率關(guān)系為ν1＝ν3＜ν2 C．?dāng)嚅_開關(guān)，電流表示數(shù)不為零 D．光線3的強(qiáng)度大于光線1的強(qiáng)度【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光電效應(yīng)方程的圖像問題；光電流及其影響因素．【專題】定量思想；方程法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】BC【分析】根據(jù)電路構(gòu)造分析出電壓的變化，從而分析出光電流的可能變化趨勢；根據(jù)hν﹣W0＝Ek分析；斷開開關(guān)，光電流會減小，但不會變?yōu)?；依圖乙分析知光線1的強(qiáng)度大于光線3的強(qiáng)度?！窘獯稹拷猓篈、滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)，光電流可能增大，也可能已到達(dá)飽和電流而不變，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)光電效應(yīng)方程hν﹣W0＝Ek結(jié)合動(dòng)能定理Ek＝eUc可得U則三種光的頻率關(guān)系為ν1＝ν3＜ν2故B正確；C、斷開開關(guān)，光電效應(yīng)還會發(fā)生，光電流會減小，但不會變?yōu)?，故C正確；D、由圖乙知光線1產(chǎn)生的飽和光電流大，又光線1和光線3頻率相等，則光線1的強(qiáng)度大于光線3的強(qiáng)度，故D錯(cuò)誤。故選：BC?！军c(diǎn)評】本題主要考查了光電效應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用，理解光電效應(yīng)的原理，結(jié)合光電效應(yīng)方程和圖像的物理意義即可完成分析。（多選）9．（2025?南開區(qū)二模）日暈是一種常見的大氣光學(xué)現(xiàn)象，如圖甲所示，太陽光線經(jīng)卷層云中同一冰晶的兩次折射，分散成單色光，形成日暈。如圖乙所示，為一束太陽光射到截面為六角形的冰晶上時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光，下列說法正確的是（）A．在真空中，a光的傳播速度較大 B．a(chǎn)、b光線分別通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉時(shí)，a光的相鄰條紋間距較大 C．從同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角較小 D．a(chǎn)、b光線分別照射同一金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，b光線照射發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能較大【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；光的折射定律；折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式；全反射的條件、判斷和臨界角；光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系．【專題】定性思想；推理法；光的折射專題；推理論證能力．【答案】ABD【分析】根據(jù)光路圖分析折射率；根據(jù)v=【解答】解：AC、根據(jù)光路圖可知在冰晶中，b光的折射率大于a光的折射率，根據(jù)v=cn可知，在冰晶中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度，根據(jù)sinC=1n可知同種玻璃中射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，B、因?yàn)閎光在冰晶中的折射率大，所以b光的頻率大，根據(jù)c＝λv可知，b光的波長小，根據(jù)Δx=1dλ可知，在相同條件下，D.若a光和b光均能使同一金屬發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)Ekmax＝hv﹣W0，由于b光的頻率大于a光的頻率，則b光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大，故D正確。故選：ABD。【點(diǎn)評】能夠根據(jù)光路圖比較出兩光的折射率是解題的關(guān)鍵，知道折射率大的光，頻率大，波長小。（多選）10．（2025?香坊區(qū)校級四模）某種頻率的光照射光電管中的某種金屬時(shí)，可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，則（）組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動(dòng)能/eV第一組14.0弱290.924.0中430.934.0強(qiáng)600.9第二組46.0弱272.956.0中402.966.0強(qiáng)552.9A．兩組實(shí)驗(yàn)入射光的頻率相同 B．兩組實(shí)驗(yàn)所用金屬材料不同 C．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大 D．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eV【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；金屬材料的逸出功．【專題】定量思想；歸納法；光電效應(yīng)專題；理解能力．【答案】CD【分析】根據(jù)入射光的能量分析；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程計(jì)算金屬材料的逸出功，以及光電子的最大動(dòng)能；根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知兩組實(shí)驗(yàn)中入射光子的能量不同，根據(jù)E＝hν可知，兩組實(shí)驗(yàn)入射光的頻率不同，故A錯(cuò)誤；BD、設(shè)金屬材料的逸出功為W0，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0，把兩組實(shí)驗(yàn)入射光子的能量分別為4.0eV，逸出光電子的最大動(dòng)能分別為0.9eV和2.9eV分別代入可得金屬材料的逸出功均為3.1eV，所以兩組實(shí)驗(yàn)所用金屬材料是相同的，如果入射光子的能量為5.0eV，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0，可得逸出光電子的最大動(dòng)能為3.1eV，故B錯(cuò)誤，D正確；C、根據(jù)實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)可知，在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的相對光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大，故C正確。故選：CD?！军c(diǎn)評】掌握愛因斯坦光電效應(yīng)方程是解題的關(guān)鍵。三．填空題（共3小題）11．（2024?鼓樓區(qū)校級二模）另一類光電煙霧探測器的原理如圖（a），當(dāng)有煙霧進(jìn)入時(shí)，來自光源S的光被煙霧散射后進(jìn)入光電管C，光射到光電管中的鈉表面時(shí)會產(chǎn)生光電流。傳感器檢測到光電流大于預(yù)設(shè)范圍便會觸發(fā)警報(bào)。金屬鈉的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν的變化規(guī)律如圖（b）所示。（1）光源S發(fā)出的光波波長應(yīng)小于5×10﹣7m。（2）圖（b）中圖像的斜率為k，普朗克常量h＝ke。（電子電荷量e）【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；動(dòng)能定理的簡單應(yīng)用；光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義．【專題】定量思想；方程法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】（1）5×10﹣7；（2）ke?！痉治觥浚?）根據(jù)波長與頻率的關(guān)系判斷；（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理判斷。