高考物理經(jīng)典習(xí)題解析第13章近代物理初步第1講光電效應(yīng)波粒二象性

高考物理經(jīng)典習(xí)題解析課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及要求核心素養(yǎng)及關(guān)鍵能力核心素養(yǎng)關(guān)鍵能力1.了解人類探索原子及其結(jié)構(gòu)的歷史。知道原子的核式結(jié)構(gòu)模型。通過對(duì)氫原子光譜的分析，了解原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)。模型構(gòu)建物理建模能力2.了解原子核的組成和核力的性質(zhì)。知道四種基本相互作用。能根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷守恒寫出核反應(yīng)方程。物理規(guī)律理解能力3.了解放射性和原子核衰變。知道半衰期及其統(tǒng)計(jì)意義。了解放射性同位素的應(yīng)用，知道射線的危害與防護(hù)。物理規(guī)律理解能力4.認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)合能，了解核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)。關(guān)注核技術(shù)應(yīng)用對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響?？茖W(xué)推理分析計(jì)算能力5.通過實(shí)驗(yàn)，了解光電效應(yīng)現(xiàn)象。知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論說明光的波粒二象性。物理規(guī)律分析計(jì)算能力6.知道實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，了解微觀世界的量子化特征。體會(huì)量子論的建立對(duì)人們認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的影響。第1講光電效應(yīng)波粒二象性一、光電效應(yīng)及其規(guī)律1.光電效應(yīng)現(xiàn)象照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫光電子。2.光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率。3.光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光的頻率必須大于或等于這個(gè)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)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10－9s。(4)當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時(shí)，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比?！咀詼y(cè)1】(2020·河南南陽市上學(xué)期期末)用光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率不同的單色光照射到同種金屬上。下列說法正確的是()A.頻率較小的入射光，需要經(jīng)過足夠長的時(shí)間照射才能發(fā)生光電效應(yīng)B.入射光的頻率越大，極限頻率就越大C.入射光的頻率越大，遏止電壓就越大D.入射光的強(qiáng)度越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大答案C解析只要入射光的頻率低于金屬的極限頻率，無論時(shí)間多長，入射光的強(qiáng)度多大，都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；金屬材料的性質(zhì)決定金屬的逸出功，而逸出功決定極限頻率，與入射光的頻率無關(guān)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)eUc＝hν－W0可知，入射光的頻率越大，遏止電壓就越大，故C正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大，與光照強(qiáng)度無關(guān)，故D錯(cuò)誤。二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程1.光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量ε＝hν。2.逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值。3.最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上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。4.光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能。【自測(cè)2】(2020·福建南平市第一次質(zhì)檢)單色光B的頻率為單色光A的兩倍，用單色光A照射到某金屬表面時(shí)，從金屬表面逸出的光電子最大初動(dòng)能為E1。用單色光B照射該金屬表面時(shí)，逸出的光電子最大初動(dòng)能為E2，則該金屬的逸出功為()A.E2－E1 B.E2－2E1C.2E1－E2 D.eq\f(E1＋E2,2)答案B解析根據(jù)光電效應(yīng)方程，用單色光A照射到某金屬表面時(shí)，E1＝hν－W逸出功用單色光B照射到某金屬表面時(shí)，E2＝h·2ν－W逸出功解得W逸出功＝E2－2E1，故B項(xiàng)正確。三、光的波粒二象性與物質(zhì)波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性。(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性。(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。2.物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長λ＝eq\f(h,p)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量?！咀詼y(cè)3】(多選)下列說法中正確的是()A.