1、高考导航高考导航考点内容考点内容要求要求高考高考(全国卷全国卷)三年命题情况对照分析三年命题情况对照分析201520162017光电效应光电效应卷卷T35(1)：光电：光电效应效应卷卷T35(1)：光电：光电效应和波粒二象性效应和波粒二象性卷卷T35(1)：光电效：光电效应应卷卷T35(1)：核反应：核反应卷卷T35(1)：核反应：核反应和质能关系和质能关系卷卷T17：质量亏损与：质量亏损与核能的计算核能的计算卷卷T15：动量守恒、：动量守恒、衰变、质量亏损衰变、质量亏损卷卷T19：光电效应方：光电效应方程程爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程氢原子光谱氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式
2、氢原子的能级结构、能级公式原子核的组成、放射性、原子核的衰变、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期半衰期放射性同位素放射性同位素核力、核反应方程核力、核反应方程结合能、质量亏损结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 射线的危害和防护射线的危害和防护基础课基础课1波粒二象性波粒二象性光电效应光电效应1.光电效应现象：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应，发射出来的电子称为。2.光电效应的四个规律光电效应的四个规律(1)每种金属都有一个每种金
3、属都有一个。(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的增大而增大。增大而增大。(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是 的。的。(4)光电流的强度与入射光的光电流的强度与入射光的成正比。成正比。知识排查知识排查光电子光电子极限频率极限频率频率频率瞬时瞬时强度强度3.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)截止频率：能使某种金属发生光电效应的截止频率：能使某种金属发生光电效应的频率叫做该种金属的截止频频率叫做该
4、种金属的截止频率率(又叫极限频率又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。不同的金属对应着不同的极限频率。最小最小爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程1.光子说光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量称光子，光子的能量。其中。其中h6.631034Js。(称为普朗克常量称为普朗克常量)2.逸出功逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的使电子脱离某种金属所做功的 。3.最大初动能最大初动能发生光电效应时，金属表面上的发生光电效应时，金属表面上的吸收光子后克服原子核的引
5、力逸出时所具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。有的动能的最大值。h最小值最小值电子电子4.爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：表达式：Ekh。(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是物理意义：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，这些能量的一部分用来克服金属的用来克服金属的 ，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek。W0逸出功逸出功W0光的波粒二象性与物质波光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有光的干涉、衍射、偏振现象证明光
6、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，又具有粒子性，称为光的光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的性。性。波动波动粒子粒子波粒二象波粒二象2.物质波物质波(1)概率波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的地方，暗条纹是光子到达概率的地方，暗条纹是光子到达概率的地方，因此光波又叫概率波。的地方，因此光波又叫概率波。(2)物质波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，其波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都
7、有一种波与它对应，其波长长，p为运动物体的动量，为运动物体的动量，h为普朗克常量。为普朗克常量。大大小小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小题速练小题速练1.人教版选修人教版选修35P30演示实验改编演示实验改编(多选多选)如图如图1所示，用导线把验电器与锌板相所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是()图图1解析解析用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，
8、锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故选项量从锌板表面逸出，称之为光电子，故选项A错误，错误，B正确；锌板与验电器相连，正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故选项荷量越多，验电器指针张角越大，故选项C正确，正确，D错误。错误。答案答案BC2.人教版选修人教版选修35P36T2改编改编(多选多选)在光电效应实验中，用频率为在光电效应实验中，用频率为的光照射光电的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是管阴极，
9、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，光电效应现象消失减小入射光的强度，光电效应现象消失C.改用频率小于改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率大于改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大的光照射，光电子的最大初动能变大答案答案AD3.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性B.康普顿效应说明光子既有能量又有动量康普顿效应说明光子既有能量又有动量C.光是高速运动的微观粒子，单个
10、光子不具有波粒二象性光是高速运动的微观粒子，单个光子不具有波粒二象性D.宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动解析解析由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，但仍具有波粒二象性，选项波动性，但仍具有波粒二象性，选项A、D错误；康普顿效应说明光子除了具有错误；康普顿效应说明光子除了具有能量之外还有动量，选项能量之外还有动量，选项B正确；波粒二象性是光子的特性，单个光子也具有波正确；波粒二象性是光子的特性，单个光子也具有波粒二象性，选项粒二象性，选项
11、C错误。错误。答案答案B光电效应现象和光电效应方程的应用光电效应现象和光电效应方程的应用1.对光电效应的四点提醒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。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)光电效应中的光电效应中的“光光”不是特指可见光，也包括不可见光。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。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。光电子不是光子，而是电子。2.定量分析时应抓住三个关系式定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：爱因斯坦光电效应方程：E
12、khW0。(2)最大初动能与遏止电压的关系：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：逸出功与极限频率的关系：W0h0。3.区分光电效应中的四组概念区分光电效应中的四组概念(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。(2)光电子的动能与光电子的最大初动能。光电子的动能与光电子的最大初动能。(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，光电流和饱