【解答】解：（1）由圖可知光電管對應(yīng)的極限頻率為6×1014Hz，光源S發(fā)出的光波波長應(yīng)小于λ=（2）]根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0根據(jù)動(dòng)能定理Ek＝eUc整理得U則圖像的斜率為k解得普朗克常量為h＝ke故答案為：（1）5×10﹣7；（2）ke。【點(diǎn)評】該題考查光電效應(yīng)的應(yīng)用，能正確理解光電效應(yīng)方程即可。12．（2024?福建模擬）如圖甲所示，某同學(xué)探究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中遏止電壓Uc隨入射光頻率v變化的關(guān)系。現(xiàn)用單色光照射光電管的陰極K，發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙為測得的遏止電壓Uc隨入射光頻率v變化的關(guān)系圖像。已知圖線的橫坐標(biāo)截距為v0，斜率為k，普朗克常量為h，則該光電管陰極材料的逸出功為hv0，若換用不同陰極材料制成的光電管，Uc﹣v圖像的斜率不變（選填“不變”或“改變”）?！究键c(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；推理論證能力．【答案】hv0；不變?！痉治觥扛鶕?jù)光電效應(yīng)方程結(jié)合圖像分析出陰極材料的逸出功；根據(jù)光電效應(yīng)方程得出圖像的斜率并判斷出斜率是否變化。【解答】解：根據(jù)U故可得該光電管陰極材料的逸出功為hv0。由Uc=hve-W0所以換用不同陰極材料制成的光電管，Uc﹣v圖像的斜率不變。故答案為：hv0；不變。【點(diǎn)評】本題主要考查了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，根據(jù)光電方程結(jié)合圖像即可完成分析，整體難度不大。13．（2024春?廈門期末）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為ν的光分別照射到a、b兩種金屬上，測得相應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。已知金屬a的極限頻率大于金屬b的極限頻率，h為普朗克常量，則Eka＜Ekb（選填“＜”或“＞”），金屬a的極限頻率為ν-Eka【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程．【專題】定量思想；推理法；光電效應(yīng)專題；分析綜合能力．【答案】＜，ν【分析】根據(jù)兩金屬的極限頻率的關(guān)系可知其逸出功的大小關(guān)系，再根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷光電子的最大初動(dòng)能大小關(guān)系；根據(jù)光電效應(yīng)方程求解金屬a的極限頻率。【解答】解：金屬a的極限頻率大于金屬b的極限頻率，則金屬a的逸出功Wa大于金屬b的逸出功Wb，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν﹣W0可知Eka＜Ekb；根據(jù)Eka＝hν﹣Wa＝hν﹣hνa，解得金屬a的極限頻率為νa=故答案為：＜，ν【點(diǎn)評】此題考查了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程以及知道極限頻率和逸出功的關(guān)系。四．解答題（共2小題）14．（2025春?北京校級月考）激光由于其單色性好、亮度高、方向性好等特點(diǎn)，在科技前沿的許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)光的波粒二象性可知，當(dāng)光與其他物體發(fā)生相互作用時(shí)，光子表現(xiàn)出有能量和動(dòng)量，對于波長為λ的光子，其動(dòng)量p=hλ。已知光在真空中的傳播速度為c，普朗克常量為（1）科研人員曾用強(qiáng)激光做過一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)：一個(gè)水平放置的小玻璃片被一束強(qiáng)激光托在空中。已知激光豎直向上照射到質(zhì)量為m的小玻璃片上后，全部被小玻璃片吸收，重力加速度為g。求激光照射到小玻璃片上的功率P；（2）激光冷卻和原子捕獲技術(shù)在科學(xué)上意義重大，特別是對生物科學(xué)將產(chǎn)生重大影響。所謂激光冷卻就是在激光的作用下使得做熱運(yùn)動(dòng)的原子減速，其具體過程如下：一質(zhì)量為m的原子沿著x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，頻率為ν0的激光束迎面射向該原子。運(yùn)動(dòng)著的原子就會吸收迎面而來的光子從基態(tài)躍遷，而處于激發(fā)態(tài)的原子會立即自發(fā)地輻射光子回到基態(tài)。原子自發(fā)輻射的光子方向是隨機(jī)的，在上述過程中原子的速率已經(jīng)很小，因而光子向各方向輻射光子的可能性可認(rèn)為是均等的，因而輻射不再對原子產(chǎn)生合外力的作用效果，并且原子的質(zhì)量沒有變化。①設(shè)原子單位時(shí)間內(nèi)與n個(gè)光子發(fā)生相互作用，求運(yùn)動(dòng)原子做減速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大?。虎诩僭O(shè)某原子以速度v0沿著x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)該原子發(fā)生共振吸收后躍遷到了第一激發(fā)態(tài)，吸收一個(gè)光子后原子的速度大小發(fā)生變化，方向未變。求該原子的第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能級差ΔE？【考點(diǎn)】能量子與量子化現(xiàn)象；光子的動(dòng)量；動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題．【專題】定量思想；推理法；動(dòng)量和能量的綜合；推理論證能力．【答案】（1）激光照射到小玻璃片上的功率P為mgc；（2）①運(yùn)動(dòng)原子做減速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小為nh②該原子的第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能級差ΔE為hν0(1+ν【分析】（1）激光照射到小玻璃片上的功率P等于單位時(shí)間照射到玻璃片上的光子d能量，根據(jù)動(dòng)量定理以及牛頓第三定律分析解答；（2）①根據(jù)動(dòng)量守恒定律以及加速度的定義式求解運(yùn)動(dòng)原子做減速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小；②由能量守恒定律得和動(dòng)量守恒定律求解該原子的第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能級差ΔE?！窘獯稹拷猓海?）設(shè)在Δt時(shí)間內(nèi)照射到玻璃表面的光子數(shù)為n，則由動(dòng)量定理FΔt＝np對玻璃板由平衡知識F＝mg每個(gè)光子的能量E=h激光照射到小玻璃片上的功率P=解得P＝mgc（2）①原子單位時(shí)間內(nèi)與n個(gè)光子發(fā)生相互作用，由動(dòng)量守恒定律nh原子的加速度a=其中Δt＝1s解得a=②以原子開始運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍游找粋€(gè)光子的過程，由動(dòng)量守恒定律mv該原子的第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能級差ΔE=解得ΔE=h答：（1）激光照射到小玻璃片上的功率P為mgc；（2）①運(yùn)動(dòng)原子做減速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小為nh②該原子的第一激發(fā)態(tài)和基態(tài)的能級差ΔE為hν0(1+ν【點(diǎn)評】解決該題需要明確知道激光與院子相互作用的過程中其動(dòng)量和能量是守恒的，掌握動(dòng)量定理以及動(dòng)量與波長的關(guān)系式。15．（2025春?