光的波粒二象性學(xué)說徹底推翻了麥克斯韋的光的電磁說B.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，暗條紋的地方是光子永遠(yuǎn)不能到達(dá)的地方C.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，大量光子打在光屏上的落點(diǎn)是有規(guī)律的，暗紋處落下光子的概率小D.單個(gè)光子表現(xiàn)出粒子性，大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性答案CD命題點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象和方程的應(yīng)用1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子。2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)光的強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大。(2)光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大→遏止電壓大。3.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc?！纠?】(2020·山東濰坊市第二次高考模擬)如圖1所示，分別用頻率為ν、2ν的光照射某光電管，對(duì)應(yīng)的遏止電壓之比為1∶3，普朗克常量用h表示，則()圖1A.用頻率為eq\f(1,3)ν的光照射該光電管時(shí)有光電子逸出B.該光電管的逸出功為eq\f(1,2)hνC.用2ν的光照射時(shí)逸出光電子的初動(dòng)能一定大D.加正向電壓時(shí)，用2ν的光照射時(shí)飽和光電流一定大答案B解析根據(jù)光電效應(yīng)方程eUc1＝hν－W0，eUc2＝h·2ν－W0，eq\f(Uc1,Uc2)＝eq\f(1,3)，聯(lián)立解得W0＝eq\f(1,2)hν，頻率為eq\f(1,3)ν的單色光光子能量h·eq\f(1,3)ν＜W0，故用頻率為eq\f(1,3)ν的光照射該光電管時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，即無光電子逸出，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，光子頻率越大，光電子的最大初動(dòng)能越大，但是逸出光電子的初動(dòng)能小于等于最大初動(dòng)能，所以用2ν的光照射時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能一定大，但初動(dòng)能不一定大，故C錯(cuò)誤；在發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，飽和光電流的強(qiáng)度只與光照強(qiáng)度有關(guān)，電壓只是增加光電子的動(dòng)能，增大電流。到達(dá)一定程度之后肯定要受到光電子數(shù)量的約束，電流不再增大，故D錯(cuò)誤?！咀兪?】(2020·四川瀘州市二診)如圖2所示為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置圖。實(shí)驗(yàn)中用a光照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)有示數(shù)；而用b光照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)沒有示數(shù)。則下列說法中正確的是()圖2A.a光頻率大于b光頻率B.若增加b光的照射時(shí)間，靈敏電流計(jì)將會(huì)有示數(shù)C.若增大b光的光照強(qiáng)度，靈敏電流計(jì)將會(huì)有示數(shù)D.用b光照射時(shí)，適當(dāng)增大電源的輸出電壓，靈敏電流計(jì)將會(huì)有示數(shù)答案A解析實(shí)驗(yàn)中用a光照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)有示數(shù)，說明能夠發(fā)生光電效應(yīng)；而用b光照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)沒有示數(shù)，說明不能發(fā)生光電效應(yīng)，可知a光頻率大于b光頻率，選項(xiàng)A正確；根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律可知，若增加b光的照射時(shí)間以及增加b光的光照強(qiáng)度，都不能發(fā)生光電效應(yīng)，則靈敏電流計(jì)都不會(huì)有示數(shù)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；用b光照射時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，即使適當(dāng)增大電源的輸出電壓，也不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，靈敏電流計(jì)也不會(huì)有示數(shù)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【例2】(2020·山東省等級(jí)考試模擬卷)如圖3所示，有一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上，具有最大初動(dòng)能的某出射電子，沿垂直于平行板電容器極板的方向，從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零。已知電容器的電容為C，帶電荷量為Q，極板間距為d，普朗克常量為h，電子電荷量的絕對(duì)值為e，不計(jì)電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率ν，以下判斷正確的是()圖3A.帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) B.帶正電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)C.帶負(fù)電，ν0＋eq\f(Qe,Ch) D.帶負(fù)電，ν0＋eq\f(Qe,Chd)答案C解析電子在電容器里做減速運(yùn)動(dòng)，所以受到向左的電場(chǎng)力的作用，所以場(chǎng)強(qiáng)方向向右，電容器右側(cè)極板帶負(fù)電。