《创新设计》2014届高考物理一轮复习课件：选修3-5 第3讲 光电效应 波粒二象性(42张ppt,含详解).ppt

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1、考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练第第3讲光电效应波粒二象性讲光电效应波粒二象性考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【思维驱动思维驱动】(2013汕头模拟汕头模拟)如如图图13-3-1所示，所示，用导线把验电器与锌板相连接，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是当用紫外线照射锌板时，发生的现象是 ()A有光子从锌板逸出有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度验电器指针张开一个角度D锌板带负电锌板带负电光电效应光电效应

2、(考纲要求考纲要求)图图13-3-1考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解解析析用用紫紫外外线线照照射射锌锌板板是是能能够够发发生生光光电电效效应应的的，锌锌板板上上的的电电子子吸吸收收紫紫外外线线的的能能量量从从锌锌板板表表面面逸逸出出，称称之之为为光光电电子子，故故A错错误误、B正正确确；锌锌板板与与验验电电器器相相连连，带带有有相相同同电电性性的的电电荷荷，锌锌板板失失去去电电子子应应该该带带正正电电，且且失失去去电电子子越越多多，带带正正电电的的电电荷荷量越多，验电器指针张角越大，故量越多，验电器指针张角越大，故C正确、正确、

3、D错误错误答案答案BC考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【知识存盘知识存盘】1定义定义照照射射到到金金属属表表面面的的光光，能能使使金金属属中中的的电电子子从从表表面面逸逸出出，叫叫做做光光电电效效应现应现象，光象，光电电效效应应中中发发射出来的射出来的电电子叫做子叫做.2光电效应的实验规律光电效应的实验规律(1)入射光的入射光的频频率低于率低于或或截截止止频频率率时时不不发发生生光光电电效效应应(2)发发生光生光电电效效应应几乎不需要几乎不需要时间时间(3)入射光越入射光越强强，单单位位时间时间内内发发射的光射的光电电子数越多子数

4、越多(4)光光电电子子的的最最大大初初动动能能决决定定于于入入射射光光的的光光子子能能量量和和金金属属的的逸逸出功之差出功之差光光电电子子极限极限频频率率考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【思维驱动思维驱动】(2012上上海海卷卷，1)在在光光电电效效应应实实验验中中，用用单单色色光光照照射射某某种种金金属属表表面面，有有光光电电子子逸逸出出，则则光光电电子子的的最最大大初初动动能能取取决决于于入入射射光的光的()A频频率率B强强度度C照射照射时间时间D光子数目光子数目解解析析由由爱爱因因斯斯坦坦光光电电效效应应方方程程EkkW0可

5、可知知，Ek只只与与频频率率有关，故选项有关，故选项B、C、D错，选项错，选项A正确正确答案答案A爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程(考纲要求考纲要求)考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练h 考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练2遏止电压与截止频率遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc.(2)截截止止频频率率：能能使使某某种种金金属属发发生生光光电电效效应应的的 频频率率叫叫做做该该种种金金属属的的截截止止频

6、频率率(又又叫叫极极限限频频率率)不不同同的的金金属属对对应应着着不同的极限频率不同的极限频率(3)逸逸出出功功：电电子子从从金金属属中中逸逸出出所所需需做做功功的的 ，叫叫做做该金属的逸出功该金属的逸出功.最小最小最小值最小值考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【思维驱动思维驱动】(2013山东济宁山东济宁)下列说法正确的是下列说法正确的是()A光电效应反映了光的粒子性光电效应反映了光的粒子性B大大量量光光子子产产生生的的效效果果往往往往显显示示出出粒粒子子性性，个个别别光光子子产产生的效果往往显示出波动性生的效果往往显示出波动性C

7、光的干涉光的干涉、衍射衍射、偏振现象证明了光具有波动性偏振现象证明了光具有波动性D只只有有运运动动着着的的小小物物块块才才有有一一种种波波和和它它相相对对应应，大大的的物体运动是没有波和它对应的物体运动是没有波和它对应的答案答案AC波粒二象性波粒二象性(考纲要求考纲要求)考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【知识存盘知识存盘】1 1光的波粒二象性光的波粒二象性(1)光的干涉光的干涉、衍射衍射、偏振现象证明光具有偏振现象证明光具有 性性(2)光电效应说明光具有光电效应说明光具有 性性(3)光既具有波动性光既具有波动性，又具有粒子性又具有