道里區(qū)校級期中）如圖所示，光電管K極由截止頻率為ν0的鈉金屬制做而成。現(xiàn)用波長為λ的紫外線照射K極，當(dāng)光電管A和K之間的電壓為U時(shí)，光電流達(dá)到最大值Im。已知電子的電荷量為e，質(zhì)量為me，普朗克常量h，真空中的光速為c。（1）用題中所給物理量分別表示電子到達(dá)極板A時(shí)的最大動(dòng)能Ekm和電子的德布羅意波長λ1；（2）若已知題干中各物理量數(shù)值分別為：h＝6.6×10﹣34J?s，c＝3.0×108m/s，λ＝3.0×10﹣7m，Im＝0.56μA，e＝1.6×10﹣19C，ν0①求每個(gè)光子的能量E和每秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目n；②求該紫外線照射下AK間的遏止電壓Uc?！究键c(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；遏止電壓及其影響因素．【專題】計(jì)算題；學(xué)科綜合題；定量思想；方程法；光電效應(yīng)專題；分析綜合能力．【答案】（1）電子到達(dá)極板A時(shí)的最大動(dòng)能為eU+hc（2）①求每個(gè)光子的能量E和每秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目n為3.5×1012個(gè)；②求該紫外線照射下AK間的遏止電壓Uc為1.65V。【分析】（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動(dòng)能，結(jié)合動(dòng)能定理求出電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能；根據(jù)德布羅意波波長公式求出；（2）①根據(jù)飽和電流的大小，結(jié)合n=Ite求出每秒內(nèi)由②根據(jù)Uce＝Ekm0，即可求解遏止電壓?！窘獯稹拷猓海?）光電子從陰極K逸出時(shí)的最大初動(dòng)能為Ekm0，由光電效應(yīng)方程有Ekm0=h由動(dòng)能定理Ekm＝Ekm0+eU解得Ekm=根據(jù)德布羅意波波長公式λ電子的動(dòng)量p＝mev=聯(lián)立可得λ1=h?（2）①光子的能量E＝hν=光電流達(dá)到最大值時(shí)I而q＝ne其中t＝1s代入數(shù)據(jù)解得n＝3.5×1012（個(gè)）②由Uce＝Ekm0可得Uc＝1.65V；答：（1）電子到達(dá)極板A時(shí)的最大動(dòng)能為eU+hc（2）①求每個(gè)光子的能量E和每秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目n為3.5×1012個(gè)；②求該紫外線照射下AK間的遏止電壓Uc為1.65V。【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道光的強(qiáng)度影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，注意保留有效數(shù)字。

考點(diǎn)卡片1．動(dòng)能定理的簡單應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.動(dòng)能定理的內(nèi)容：合外力做的功等于動(dòng)能的變化量。2.表達(dá)式：W合＝ΔEk＝Ek末﹣Ek初3.本考點(diǎn)針對簡單情況下用動(dòng)能定理來解題的情況。【命題方向】如圖所示，質(zhì)量m＝10kg的物體放在水平地面上，物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g＝10m/s2，今用F＝50N的水平恒力作用于物體上，使物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，作用時(shí)間t＝6s后撤去F，求：（1）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度；（2）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移（3）物體從開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功。分析：（1）對物體受力分析知，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律就可求出加速度；（2）用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式即可求得位移的大?。唬?）對全程用動(dòng)能定理，可以求得摩擦力的功。解答：（1）對物體受力分析，由牛頓第二定律得F﹣μmg＝ma，解得a＝3m/s2，（2）由位移公式得X=12at2=12×3×6（3）對全程用動(dòng)能定理得FX﹣Wf＝0Wf＝FX＝50×54J＝2700J。答：（1）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的過程中的加速度是3m/s2；（2）物體在前6s運(yùn)動(dòng)的位移是54m；（3）物體從開始運(yùn)動(dòng)直到最終靜止的過程中克服摩擦力所做的功為2700J。點(diǎn)評：分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程，直接應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求解即可，求摩擦力的功的時(shí)候?qū)θ虘?yīng)用動(dòng)能定理比較簡單。【解題思路點(diǎn)撥】1．應(yīng)用動(dòng)能定理的一般步驟（1）選取研究對象，明確并分析運(yùn)動(dòng)過程。（2）分析受力及各力做功的情況①受哪些力？②每個(gè)力是否做功？③在哪段位移哪段過程中做功？④做正功還是負(fù)功？⑤做多少功？求出代數(shù)和。（3）明確過程始末狀態(tài)的動(dòng)能Ek1及Ek2。（4）列方程W總＝Ek2﹣Ek1，必要時(shí)注意分析題目潛在的條件，補(bǔ)充方程進(jìn)行求解。注意：①在研究某一物體受到力的持續(xù)作用而發(fā)生狀態(tài)改變時(shí)，如涉及位移和速度而不涉及時(shí)間時(shí)應(yīng)首先考慮應(yīng)用動(dòng)能定理，而后考慮牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，如涉及加速度時(shí)，先考慮牛頓第二定律。②用動(dòng)能定理解題，關(guān)鍵是對研究對象進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析及運(yùn)動(dòng)過程分析，并畫出物體運(yùn)動(dòng)過程的草圖，以便更準(zhǔn)確地理解物理過程和各物理量的關(guān)系。有些力在物體運(yùn)動(dòng)全過程中不是始終存在的，在計(jì)算外力做功時(shí)更應(yīng)引起注意。2．動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題【知識點(diǎn)的認(rèn)識】動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律的綜合應(yīng)用有很多，我們將板塊模型、子彈打木塊以及彈簧類模型單獨(dú)分了出來仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，其他的綜合應(yīng)用暫時(shí)歸類于此。例如多種因素共存的動(dòng)量和能量的綜合應(yīng)用、有電場存在的綜合應(yīng)用等等?！久}方向】如圖所示為某種彈射裝置的示意圖，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長度L＝4.0m，皮帶輪沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)皮帶以恒定速率v＝3.0m/s勻速傳動(dòng)。三個(gè)質(zhì)量均為m＝1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上，開始時(shí)滑塊B、C之間用細(xì)繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，處于靜止?fàn)顟B(tài)。滑塊A以初速度v0＝2.0m/s沿B、C連線方向向B運(yùn)動(dòng)，A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時(shí)間極短。