一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上，射出電子的最大初動(dòng)能為Ek，則hν－W0＝Ek，hν0＝W0，電子在電容器中減速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得－eU＝0－Ek，電容器兩極板間的電勢(shì)差為U＝eq\f(Q,C)，根據(jù)以上各式，解得ν＝ν0＋eq\f(Qe,Ch)，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。【變式2】(2018·全國卷Ⅱ，17)用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×10－19J。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中的光速為3.00×108m·s－1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A.1×1014Hz B.8×1014HzC.2×1015Hz D.8×1015Hz答案B解析根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－h(huán)ν0，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈8×1014Hz，B正確?！咀兪?】(多選)(2017·全國卷Ⅲ，19)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說法正確的是()A.若νa＞νb，則一定有Ua＜UbB.若νa＞νb，則一定有Eka＞EkbC.若Ua＜Ub，則一定有Eka＜EkbD.若νa＞νb，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb答案BC解析由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0，由動(dòng)能定理得Ek＝eU，若分別用a、b單色光照射同種金屬時(shí)，逸出功W0相同。當(dāng)νa＞νb時(shí)，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb，故選項(xiàng)C正確；因逸出功相同，有W0＝hνa－Eka＝hνb－Ekb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。命題點(diǎn)二光電效應(yīng)的圖像圖像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極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率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)的橫坐標(biāo)②飽和光電流Im1、Im2：光電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc光的顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②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極限頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值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荷量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)光電管兩極之間接反向電壓)【例3】(2020·山東省等級(jí)考試第二次模擬卷)如圖4甲為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路圖，利用不同頻率的光進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得光電管兩極間所加電壓U與光電流I的關(guān)系如圖乙中a、b、c、d四條曲線所示。用νa、νb、νc、νd表示四種光的頻率，下列判斷正確的是()圖4A.νb＞νc＞νd＞νa B.νd＞νb＞νc＞νaC.νd＞νc＞νb＞νa D.νa＞νc＞νb＞νd答案A解析當(dāng)光電管兩極間所加電壓為遏止電壓時(shí)即光電子達(dá)到陽極的動(dòng)能為0，由動(dòng)能定理得eUc＝Ek，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek＝hν－W0，聯(lián)立得ν＝eq\f(eUc＋W0,h)，由圖乙可知Ucb＞Ucc＞Ucd＞Uca，則νb＞νc＞νd＞νa，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤?！咀兪?】(多選)(2020·江蘇泰州市5月第二次模擬)圖5甲是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是通過改變電源極性得到的光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系圖像，下列說法正確的有()圖5A.由圖甲可知，閉合開關(guān)，電子飛到陽極A的動(dòng)能比其逸出陰極K表面時(shí)的動(dòng)能小B.由圖甲可知，閉合開關(guān)，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)增大到某一值后，電流表的讀數(shù)將不再增大C.由圖乙可知，③光子的頻率小于①光子的頻率D.由圖乙可知，①②是同種顏色的光，①的光強(qiáng)比②的大答案BD解析圖甲所示光電管中的電場(chǎng)方向水平向右，電子從金屬板逸出后，受到的電場(chǎng)力水平向左，電子做加速運(yùn)動(dòng)，所以電子飛到陽極A的動(dòng)能比其逸出陰極K表面時(shí)的動(dòng)能大，A錯(cuò)誤；向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，光電管中電壓增大，當(dāng)光電管中的電流達(dá)到飽和光電流時(shí)，電流表示數(shù)將不再增大，B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程hν＝W0＋Ek，結(jié)合遏止電壓eUc＝Ek，整理得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，③遏止電壓大于①的遏止電壓，所以③光子的頻率大于①光子的頻率，C錯(cuò)誤；①②遏止電壓相同，①②光的頻率相同，所以①②是同種顏色的光，①的飽和光電流大于②的飽和光電流，①的光強(qiáng)比②的大，D正確?！