8、粒子性，称为光的称为光的 性性2 2物质波物质波(1)(1)概率波概率波光光的的干干涉涉现现象象是是大大量量光光子子的的运运动动遵遵守守波波动动规规律律的的表表现现，亮亮条条纹纹是是光光子子到到达达概概率率 的的地地方方，暗暗条条纹纹是是光光子子到到达达概概率率 的的地地方方，因此光波又叫概率波因此光波又叫概率波波动波动粒子粒子波粒二象波粒二象大大小小考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考点一对光电效应规律的理解考点一对光电效应规律的理解【

9、典典例例1】(2011广广东东卷卷，18)光光电电效效应应实实验验中中，下下列列表表述述正正确确的的是是()A光照光照时间时间越越长长光光电电流越大流越大B入射光足入射光足够够强强就可以有光就可以有光电电流流C遏止遏止电压电压与入射光的与入射光的频频率有关率有关D入射光入射光频频率大于极限率大于极限频频率才能率才能产产生光生光电电子子考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解解析析光光电电流流的的大大小小与与光光照照时时间间无无关关，A项项错错误误；如如果果入入射射光光的的频频率率小小于于金金属属的的极极限限频频率率，入入射射光光再再强强

10、也也不不会会发发生生光光电电效效应应，B项项错错误误；遏遏止止电电压压Uc满满足足eUchh0，从从表表达达式式可可知知，遏遏止止电电压压与与入入射射光光的的频频率率有有关关，C项项正正确确；只只有有当当入入射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，射光的频率大于极限频率，才会有光电子逸出，D项正确项正确答案答案CD考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【变式跟踪变式跟踪1】光光电电效效应应的的实验结论实验结论是：是：对对某种金属某种金属 ()A无无论论光光强强多多强强，只只要要光光的的频频率率小小于于极极限限频频率率就就不不能能产产生

11、生光光电电效效应应B无无论论光光的的频频率率多多低低，只只要要光光照照时时间间足足够够长长就就能能产产生生光光电电效效应应C超超过过极极限限频频率率的的入入射射光光强强度度越越弱弱，所所产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动动能就越小能就越小D超超过过极极限限频频率率的的入入射射光光频频率率越越高高，所所产产生生的的光光电电子子的的最最大大初初动动能就越大能就越大考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解解析析每每种种金金属属都都有有它它的的极极限限频频率率0，只只有有入入射射光光子子的的频频率率大大于于极极限限频频率率0时时，才才会

12、会发发生生光光电电效效应应，选选项项A正正确确、B错错误误；光光电电子子的的初初动动能能与与入入射射光光的的强强度度无无关关，随随入入射射光光频频率率的的增增大大而增大，选项而增大，选项D正确、正确、C错误错误答案答案AD 考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练借题发挥借题发挥1用光子说解释光电效应及其规律用光子说解释光电效应及其规律(1)光光照照射射金金属属时时，电电子子吸吸收收一一个个光光子子(形形成成光光电电子子)的的能能量量后后，动动能立即增大，不需要能立即增大，不需要积积累能量的累能量的过过程程(2)电电子子从从金金属属表表面

13、面逸逸出出，首首先先需需克克服服金金属属表表面面原原子子核核的的引引力力做做功功(逸逸出出功功W)要要使使入入射射光光子子的的能能量量不不小小于于W，对对应应频频率率0为为极限极限频频率率(3)光光电电子的最大初子的最大初动动能只随入射光能只随入射光频频率的增大而增大率的增大而增大(4)入入射射光光越越强强，单单位位时时间间内内入入射射到到金金属属表表面面的的光光子子数数越越多多，产产生生的的光光电电子子越越多多，射射出出的的光光电电子子做做定定向向移移动动时时形形成成的的光光电电流越大流越大考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练2概念

14、辨析概念辨析考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考点二光电效应方程的应用考点二光电效应方程的应用【典典例例2】(2012江江苏苏卷卷，12C)A、B两两种种光光子子的的能能量量之之比比为为2 1，它它们们都都能能使使某某种种金金属属发发生生光光电电效效应应，且且所所产产生生的的光光电电子子最最大大初初动动能能分分别别为为EA、EB.求求A、B两两种种光光子子的的动动量量之之比比和和该该金金属的逸出功属的逸出功考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动