連接B、C的細(xì)繩受擾動(dòng)而突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離?；瑝KC脫離彈簧后以速度vC＝2.0m/s滑上傳送帶，并從右端滑出落至地面上的P點(diǎn)。已知滑塊C與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.20，重力加速度g取10m/s2．求：（1）滑塊C從傳送帶右端滑出時(shí)的速度大?。唬?）滑塊B、C用細(xì)繩相連時(shí)彈簧的彈性勢能Ep；（3）若每次實(shí)驗(yàn)開始時(shí)彈簧的壓縮情況相同，要使滑塊C總能落至P點(diǎn)，則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值vm是多少？分析：本題主要考查以下知識點(diǎn)：碰撞中的動(dòng)量守恒，碰撞中的能量守恒以及物體在傳送帶上的減速運(yùn)動(dòng)，涉及平拋的基本知識。（1）碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量保持不變，這是動(dòng)量守恒定律（2）彈性碰撞中在滿足動(dòng)量守恒的同時(shí)還滿足機(jī)械能守恒及碰撞中的能量保持不變；本題中AB碰撞后在彈簧伸開的過程中同時(shí)滿足動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒。（3）物體滑上傳送帶后，如果物體的速度大于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做減速運(yùn)動(dòng)，減速運(yùn)動(dòng)持續(xù)到物體到達(dá)傳送帶的另一端或速度降為和傳送帶同速時(shí)止，解題時(shí)要注意判斷；如果物體的速度小于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)持續(xù)到物體到達(dá)傳送帶的另一端或速度加到與傳送帶同速時(shí)止，解題時(shí)同樣要注意判斷。（4）物體做平拋的射程與拋體的高度和初速度共同決定，要使C物體總能落到P點(diǎn)，在高度一定的情況下，即物體做平拋的初速度相等也就是物體到達(dá)C端時(shí)的速度相等（此為隱含條件）。解答：（1）滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)滑塊C從滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v所用的時(shí)間為t，加速度大小為a，在時(shí)間t內(nèi)滑塊C的位移為x。根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式μmg＝mav＝vC+atx=代入數(shù)據(jù)可得x＝1.25m∵x＝1.25m＜L∴滑塊C在傳送帶上先加速，達(dá)到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，并從右端滑出，則滑塊C從傳送帶右端滑出時(shí)的速度為v＝3.0m/s（2）設(shè)A、B碰撞后的速度為v1，A、B與C分離時(shí)的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律mAv0＝（mA+mB）v1（mA+mB）v1＝（mA+mB）v2+mCvCAB碰撞后，彈簧伸開的過程系統(tǒng)能量守恒∴E代入數(shù)據(jù)可解得：EP＝1.0J（3）在題設(shè)條件下，若滑塊A在碰撞前速度有最大值，則碰撞后滑塊C的速度有最大值，它減速運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端時(shí)，速度應(yīng)當(dāng)恰好等于傳遞帶的速度v。設(shè)A與B碰撞后的速度為v1′，分離后A與B的速度為v2′，滑塊C的速度為vc′，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：AB碰撞時(shí)：mAvm＝（mA+mB）v1′（1）彈簧伸開時(shí)：（mA+mB）v1′＝mcvC′+（mA+mB）v2′（2）在彈簧伸開的過程中，系統(tǒng)能量守恒：則EP+12∵C在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的末速度為v＝3m/s，加速度大小為2m/s2∴由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2_vc′2＝2（﹣a）L得vC′＝5m/s（4）代入數(shù)據(jù)聯(lián)列方程（1）（2）（3）（4）可得vm＝7.1m/s點(diǎn)評：本題著重考查碰撞中的動(dòng)量守恒和能量守恒問題，同時(shí)借助傳送帶考查到物體在恒定摩擦力作用下的勻減速運(yùn)動(dòng)，還需用到平拋的基本知識，這是力學(xué)中的一道知識點(diǎn)比較多的綜合題，學(xué)生在所涉及的知識點(diǎn)中若存在相關(guān)知識缺陷，則拿全分的幾率將大大減小。【解題思路點(diǎn)撥】1．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律的解題步驟：（1）明確研究對象（系統(tǒng)包括哪幾個(gè)物體及研究的過程）；（2）進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒（或某一方向上是否守恒）；（3）規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動(dòng)量；（4）由動(dòng)量守恒定律列式求解；（5）必要時(shí)進(jìn)行討論．2．解決動(dòng)量守恒中的臨界問題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：（1）尋找臨界狀態(tài)：題設(shè)情境中看是否有相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開始反向運(yùn)動(dòng)等臨界狀態(tài)．（2）挖掘臨界條件：在與動(dòng)量相關(guān)的臨界問題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度關(guān)系與相對位移關(guān)系，即速度相等或位移相等．正確把握以上兩點(diǎn)是求解這類問題的關(guān)鍵．3．綜合應(yīng)用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)4．動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)：這兩個(gè)觀點(diǎn)研究的是物體或系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)變化所經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變，不對過程變化的細(xì)節(jié)作深入的研究，而只關(guān)心運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的結(jié)果及引起變化的原因，簡單地說，只要求知道過程的始末狀態(tài)動(dòng)量、動(dòng)能和力在過程中所做的功，即可對問題求解．5．利用動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解題應(yīng)注意下列問題：（1）動(dòng)量守恒定律是矢量表達(dá)式，還可寫出分量表達(dá)式；而動(dòng)能定理和能量守恒定律是標(biāo)量表達(dá)式，無分量表達(dá)式．（2）動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的規(guī)律，它們研究的是物體系，在力學(xué)中解題時(shí)必須注意動(dòng)量守恒條件及機(jī)械能守恒條件．在應(yīng)用這兩個(gè)規(guī)律時(shí)，當(dāng)確定了研究對象及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化過程后，根據(jù)問題的已知條件和求解的未知量，選擇研究的兩個(gè)狀態(tài)列方程求解．（3）中學(xué)階段凡可用力和運(yùn)動(dòng)解決的問題，若用動(dòng)量觀點(diǎn)或能量觀點(diǎn)求解，一般比用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)簡便．