咀兪?】(多選)(2020·遼寧營口市下學(xué)期3月考)某同學(xué)在研究某金屬的光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，發(fā)現(xiàn)該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖6所示。若圖線在橫、縱坐標(biāo)軸上的截距分別為a和－b，已知電子所帶電荷量為e，由圖線可以得到()圖6A.該金屬的逸出功為零B.普朗克常量為eq\f(b,a)，單位為J·HzC.當(dāng)入射光的頻率為2a時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為bD.當(dāng)入射光的頻率為3a時(shí)，遏止電壓為eq\f(2b,e)答案CD解析根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，橫截距表示該金屬的截止頻率，可知該金屬的逸出功不為零，故A錯(cuò)誤；圖線的斜率k＝eq\f(b,a)表示普朗克常量，單位為J/Hz，故B錯(cuò)誤；由圖可知W0＝b，ha＝W0,則當(dāng)入射光的頻率為2a時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝h·2a－W0＝b，選項(xiàng)C正確；當(dāng)入射光的頻率為3a時(shí)，則Ek＝h·3a－W0＝2b，由eU遏＝Ek可得U遏＝eq\f(2b,e)，選項(xiàng)D正確。命題點(diǎn)三光的波粒二象性和物質(zhì)波1.從數(shù)量上看個(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.從頻率上看頻率越低波動(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，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象。3.從傳播與作用上看光在傳播過程中往往表現(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。4.波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一由光子的能量E＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝eq\f(h,λ)也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有描述波動(dòng)性的物理量——頻率ν和波長λ。【例4】(2020·7月浙江選考，5)下列說法正確的是()A.質(zhì)子的德布羅意波長與其動(dòng)能成正比B.天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是α射線C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動(dòng)性答案D解析由德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)可知，質(zhì)子的波長與動(dòng)量成反比，而動(dòng)量與動(dòng)能關(guān)系為p＝eq\r(2mEk)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是γ射線，B項(xiàng)錯(cuò)誤；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率是指使金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)入射光的頻率，即hν0＝W0，只與金屬的逸出功W0有關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；衍射是波的特性，所以電子束穿過鋁箔的衍射圖樣說明電子具有波動(dòng)性，D項(xiàng)正確?！咀兪?】(2020·北京市第13中學(xué)開學(xué)測(cè)試)a、b兩束單色光分別用同一雙縫干涉裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在距雙縫恒定距離的屏上得到如圖所示的干涉圖樣，圖7甲是a光照射時(shí)形成的干涉圖樣，圖乙是b光照射時(shí)形成的干涉圖樣。下列關(guān)于a、b兩束單色光的說法正確的是()圖7A.a光子的能量較大B.在水中a光傳播的速度較小C.若用b光照射某金屬?zèng)]有光電子逸出，則a光照射該金屬時(shí)也沒有光電子逸出D.若a光是氫原子的核外電子從第三能級(jí)向第二能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子的核外電子從第四能級(jí)向第三能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的答案C解析根據(jù)Δx＝eq\f(l,d)λ得，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距，所以a光的波長大于b光的波長，根據(jù)c＝λν知，a光的頻率小于b光的頻率，根據(jù)E＝hν，可知b光的光子能量大，故A錯(cuò)誤；a光的折射率小于b光的折射率，根據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，a光在水中的傳播速度大，故B錯(cuò)誤；若用b光照射某金屬?zèng)]有光電子逸出，因?yàn)閍光的頻率小于b光的頻率，所以用a光照射該金屬時(shí)也沒有光電子逸出，故C正確；因?yàn)閎光的能量大于a光的能量，氫原子的核外電子從第四能級(jí)向第三能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量小于核外電子從第三能級(jí)向第二能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的光子能量，故D錯(cuò)誤?！咀兪?】(多選)(2020·四川涼山州第二次診斷)下列說法中正確的有()A.光在介質(zhì)中的速度小于光在真空中的速度B.紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射C.光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波D.