15、探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【变式跟踪变式跟踪2】如如图图13-3-2所示是用光照射某种金属所示是用光照射某种金属时时逸出的光逸出的光电电子的最大初子的最大初动动能随入射光能随入射光频频率的率的变变化化图线图线(直直线线与横与横轴轴的交点的交点坐坐标标4.27，与，与纵轴纵轴交点坐交点坐标标0.5)由由图图可知可知 ()图图13-3-2考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练A该该金属的截止金属的截止频频率率为为4.271014HzB该该金属的截止金属的截止频频率率为为5.51014HzC该图线该图线的

16、斜率表示普朗克常量的斜率表示普朗克常量D该该金属的逸出功金属的逸出功为为0.5 eV考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练借题发挥借题发挥1解光电效应问题解光电效应问题应抓住三个关系式：应抓住三个关系式：(1)爱爱因斯坦光因斯坦光电电效效应应方程：方程：EkhW0.(2)最大初最大初动动能与遏止能与遏止电压电压的关系：的关系：EkeUc.(3)逸出功与极限逸出功与极限频频率的关系：率的关系：W0h0.考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互

17、动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练2用图象表示光电效应方程用图象表示光电效应方程(1)最大初最大初动动能能Ek与入射光与入射光频频率率的关系的关系图线图线如如图图13-3-3所示所示(2)由曲由曲线线可以得到的物理量可以得到的物理量极限极限频频率：率：图线图线与与轴轴交点的横坐交点的横坐标标0.逸出功：逸出功：图线图线与与Ek轴轴交点的交点的纵纵坐坐标标的的值值W0E.普朗克常量：普朗克常量：图线图线的斜率的斜率kh.图图13-3-3考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练备课札记备课札记 考纲自主研读考纲自主研读考点

18、互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考点三波粒二象性考点三波粒二象性【典例典例3】关于物质的波粒二象性关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是()A不不仅仅光光子子具具有有波波粒粒二二象象性性，一一切切运运动动的的微微粒粒都都具具有有彼彼粒粒二象性二象性B运运动动的的微微观观粒粒子子与与光光子子一一样样，当当它它们们通通过过一一个个小小孔孔时时，都没有特定的运动轨道都没有特定的运动轨道C波波动动性性和和粒粒子子性性，在在宏宏观观现现象象中中是是矛矛盾盾的的、对对立立的的，但但在微观高速运动的现象中是统一的在微观高速运动的现象中是统一的D实物

19、的运动有特定的轨道实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性所以实物不具有波粒二象性考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解解析析光光具具有有波波粒粒二二象象性性是是微微观观世世界界具具有有的的特特殊殊规规律律，大大量量光光子子运运动动的的规规律律表表现现出出光光的的波波动动性性，而而单单个个光光子子的的运运动动表表现现出出光光的的粒粒子子性性光光的的波波长长越越长长，波波动动性性越越明明显显，光光的的频频率率越越高高，粒粒子子性性越越明明显显而而宏宏观观物物体体的的德德布布罗罗意意波波的的波波长长太太小小，实实际际很很难难观观察

20、察到到波波动动性性，不不是是不不具具有有波波粒粒二二象象性性D项项正正确确答案答案D考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【变变式式跟跟踪踪3】如如图图13-3-4所所示示，用用单单色色光光做做双双缝缝干干涉涉实实验验，P处处为为亮亮条条纹纹，Q处处为为暗暗条条纹纹不不改改变变单单色色光光的的频频率率，而而调调整整光光源源使使其其极极微微弱弱，并并把把单单缝缝调调至至只只能能使使光光子子一一个个一一个个地地过过去，那么去，那么过过去的某一光子去的某一光子()A一定到达一定到达P处处B一定到达一定到达Q处处C可能到达可能到达Q处处 D都不

21、正确都不正确图图13-3-4考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解解析析单单个个光光子子的的运运动动没没有有确确定定的的轨轨道道，只只是是落落在在P处处的的概概率率大大，落落在在Q处处的的概概率率小小因因此此，一一个个光光子子从从狭狭缝缝通通过过后后可可能落在能落在P处也可能落在处也可能落在Q处处，故故C正确正确答案答案C 考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练(2)频频率率越越低低

22、波波动动性性越越显显著著，越越容容易易看看到到光光的的干干涉涉和和衍衍射射现现象象；频频率率越越高高粒粒子子性性越越显显著著，越越不不容容易易看看到到光光的的干干涉涉和和衍衍射射现现象象，贯穿本领越强贯穿本领越强(3)光光的的传传播播过过程程中中往往往往表表现现出出波波动动性性；在在与与物物质质发发生生作作用用时时，往往表现为粒子性往往表现为粒子性.考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练备课札记备课札记 考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练一、对波粒二象性的理解一、对波粒二象性