3．電場強(qiáng)度與電場力的關(guān)系和計(jì)算【知識點(diǎn)的認(rèn)識】根據(jù)電場強(qiáng)度的定義式E=FF＝qE。【命題方向】如圖，A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，且AB＝BC，在A處固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在C處放一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí)，它所受到的電場力大小為F，移去C處電荷，在B處放電荷量為2q的點(diǎn)電荷，其所受電場力大小為（）A、4FB、8FC、F4D分析：首先確定電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受的電場力方向與F方向的關(guān)系，再根據(jù)庫侖定律得到F與AB的關(guān)系，即可求出2q的點(diǎn)電荷所受電場力。解答：根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引，分析可知電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受的電場力方向與F方向相同；設(shè)AB＝r，則有BC＝r。則有：F＝kQq故電荷量為2q的點(diǎn)電荷在B處所受電場力為：FB＝kQ?2qr2=故選：B。點(diǎn)評：本題關(guān)鍵是根據(jù)庫侖定律研究兩電荷在兩點(diǎn)所受的電場力大小和方向關(guān)系，注意B、C兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同。【解題方法點(diǎn)撥】既可以利用E=Fq計(jì)算某一點(diǎn)的電場強(qiáng)度也可以利用它的變形F＝4．光的折射定律【知識點(diǎn)的認(rèn)識】一、光的折射1．光的折射現(xiàn)象：光射到兩種介質(zhì)的分界面上時(shí)，一部分光進(jìn)入到另一種介質(zhì)中去，光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射。2．光的折射定律：折射光線與入射光線、法線處于同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦成正比。3．在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。4．折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比，叫做介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率。表示為n=sin實(shí)驗(yàn)證明，介質(zhì)的折射率等于光在真空中與在該介質(zhì)中的傳播速度之比，即n=c大于1，．兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)。5．相對折射率光從介質(zhì)Ⅰ（折射率為n1、光在此介質(zhì)中速率為v1）斜射入介質(zhì)Ⅱ（折射率為n2、光在此介質(zhì)中的速率為v2）發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率。用n21表示。n21=Ⅱ介質(zhì)相對Ⅰ介質(zhì)的相對折射率又等于Ⅱ介質(zhì)的折射率n2跟Ⅰ介質(zhì)的折射率n1之比，即n21=n由以上兩式，可得到光的折射定律的一般表達(dá)式是：n1sin∠1＝n2sin∠2或n1v1＝n2v2。【命題方向】如圖所示，直角三棱鏡ABC的一個(gè)側(cè)面BC緊貼在平面鏡上，∠BAC＝β．從點(diǎn)光源S發(fā)出的細(xì)光束SO射到棱鏡的另一側(cè)面AC上，適當(dāng)調(diào)整入射光SO的方向，當(dāng)SO與AC成α角時(shí)，其折射光與鏡面發(fā)生一次反射，從AC面射出后恰好與SO重合，則此棱鏡的折射率為（）分析：由題意可知從AC面出射的光線與入射光線SO恰好重合，因此根據(jù)光路可逆可知SO的折射光線是垂直于BC的，然后根據(jù)折射定律即可求解折射率。解答：作出光路圖，依題意可知光垂直BC反射才能從AC面射出后恰好與SO重合，則光在AC面的入射角為90°﹣α，由幾何關(guān)系可知折射角為：r＝90°﹣β。根據(jù)折射定律：n=sin(90°-α)sin故選：A。點(diǎn)評：解決幾何光學(xué)問題的關(guān)鍵是根據(jù)題意正確畫出光路圖，然后根據(jù)幾何關(guān)系以及相關(guān)物理知識求解。【解題方法點(diǎn)撥】光的折射問題，解題的關(guān)鍵在于正確畫出光路圖、找出幾何關(guān)系。解題的一般步驟如下：（1）根據(jù)題意正確畫出光路圖；（2）根據(jù)幾何知識正確找出角度關(guān)系；（3）依光的折射定律列式求解。5．折射率的波長表達(dá)式和速度表達(dá)式【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.折射率的兩種計(jì)算方法（1）光的折射定律：n=（2）用光速進(jìn)行計(jì)算：n=c2.對折射率計(jì)算公式的理解（l）折射率n是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)本身及入射光的頻率決定，與入射角、折射角的大小無關(guān)。（2）從公式n=cv看，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率都大于（3）由于n＞1，從公式n=sin【命題方向】如圖所示，真空中有一下表面鍍反射膜的平行玻璃磚，其折射率n=2．一束單色光與界面成θ＝45°角斜射到玻璃磚表面上，最后在玻璃磚的右側(cè)面豎直光屏上出現(xiàn)了兩個(gè)光點(diǎn)A和B，A和B相距h＝2.0cm。已知光在真空中的傳播速度c＝3.0×108m/s①該單色光在玻璃磚中的傳播速度。②玻璃磚的厚度d。一束光斜射在表面鍍反射膜的平行玻璃磚，則反射光線在豎直光屏上出現(xiàn)光點(diǎn)A，而折射光線經(jīng)反射后再折射在豎直光屏上出現(xiàn)光點(diǎn)B，根據(jù)光學(xué)的幾何關(guān)系可由AB兩點(diǎn)間距確定CE間距，再由折射定律，得出折射角，最終算出玻璃磚的厚度。解：①由折射率公式n解得v②由折射率公式n解得sinθ2=12，θ2＝作出如圖所示的光路，△CDE為等邊三角形，四邊形ABEC為梯形，CE＝AB＝h．玻璃的厚度d就是邊長h的等邊三角形的高。故d=h答：①該單色光在玻璃磚中的傳播速度32②玻璃磚的厚度1.732cm。根據(jù)光路可逆及光的反射可得出AC與BE平行，從而確定CE的長度。【知識點(diǎn)的認(rèn)識】折射率的定義式中n=sinθ1sinθ2的6．全反射的條件、判斷和臨界角【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1．光照射到兩種介質(zhì)界面上時(shí)，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象．2．發(fā)生全反射的條件：①光線從光密介質(zhì)斜射向光疏介質(zhì)．②入射角大于或等于臨界角．3．臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角．設(shè)光線從某種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)的臨界角為C，則sinC=1光線從折射率為n1的介質(zhì)斜射入折射率為n2的介質(zhì)，（n1＞n2）發(fā)生全反射時(shí)的臨界角為C′，sinC′=n4．光導(dǎo)纖維：主要應(yīng)用：a．內(nèi)窺鏡；b．光纖通信．【命題方向】題型一：光的全反射及臨界角的應(yīng)用如圖所示，用折射率n=2的玻璃做成內(nèi)徑為R、外徑為R'=（1）球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域；（2）要使球殼內(nèi)部沒有光線射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行？分析：（1）光線射到內(nèi)球面時(shí)，若入射角大于或等于臨界角時(shí)，會發(fā)生全反射，光線將不能射入球殼內(nèi)部．根據(jù)折射定律求出臨界角．作出光路圖，由幾何知識求出光線射到內(nèi)球面剛好發(fā)生全反射時(shí)，在外球面的折射角，由數(shù)學(xué)知識求出球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域．