由紅光和綠光組成的一細(xì)光束從水中射向空氣，在不斷增大入射角時(shí)水面上首先消失的是綠光答案AD解析依據(jù)v＝eq\f(c,n)可知，光在介質(zhì)中的速度小于在真空中的速度，故A正確；紫外線比紫光的波長短，更不容易發(fā)生衍射，而對(duì)于干涉只要頻率相同、相位差恒定即可發(fā)生，故B錯(cuò)誤；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，而不是縱波，故C錯(cuò)誤；綠光的折射率大于紅光的折射率，由臨界角公式sinC＝eq\f(1,n)知，綠光的臨界角小于紅光的臨界角，當(dāng)光從水中射向空氣，在不斷增大入射角時(shí)，在水面上綠光先發(fā)生全反射，從水面上先消失，故D正確。課時(shí)限時(shí)練(限時(shí)：20分鐘)對(duì)點(diǎn)練1光電效應(yīng)現(xiàn)象和方程的應(yīng)用1.(2020·山東泰安市4月多校聯(lián)考)如圖1所示為研究光電效應(yīng)的裝置，金屬板K所用材料為鋁，已知鋁的逸出功為4.2eV，以下分析正確的是()圖1A.只要照射時(shí)間長一些，入射光光子能量小于4.2eV時(shí)，也能發(fā)生光電效應(yīng)B.若入射光光子能量大于逸出功，即使光的強(qiáng)度很弱，也能發(fā)生光電效應(yīng)C.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，遏止電壓與入射光的頻率成正比D.研究飽和光電流和遏止電壓時(shí)，電源的極性相同答案B解析能否發(fā)生光電效應(yīng)不取決于光的強(qiáng)度，而取決于光的頻率，若入射光光子能量大于逸出功則能發(fā)生光電效應(yīng)，若小于逸出功則不能發(fā)生光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)后，光強(qiáng)的大小影響光電流的大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由光電效應(yīng)方程知，遏止電壓與入射光的頻率為一次函數(shù)關(guān)系，不是成正比，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；研究飽和光電流時(shí)A板為收集電子的板，光電管中的電場(chǎng)方向?yàn)锳→K板，研究遏止電壓時(shí)電場(chǎng)阻礙電子運(yùn)動(dòng)，光電管中的電場(chǎng)方向?yàn)镵→A板，即研究飽和光電流和遏止電壓時(shí)，電源的極性相反，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2020·湖北七市州教科研協(xié)作體5月聯(lián)考)在探究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，某小組的同學(xué)使用頻率為ν的單色光照射某金屬時(shí)，逸出的光電子最大初動(dòng)能為Ek，已知普朗克常量為h，則()A.用頻率為eq\f(ν,2)的單色光照射該金屬時(shí)有可能發(fā)生光電效應(yīng)B.用頻率為2ν的單色光照射該金屬時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能等于2EkC.該金屬的逸出功為hνD.若增加該光的強(qiáng)度，則逸出的光電子最大初動(dòng)能增大答案A解析因?yàn)槭褂妙l率為ν的單色光照射某金屬時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，則用頻率為eq\f(ν,2)的單色光照射該金屬時(shí)有可能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程，用頻率為ν的單色光照射某金屬時(shí)，有Ek＝hν－W逸出功，用頻率為2ν的單色光照射該金屬時(shí)，有Ek′＝2hν－W逸出功，可知用頻率為2ν的單色光照射該金屬時(shí)，逸出的光電子最大初動(dòng)能不等于2Ek，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W逸出功可知，該金屬的逸出功小于hν，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；逸出光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，與光強(qiáng)無關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.[2020·天津市等級(jí)考模擬(一)]頻率為ν的入射光照射某金屬時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。已知該金屬的逸出功為W，普朗克常量為h，電子電荷量大小為e，下列說法正確的是()A.該金屬的截止頻率為eq\f(h,W)B.該金屬的遏止電壓為eq\f(hν－W,e)C.增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)不變D.增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能不變答案B解析金屬的逸出功為W＝hν0，即金屬的截止頻率為ν0＝eq\f(W,h)，所以A錯(cuò)誤；使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為遏止電壓，為Uc＝eq\f(Ek,e)，再根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，可得光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－W，所以該金屬的遏止電壓為Uc＝eq\f(hν－W,e)，所以B正確；增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬上的光子數(shù)目會(huì)增大，發(fā)生了光電效應(yīng)后，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)將增大，所以C錯(cuò)誤；由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可知，增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能將增大，所以D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練2光電效應(yīng)圖像的理解和應(yīng)用4.(2020·廣東廣州市下學(xué)期一模)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系如圖2所示。