23、的理解1(2011上上海海卷卷，17)用用极极微微弱弱的的可可见见光光做做双双缝缝干干涉涉实实验验，随随着着时时间间的的增增加加，在在屏屏上上先先后后出出现现如如图图13-3-5(a)、(b)、(c)所所示示的的图图象，象，则则()图图13-3-5考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练A图图象象(a)表明光具有粒子性表明光具有粒子性B图图象象(c)表明光具有波表明光具有波动动性性C用紫外光用紫外光观观察不到察不到类类似的似的图图象象D实验实验表明光是一种概率波表明光是一种概率波考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练

24、随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解解析析图图象象(a)曝曝光光时时间间短短，通通过过光光子子数数很很少少，呈呈现现粒粒子子性性图图象象(c)曝曝光光时时间间长长，通通过过了了大大量量光光子子，呈呈现现波波动动性性，故故A、B正正确确；同同时时实实验验也也表表明明光光波波是是一一种种概概率率波波，故故D也也正正确确；紫紫外外光光本本质质和和可可见见光光本本质质相相同同也也可可以以发发生生上上述述现现象象，故故C错错误误答案答案ABD考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基

25、础演练活页限时训练活页限时训练二、对光电效应规律的理解二、对光电效应规律的理解33(2011上上海海卷卷，3)用用一一束束紫紫外外线线照照射射某某金金属属时时不不能能产产生生光光电效应电效应，下列可以使该金属产生光电效应的措施是下列可以使该金属产生光电效应的措施是()A改用改用频频率更小的紫外率更小的紫外线线照射照射B改用改用X射射线线照射照射C改用改用强强度更大的原紫外度更大的原紫外线线照射照射D延延长长原紫外原紫外线线的照射的照射时间时间解解析析金金属属发发生生光光电电效效应应必必须须使使光光的的频频率率大大于于极极限限频频率率，X射射线的频率大于紫外线的频率线的频率大于紫外线的频率答案答

26、案B考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练4关于光关于光电电效效应应，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A极限极限频频率越大的金属材料逸出功越大率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的只要光照射的时间时间足足够长够长，任何金属都能，任何金属都能产产生光生光电电效效应应C从从金金属属表表面面逸逸出出的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能越越大大，这这种种金金属属的的逸出功越小逸出功越小D入入射射光光的的光光强强一一定定时时，频频率率越越高高，单单位位时时间间内内逸逸出出的的光光电电子数就越多子数就越多考纲自主研读考纲自主研读考点互动

27、探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解解析析逸逸出出功功W0h0，W00，A正正确确；只只有有照照射射光光的的频频率率大大于于金金属属极极限限频频率率0，才才能能产产生生光光电电效效应应现现象象，B错错；由由光光电电效效应应方方程程EkmhW0知知，因因不不确确定定时时，无无法法确确定定Ekm与与W0的的关关系系，C错错；光光强强Enh，越越大大，E一一定定，则则光光子子数数n越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，越小，单位时间内逸出的光电子数就越少，D错错答案答案A 考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练三

28、三、光电效应方程的应用光电效应方程的应用5(2011(2011课课标标，35(1)35(1)在在光光电电效效应应实实验验中中，某某金金属属的的截截止止频频率率相相应应的的波波长长为为0，该该金金属属的的逸逸出出功功为为_若若用用波波长长为为(0)单单色色光光做做实实验验，则则其其截截止止电电压压为为_(已已知知电电子子的的电荷量电荷量，真空中的光速和普朗克常量分别为真空中的光速和普朗克常量分别为e，c和和h.)考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练6(2011(2011福建理综福建理综，29(1)29(1)爱因斯坦因提出了光量子概念并爱

29、因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率与入射光频率的关系的关系如图如图13-3-6所示所示，其中其中0为极限频率从图中可以确定的是为极限频率从图中可以确定的是()A逸出功与逸出功与有关有关BEkm与入射光强度成正比与入射光强度成正比C当当0时时，会逸出光电子会逸出光电子D图中直线的斜率与普朗克常量有关图中直线的斜率与普朗克常量有关考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练答案答案D图图13-3-6考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练见见WordWord版活页训练版活页训练