（2）根據(jù)光路圖，由幾何知識求出遮光板的大小，確定如何放置．解答：（1）設(shè)光線a′a射入外球面，沿ab方向射向內(nèi)球面，剛好發(fā)生全反射，則sinC=∴C＝45°在△Oab中，Oa=2R，根據(jù)數(shù)學(xué)知識得sin(180°-得到sinr即r＝30°，則∠θ＝C﹣r＝45°﹣30°＝15°又∠O′Oa＝i，由sinisinr=n∴i＝45°即∠O′Ob＝i+θ＝45°+15°＝60°當(dāng)射向外球面的入射光線的入射角小于i＝45°時(shí)，這些光線都會射出內(nèi)球面．因此，以O(shè)O'為中心線，上、下（左、右）各60°的圓錐球殼內(nèi)有光線射出．（2）由圖中可知，h=所以，至少用一個(gè)半徑為R的遮光板，圓心過OO′軸并垂直該軸放置，才可以擋住射出球殼的全部光線，這時(shí)球殼內(nèi)部將沒有光線射出．答：（1）球殼內(nèi)部有光線射出的區(qū)域?yàn)橐設(shè)O′為中心線，上、下（左、右）各60°的圓錐球殼內(nèi)有光線射出．（2）要使球殼內(nèi)部沒有光線射出，至少用一個(gè)半徑為R的遮光板，圓心過OO'軸并垂直該軸放置．點(diǎn)評：本題是折射定律、臨界角和幾何知識的綜合應(yīng)用，作出光路圖是基礎(chǔ)．【解題思路點(diǎn)撥】解決全反射回題的思路（1）確定光是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。（2）若由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，則根據(jù)sinC=1（3）根據(jù)題設(shè)條件，畫出入射角等于臨界角的“臨界光路”。（4）運(yùn)用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系、反射定律等進(jìn)行判斷推理，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或定量計(jì)算。7．光的折射與全反射的綜合問題【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.對全反射的理解光投射到兩種介質(zhì)的界面上會發(fā)生反射和折射，入射角和反射角、入射角和折射角的關(guān)系分別遵守反射定律和折射定律，當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)中時(shí)，若入射角等于或者大于臨界角會發(fā)生全反射現(xiàn)象。2.對臨界角的理解光線從介質(zhì)進(jìn)入真空或空氣，折射角θ2＝90°時(shí)，發(fā)生全反射，此時(shí)的入射角θ1叫臨界角C。由1n=sinθ1(介3.綜合類問題的解題思路（1）確定光是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，還是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，并根據(jù)sinC=1（2）畫出光線發(fā)生折射、反射的光路圖（全反射問題中關(guān)鍵要畫出入射角等于臨界角的“臨界光路圖”）。（3）結(jié)合光的反射定律、折射定律及臨界角C、幾何關(guān)系進(jìn)行分析與計(jì)算?！久}方向】用折射率n＝3/2的光學(xué)材料制成如圖棱鏡，用于某種光學(xué)儀器中，現(xiàn)有束光線沿MN方向從空氣射到棱鏡的AB面上，入射角的大小滿足關(guān)系sini=34，該束光經(jīng)AB面折射后射到BC面的①求光在棱鏡中傳播的速率（光在空氣中的速度近似為在真空中的速度）②通過計(jì)算判斷該光束射到P點(diǎn)后能否發(fā)生全反射并畫出光束在棱鏡中的光路圖。①根據(jù)v=c②根據(jù)折射定律求出光線進(jìn)入棱鏡后的折射角，由幾何知識求出光線射到BC面上P點(diǎn)的入射角，與臨界角大小進(jìn)行比較，分析能否發(fā)生全反射，再作出光路圖。解：①光在棱鏡中傳播的速率為：v=cn=3×10②由折射定律得：n=解得光線在AB面上的折射角為：r＝30°由幾何知識得光線在BC面的入射角為：θ＝45°由sinC=1n=23則θ＞C，故光線在BC面上發(fā)生全反射，之后垂直AC面射出棱鏡畫出光路圖如圖所示。答：①光在棱鏡中傳播的速率v是2×108m/s。②該光束射到P點(diǎn)后能發(fā)生全反射，光束在棱鏡中的光路圖如圖所示。本題要根據(jù)折射定律和幾何知識，通過計(jì)算來研究光路，要注意當(dāng)光從光密進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)要考慮能否發(fā)生全反射?！窘忸}思路點(diǎn)撥】（1）解決幾何光學(xué)問題應(yīng)先準(zhǔn)確畫好光路圖。（2）用光的全反射條件來判斷在某界面是否發(fā)生全反射；用折射定律找入射角和折射角的關(guān)系。（3）在處理幾何光學(xué)問題時(shí)應(yīng)充分利用光的可逆性、對稱性、相似性等幾何關(guān)系。8．光的波長與干涉條紋間距的關(guān)系【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示2.單縫屏的作用獲得一個(gè)線光源，使光源有唯一的頻率和振動(dòng)情況。如果用激光直接照射雙縫，可省去單縫屏（托馬斯?楊所處年代沒有激光）。3.雙縫屏的作用平行光照射到單縫S上，又照到雙縫S1、S2上，這樣一束光被分成兩束頻率相同且振動(dòng)情況完全一致的相干光。4.相鄰亮條紋（或暗條紋）間的距離△x與入射光波長λ之間的定量關(guān)系推導(dǎo)如下圖所示，雙縫間距為d，雙縫到屏的距離為l。雙縫S1、S2的連線的中垂線與屏的交點(diǎn)為P0。對屏上與P0距離為x的一點(diǎn)P，兩縫與P的距離PS1＝r1，PS2＝r2。在線段PS2上作PM＝PS1，則S2M＝r2﹣r1，因d?l，三角形S1S2M可看作直角三角形。有r2﹣r1＝dsinθ（令∠S2S1M＝θ）又x＝ltanθ≈lsinθ聯(lián)立可得r2﹣r1＝dx若P處為亮條紋，則dxl=±kλ（k＝0，1，解得x＝±kldλ（k＝0，1，2所以相鄰兩亮條紋或暗條紋的中心間距Δx=ld【命題方向】如圖所示為雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)用波長為600nm的光照射單縫S時(shí)，在屏上觀察到相鄰亮條紋中心的距離為Δx，若改用波長為400nm的光照射單縫S，若使相鄰亮條紋中心的距離仍為Δx，下列措施可行的是（）A、增大雙縫和光屏之間的距離B、增大單縫和雙縫之間的距離C、增大雙縫S1和S2之間的距離D、增大單縫和光屏之間的距離分析：根據(jù)亮條紋間的距離求解相鄰亮條紋之間的間距Δx，根據(jù)兩條亮紋間的距離Δx=Ld解答：由相鄰亮條紋之間的間距公式Δx=Ldλ，當(dāng)Δx一定，而波長λ減小時(shí)，要使條紋間距Δ可以增大雙縫到屏的距離L，或減小雙縫間距d，A、增大雙縫和光屏之間的距離L，符合題設(shè)條件，故A正確；B、增大單縫和雙縫之間的距離，對條紋間距沒影響，故B錯(cuò)誤；C、增大雙縫S1和雙縫S2之間的距離，會使條條紋間距變得更小，故C錯(cuò)誤；D、增大單縫和屏之間的距離，可能只是增大單雙縫的距離，而雙縫和屏的距離不變，則條紋間距也會變小，故D錯(cuò)誤。故選：A。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的原理及干涉條紋間距公式，并注意正確計(jì)算條紋間距數(shù)。【解題思路點(diǎn)撥】條紋間距Δx與雙縫距離d、光的波長λ及雙縫到屏的距離l之間的關(guān)系為Δx=ld9．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.黑體：能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。2.黑體輻射：黑體向外輻射電磁波的的現(xiàn)象。3.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（如圖示）①隨著溫度的升高，各種波長的電磁波的輻射強(qiáng)度都有增加。②輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。4.對黑體的理解（1）絕對的黑體實(shí)際上是不存在的，但可以用某裝置近似地代替。