普朗克常量、金屬材料的逸出功分別為()圖2A.eq\f(b,a)，b B.eq\f(b,a)，eq\f(1,b)C.eq\f(a,b)，b D.eq\f(a,b)，eq\f(1,b)答案A解析根據(jù)Ek＝hν－W0得縱軸截距的絕對(duì)值等于金屬的逸出功，即W0＝b，圖線的斜率k＝h＝eq\f(b,a)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5.(2020·河南洛陽市一模)如圖3所示為用某金屬研究光電效應(yīng)規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關(guān)系的圖像，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能分別為Ek1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說法正確的是()圖3A.Ek1＞Ek2B.單色光1的頻率比單色光2的頻率高C.增大單色光1的強(qiáng)度，其遏止電壓會(huì)增大D.單色光1和單色光2的頻率之差為eq\f(Ek1－Ek2,h)答案D解析由于Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2，且Uc1＜Uc2，所以Ek1＜Ek2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W0可知ν＝eq\f(eUc＋W0,h)，所以單色光1的頻率比單色光2的頻率低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；只增大照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，因此遏止電壓不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；Ek1＝hν1－W0，Ek2＝hν2－W0，得ν1－ν2＝eq\f(Ek1－Ek2,h)，選項(xiàng)D正確。對(duì)點(diǎn)練3光的波粒二象性和物質(zhì)波6.(多選)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長也相等答案AB7.下列說法正確的是()A.鈾核發(fā)生α衰變時(shí)，釋放出α粒子和一定的能量，目前核電站就是利用鈾核發(fā)生α衰變時(shí)釋放的能量B.如果利用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應(yīng)，改用紅光一定不能發(fā)生光電效應(yīng)C.氫原子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，會(huì)吸收一定頻率的光子D.機(jī)械波和電磁波都具有干涉、衍射的特性答案D解析α衰變時(shí)放出的能量比較小，目前核電站利用的是鈾核發(fā)生裂變時(shí)釋放的能量，故A錯(cuò)誤；用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應(yīng)，可知紫光的頻率大于金屬的極限頻率，紅光的頻率小于紫光的頻率，但紅光的頻率不一定小于金屬的極限頻率，則用紅光照射可能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，能量減小，要釋放一定頻率的光子，故C錯(cuò)誤；干涉與衍射都是波特有的性質(zhì)，機(jī)械波和電磁波都具有干涉、衍射的特性，故D正確。8.(2020·河北張家口市5月模擬)利用如圖4甲所示的電路完成光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖乙所示，圖乙中U1、ν1、ν0均已知，電子電荷量用e表示。入射光頻率為ν1時(shí)，下列說法正確的是()圖4A.光電子的最大初動(dòng)能Ek＝eU1－h(huán)ν0B.由Uc－ν圖像可求得普朗克常量h＝eq\f(eU1,ν1－ν0)C.滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中電流表示數(shù)一直增加D.把電源正負(fù)極對(duì)調(diào)之后，滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)過程中電流表示數(shù)一直增加答案B解析依題得，光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝eU1，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程hν＝W0＋Ek，其中W0＝hν0，可得普朗克常量為h＝eq\f(eU1,ν1－ν0)，故B正確；無論電源正負(fù)極如何，電流表示數(shù)不能一直增加，故C、D錯(cuò)誤。9.(多選)(2020·福建泉州市第二次質(zhì)檢)如圖5甲為研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，用頻率為ν的單色光照射光電管的陰極K，得到光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線如圖乙所示，已知電子電荷量的絕對(duì)值為e，普朗克常量為h，則()圖5A.測(cè)量遏止電壓Uc時(shí)開關(guān)S應(yīng)扳向“1”B.只增大光照強(qiáng)度時(shí)，圖乙中Uc的值會(huì)增大C.只增大光照強(qiáng)度時(shí)，圖乙中I0的值會(huì)減小D.陰極K所用材料的極限頻率為eq\f(hν－eUc,h)答案AD解析測(cè)量遏止電壓時(shí)應(yīng)在光電管兩端加反向電壓，即開關(guān)S應(yīng)扳向“1”，故A正確；圖乙中I0的值表示飽和光電流，增大光照強(qiáng)度時(shí)，飽和光電流增大，故C錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得eUc＝Ek，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可得W0＝hν－eUc，則陰極K所用材料的極限頻率為ν0＝eq\f(W0,h)＝eq\f(hν－eUc,h)，圖乙中Uc的值與光照強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤，D正確。

高考復(fù)習(xí)時(shí)間安排進(jìn)入高三，考生應(yīng)該如何復(fù)習(xí)才最有效呢？這是考生們最為關(guān)心的，下面為考生們準(zhǔn)備了一套有效的高三復(fù)習(xí)計(jì)劃，希望對(duì)于考生們的高考復(fù)習(xí)有所幫助。高三復(fù)習(xí)