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2022届高考物理一轮复习-第12章-近代物理初步-第1节-光电效应-波粒二象性教案-新人教版.doc
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1、2022届高考物理一轮复习 第12章 近代物理初步 第1节 光电效应 波粒二象性教案 新人教版2022届高考物理一轮复习 第12章 近代物理初步 第1节 光电效应 波粒二象性教案 新人教版年级:姓名:- 12 -第1节 光电效应 波粒二象性高考导航考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析202020192018命题分析光电效应卷T19:核反应方程卷T18:氘核的聚变反应卷T19:核反应方程卷T14:原子结构与玻尔理论卷T15:爱因斯坦质能方程、核能的计算卷T17:光电效应及其规律卷T14:爱因斯坦质能方程、核能的计算1.高考对本章内容的考查一般为单一的某个知识点,且题型为选择题、填空题,
2、难度中等或中等偏下。2命题热点为光电效应规律、原子跃迁、原子核的衰变规律、核反应方程及核能的计算等。3今后命题将向着多个考点融合的方向发展,且以选择题的形式考查。爱因斯坦光电效应方程氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核心素养物理观念:光电效应、氢原子光谱、原子的核式结构、氢原子的能级结构、半衰期、原子核的衰变、核能(如2020年全国卷T19)。科学思维:能用氢原子能级结构和能级公式解释氢原子跃迁现象。理解爱因斯坦质能方程,能够利用爱因斯坦质能方程求解核能问题。科学探究:探究光电效
3、应的规律、粒子散射实验。科学态度与责任:光谱分析、射线的应用、核电站。第1节光电效应波粒二象性一、光电效应1光电效应现象:在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象,称为光电效应,发射出来的电子称为光电子。2光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个极限频率。(2)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的。(3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大。(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。3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Uc。(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不
4、同的极限频率。二、爱因斯坦光电效应方程1光子说在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光的能量子,简称光子,光子的能量h。其中h6.631034 Js(称为普朗克常量)。2逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。3最大初动能发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。4爱因斯坦光电效应方程(1)表达式:EkhW0。(2)物理意义:金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ekmev2。三、光的波粒二象性与物质波1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象
5、证明光具有波动性。(2)光电效应说明光具有粒子性。(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性。2物质波(1)概率波:光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,因此光波又叫概率波。(2)物质波:任何一个运动着的物体,小到微观粒子,大到宏观物体,都有一种波与它对应,其波长,p为运动物体的动量,h为普朗克常量。一、思考辨析(正确的画“”,错误的画“”)1光子说中的光子,指的是光电子。()2只要光足够强,照射时间足够长,就一定能发生光电效应。()3极限频率越大的金属材料逸出功越大。()4波动性和粒子性是完全对立的,这两种属性
6、不可能兼有。()5逸出功的大小与入射光无关。()6光电子的最大初动能与入射光的频率一定成正比。()二、走进教材1(人教版选修35P30演示实验改编)(多选)如图所示,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()A有光子从锌板逸出B有电子从锌板逸出C验电器指针张开一个角度D锌板带负电答案BC2(粤教版选修35P40T2改编)(多选)下列说法中正确的是()A光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说B在光的双缝干涉实验中,暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C光的双缝干涉实验中,大量光子打在光屏上的落点是有规律的,暗纹处落下光子的概率小D单个光子具有粒子性,大量光子具有
7、波动性答案CD3(人教版选修35P36T2改编)(多选)在光电效应实验中,用频率为的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是()A增大入射光的强度,光电流增大B减小入射光的强度,光电效应现象消失C改用频率小于的光照射,一定不发生光电效应D改用频率大于的光照射,光电子的最大初动能变大答案AD 光电效应规律和光电效应方程的应用1对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应,不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光。(3)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关。(4)光电子不是光子,而是电子。2两条分析线索(1)(2)3定量分析时应抓住三个关
8、系式(1)爱因斯坦光电效应方程:EkhW0。(2)最大初动能与遏止电压的关系:EkeUc。(3)逸出功与极限频率的关系:W0h0。(2020西南名校联盟开学考试)如图所示是研究光电效应的电路图,对于某金属,用绿光照射时,电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是()A将滑动变阻器的滑片向右移动,电流表的示数一定增大B如果改用紫光照射该金属,电流表无示数C将K极换成逸出功小的金属板,仍用相同的绿光照射时,电流表的示数一定增大D将电源的正负极调换,仍用相同的绿光照射时,将滑动变阻器的滑片向右移动一些,电流表的示数可能不为零D将滑动变阻器的滑片向右移动,则A、K间的电压增大,若在滑动变阻器的滑片向右移动
9、之前,A、K间的光电流已达到饱和光电流,则滑片移动后电流表的示数不变,故A项错误;紫光的频率比绿光的频率大,则改用紫光照射该金属时一定能发生光电效应,电流表一定有示数,故B项错误;将K极换成逸出功小的金属板,仍用相同的绿光照射时,则光电子的最大初动能增加,但单位时间内照射到金属表面的光子数没有变化,因而单位时间内从金属表面逸出的光电子数不变,饱和光电流不会变化,则电流表的示数不一定增大,故C项错误;将电源的正负极调换,仍用相同的绿光照射时,将滑动变阻器滑片向右移动一些,若此时的电压仍小于遏止电压,则电流表有示数,故D项正确。(1)能否发生光电效应取决于光的频率(如果光的频率小于金属的极限频率,
10、则不能发生光电效应),不取决于光的强度。(2)光的强度决定饱和光电流的大小:光的强度越大,发射的光子数越多,打出的光电子数越多,饱和光电流越大。(3)光子的频率决定光电子的最大初动能,最大初动能又决定遏止电压。(4)逸出功由金属本身决定:与入射光的频率无关,但逸出功决定金属的极限频率。1用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么()Aa光的波长一定大于b光的波长B增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD只增
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