如圖所示，如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)小孔，那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，這個(gè)小孔就成了一個(gè)絕對黑體。（2）黑體不一定是黑的，只有當(dāng)自身輻射的可見光非常微弱時(shí)看上去才是黑的；有些可看作黑體的物體由于有較強(qiáng)的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔。一些發(fā)光的物體（如太陽、白熾燈的燈絲）也被當(dāng)作黑體來處理。5.一般物體與黑體的比較【命題方向】下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是（）A.B.C.D.分析：要理解黑體輻射的規(guī)律：溫度越高，輻射越強(qiáng)越大，溫度越高，輻射的電磁波的波長越短。解答：BD、黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射越強(qiáng)越大，故B、D錯(cuò)誤。AC、黑體輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時(shí)，主要以不可見的紅外光進(jìn)行輻射，在500℃以至更高的溫度時(shí)，則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射。即溫度越高，輻射的電磁波的波長越短，故C錯(cuò)誤、A正確。故選：A。點(diǎn)評：本題主要是考查黑體輻射的規(guī)律，順利解決本題，一定要熟練記憶本深刻理解教材的基本的內(nèi)容，這是我們學(xué)好物理的捷徑。【解題思路點(diǎn)撥】黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系圖像的特點(diǎn)（1）隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加。（2）隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。10．能量子與量子化現(xiàn)象【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.能量子假說：所謂能量子就是能量的最小單元．微觀領(lǐng)域里能量的變化總表現(xiàn)為電磁波的輻射與吸收，不同頻率的電磁波其能量子的值不同，表達(dá)式為：E＝hν其中，ν是電磁波的頻率，h是一個(gè)普遍適用的常量，稱作普朗克常量．由實(shí)驗(yàn)測得h＝6.63×10﹣34J?s．2．能量的量子化在微觀領(lǐng)域里能量的不連續(xù)變化，即只能取分立值的現(xiàn)象，叫做能量的量子化．量子化現(xiàn)象是微觀世界的普遍現(xiàn)象，這與經(jīng)典理論產(chǎn)生尖銳矛盾．這暴露了經(jīng)典物理學(xué)的局限性（宏觀、低速）．從而引發(fā)了物理學(xué)的革命﹣﹣量子論的建立，使人類對物質(zhì)的認(rèn)識由宏觀世界進(jìn)入微觀領(lǐng)域．【命題方向】能引起人的眼睛視覺效應(yīng)的最小能量為10﹣18J，已知可見光的平均波長為0.6μm，要能引起人眼的感覺，進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為（）A、1個(gè)B、3個(gè)C、30個(gè)D、300個(gè)分析：要求引起人眼的感覺的最少的光子數(shù)，需要知道單個(gè)光子的能量E＝hγ，而根據(jù)c＝λγ可知光子的頻率γ=c解答：根據(jù)c＝λγ可知光子的頻率γ=c而單個(gè)光子的能量E＝hγ＝hcλ故要引起人眼的感覺，進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為n=E總故B正確。故選：B。點(diǎn)評：本題難度不大，但綜合性很強(qiáng)，是一道不可多得的好題。【解題思路點(diǎn)撥】1.微觀領(lǐng)域的能量是不連續(xù)的，是一份份的。2.最小的能量叫作能量子，能量的大小為?＝hν。11．光電效應(yīng)現(xiàn)象及其物理意義【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1．光電效應(yīng)現(xiàn)象光電效應(yīng)：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）定義中的光包括可見光和不可見光．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UC．（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）．不同的金屬對應(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．3．光電效應(yīng)規(guī)律（1）每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．（2）光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(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極限頻率，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10﹣9s，與光的強(qiáng)度無關(guān)．（4）當(dāng)入射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比．【命題方向】題型一：光電效應(yīng)規(guī)律的理解關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下面說法中正確的是（）A．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，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(dòng)能也就越大B．當(dāng)某種色光照射金屬表面時(shí)，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果入射光的強(qiáng)度減弱，從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加C．對某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，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(dòng)能一定相同分析：光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，根據(jù)光電效應(yīng)方程判斷光電子的最大初動(dòng)能與什么因素有關(guān)．解答：A、根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hv﹣W0，知入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大．故A正確．B、光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，入射光的強(qiáng)度不影響發(fā)出光電子的時(shí)間間隔．故B錯(cuò)誤．C、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(cuò)誤．D、不同的金屬逸出功不同，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hv﹣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(dòng)能不同．故D錯(cuò)誤．故選A．點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)的條件，以及掌握光電效應(yīng)方程．【解題方法點(diǎn)撥】光電效應(yīng)規(guī)律的解釋存在極限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，對應(yīng)的最小頻率ν0=W0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，對于確定的金屬，W0是一定的，故光電子的最大初動(dòng)能只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)度無關(guān)效應(yīng)具有瞬時(shí)性（10﹣9s）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程12．光電效應(yīng)的條件和判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】發(fā)生光電的條件是：入射光的頻率大于金屬的截止頻率（或者說說入射光的光子的能量大于金屬的逸出功）?！久}方向】現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λa＞λb＞λc．用b光束照射某種金屬時(shí)，恰能發(fā)生光電效應(yīng)．若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定（）A、a光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B、c光束照射時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)C、a光束照射時(shí)，釋放出的光電子數(shù)目最多D、c光束照射時(shí)，釋放出的光電子的最大初動(dòng)能最小分析：根據(jù)光電效應(yīng)的條件：γ＞γ0，而λ=cγ，判斷出a解答：AB、波長關(guān)系為λa＞λb＞λc，則γa＜γb＜γc．b光束照射某種金屬時(shí)，恰能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)的條件，a光照射不能發(fā)生光電效應(yīng)，c光照射能發(fā)生光電效應(yīng)。故A正確，B錯(cuò)誤。C、放出的光電子數(shù)目與入射光的頻率無關(guān)，由入射光的強(qiáng)度決定。故C錯(cuò)誤。D、根據(jù)光電效應(yīng)方程：Ekm=hcλ-W故選：A。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)的條件，光電效應(yīng)方程及單位時(shí)間內(nèi)放出光電子的數(shù)目由入射光的強(qiáng)度決定．【解題思路點(diǎn)撥】只有當(dāng)入射光的頻率大于金屬的截止頻率時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)，否則，就算光照再強(qiáng)也不可能發(fā)生。13．光電流及其影響因素【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.光電流的定義：在光電效應(yīng)中，光電子從極板逸出，電路中形成光電流。2.光電流的影響因素：存在飽和電流：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值。也就是說，在電流較小時(shí)電流隨著電壓的增大而增大；但當(dāng)電流增大到一定值之后，即使電壓再增大，電流也不會再進(jìn)一步增大了。這說明，在一定的光照條件下，單位時(shí)間內(nèi)陰極K發(fā)射的光電子的數(shù)目是一定的，電壓增加到一定值時(shí)，所有光電子都被陽極A吸收，這時(shí)即使再增大電壓，電流也不會增大。實(shí)驗(yàn)表明，在光的頻率不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大。這說明，對于一定頻率（顏色）的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。3.飽和光電流隨電壓變化的曲線如下圖：【命題方向】發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若保持入射光強(qiáng)度不變，而增大入射光的波長，則（）A、光電流強(qiáng)度減小，光電子的最大初動(dòng)能不變B、光電流強(qiáng)度不變，光電子的最大初動(dòng)能減小C、光電流強(qiáng)度減小，光電子的最大初動(dòng)能減小D、光的波長增大到一定程度后，就不能發(fā)生光電效應(yīng)分析：根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律可知：保持入射光強(qiáng)度不變，單位時(shí)間金屬發(fā)射出來的光電子數(shù)目不變，形成的光電流強(qiáng)度不變．增大入射光的波長，即減小了入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能減小．產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是：入射光的波長必須小于極限波長．解答：ABC、根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律可知：保持入射光強(qiáng)度不變，單位時(shí)間金屬發(fā)射出來的光電子數(shù)目不變，形成的光電流強(qiáng)度不變。增大入射光的波長，即減小了入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能減小。故AC錯(cuò)誤，B正確。D、光的波長增大到大于金屬的極限波長后，就不能發(fā)生光電效應(yīng)。故D正確。故選：BD。點(diǎn)評：本題考查對光電效應(yīng)規(guī)律的理解和掌握程度．光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件是：入射光的頻率必須大于金屬的極限頻率，或入射光的波長小于極限波長．【解題思路點(diǎn)撥】1.光電流的大小與光照強(qiáng)度有關(guān)。2.光子能量與光照強(qiáng)度的關(guān)系光子的能量即每個(gè)光子的能量，其值為?＝hν（ν為光子的頻率），其大小由光的頻率決定。入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，入射光的強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)光子能量hν與入射光子數(shù)n的乘積，即入射光的強(qiáng)度等于nhν。3.光電流和飽和光電流金屬板飛出的光電子到達(dá)陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。4.光的強(qiáng)度與飽和光電流飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡單的正比關(guān)系。14．遏止電壓及其影響因素【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.如果施加反向電壓，也就是陰極接電源正極、陽極接電源負(fù)極，在光電管兩極間形成使電子減速的電場，電流有可能為0。使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為截止電壓。截止電壓的存在意味著光電子具有一定的初速度，初速度的上限vc應(yīng)該滿足以下關(guān)系12m進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，同一種金屬對于一定頻率的光，無論光的強(qiáng)弱如何，截止電壓都是一樣的。光的頻率ν改變時(shí)，截止電壓Uc也會改變。這意味著，對于同一種金屬，光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)。2.截止電壓與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，與入射光的頻率有關(guān)。3.截止電壓的計(jì)算：通過Ek＝eUc可得Uc=Eke。【命題方向】用頻率為γ的單色光照射陰極K時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，改變光電管兩端的電壓，測得遏止電壓為U.已知電子的電量為e，普朗克常量為h。若換用頻率為2γ的單色光照射陰極K時(shí)，遏止電壓為（）A、U0+hγeB、1.5U0C、2U0D、分析：由電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓U0的關(guān)系式Ek＝eU0及光電效應(yīng)方程為Ek＝hν﹣W0可分析求解。解答：設(shè)金屬的逸出功為W0，根據(jù)動(dòng)能定理，光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓U0的關(guān)系式Ek＝eU0，光電效應(yīng)方程為Ek＝hν﹣W0，聯(lián)立可得eU0＝hν﹣W0①若換用頻率為2ν的單色光照射陰極K時(shí)，同理可得eU0′＝2hν﹣W0②，由①②聯(lián)立解得