13、和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。的总能量。1.(2018江西省五校模拟江西省五校模拟)下列有关光电效应的说法正确的是下列有关光电效应的说法正确的是()A.光电效应现象证明了光是电磁波
14、光电效应现象证明了光是电磁波B.普朗克为了解释光电效应现象，提出了光子说普朗克为了解释光电效应现象，提出了光子说C.只要增大入射光的强度，就可以产生光电效应只要增大入射光的强度，就可以产生光电效应D.入射光的频率低于金属的截止频率时不发生光电效应入射光的频率低于金属的截止频率时不发生光电效应解析解析光电效应显示了光的粒子性，但不能证明光是电磁波，选项光电效应显示了光的粒子性，但不能证明光是电磁波，选项A错误；爱因斯错误；爱因斯坦为了解释光电效应现象，提出了光子说，选项坦为了解释光电效应现象，提出了光子说，选项B错误；根据光电效应产生的条件错误；根据光电效应产生的条件可知，只有当入射光的频率大于
15、金属的极限频率可知，只有当入射光的频率大于金属的极限频率(或截止频率或截止频率)时，才能发生光电效时，才能发生光电效应，选项应，选项C错误，错误，D正确。正确。答案答案D2.(2017北京理综，北京理综，18)2017年年初，我国研制的年年初，我国研制的“大连光源大连光源”极紫外自由电子激极紫外自由电子激光装置，发出了波长在光装置，发出了波长在100 nm(1 nm109 m)附近连续可调的世界上最强的极紫附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。外激光脉冲。“大连光源大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的
16、研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为量约为(取普朗克常量取普朗克常量 h h6.61034 Js，真空光速，真空光速c3108 m/s)()A.1021 J B.1018 J C.1015 J D.1012 J答案答案B3.(2017全国卷全国卷，19)(多选多选)在光电效应实验中，分别用频率为在光电效应实验中，分别用频率为a、b的单色光的单色光a、b照射到同种金
17、属上，测得相应的遏止电压分别为照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和和Ub，光电子的最大初动能，光电子的最大初动能分别为分别为Eka和和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是为普朗克常量。下列说法正确的是()A.若若ab，则一定有，则一定有UaUbB.若若ab，则一定有，则一定有EkaEkbC.若若UaUb，则一定有，则一定有EkaEkbD.若若ab，则一定有，则一定有haEkahbEkb解析解析由爱因斯坦光电效应方程得，由爱因斯坦光电效应方程得，EkmhW0，由动能定理得，由动能定理得，EkmeU，若，若用用a、b单色光照射同种金属时，逸出功单色光照射同种金属时，逸出功W0相同。
18、当相同。当ab时，一定有时，一定有EkaEkb，UaUb，故选项，故选项A错误，错误，B正确；若正确；若UaUb，则一定有，则一定有EkaEkb，故选项，故选项C正确；因逸正确；因逸出功相同，有出功相同，有W0 hha a E Ek ka a hhb b E Ek kb b，故选项，故选项D错误。错误。答案答案BC4.如图如图2甲所示，合上开关，用光子能量为甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极的一束光照射阴极K，发现电流表，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍时，电流表读数仍
19、不为零，当电压表读数大于或等于不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。把电路改为图乙，时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为当电压表读数为2 V时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为时，则逸出功及电子到达阳极时的最大动能为()A.1.5 eV0.6 eV B.1.7 eV1.9 eVC.1.9 eV2.6 eV D.3.1 eV4.5 eV图图2答案答案C光电效应的图象分析光电效应的图象分析(1)极限频率：图线与极限频率：图线与轴交点的横坐标轴交点的横坐标c。(2)逸出功：图线与逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值轴交点的纵坐标的绝对值EW0。(3)普朗
20、克常量：图线的斜率普朗克常量：图线的斜率kh。1.由由Ek图象可以得到的信息图象可以得到的信息2.由由IU图象可以得到的信息图象可以得到的信息(1)遏止电压遏止电压Uc：图线与横轴的交点的绝对值。：图线与横轴的交点的绝对值。(2)饱和光电流饱和光电流Im：电流的最大值。：电流的最大值。(3)最大初动能：最大初动能：EkmeUc。3.由由Uc图象可以得到的信息图象可以得到的信息(1)截止频率截止频率c：图线与横轴的交点。：图线与横轴的交点。(2)遏止电压遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大。：随入射光频率的增大而增大。(3)普朗克常量普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即：等于图线
21、的斜率与电子电荷量的乘积，即hke。(注：此时两极注：此时两极之间接反向电压之间接反向电压)1.(多选多选)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Ek与入射光频率与入射光频率的关系如图的关系如图3所示。已所示。已知该金属的逸出功为知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为，普朗克常量为h。下列说法正确的是。下列说法正确的是()图图3答案答案CD2.研究光电效应的电路如图研究光电效应的电路如图4所示。用频率相同、强度不同的光分别照射所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板密封真空管的钠极板(阴极阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收
22、，吸收，在电路中形成光电流。下列光电流在电路中形成光电流。下列光电流I与与A、K之间的电压之间的电压UAK的关系图象的关系图象中正确的是中正确的是()图图4解析解析虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以遏止电压相同；又因当入射光强度大时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选项光强度大时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选项C正确。正确。答案答案C3.(2018重庆万州月考重庆万州月考)(多选多选)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与与入射光频率入射光频率的关
23、系图象如图的关系图象如图5所示。则由图象可知所示。则由图象可知()A.该金属的逸出功等于该金属的逸出功等于h0B.遏止电压是确定的，与入射光的频率无关遏止电压是确定的，与入射光的频率无关C.入射光的频率为入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为时，产生的光电子的最大初动能为h0D.入射光的频率为入射光的频率为30时，产生的光电子的最大初动能为时，产生的光电子的最大初动能为h0图图5答案答案AC光的波粒二象性的规律光的波粒二象性的规律1.从数量上看：从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。
24、往表现为波动性。2.从频率上看从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象。3.从传播与作用上看从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性。往往表现为粒子性。光的波粒二象性、物质波光的波粒二象性、物质波1.(多选多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如用极微弱的可见光
25、做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图图6(a)(b)(c)所示的图象，则所示的图象，则()A.图象图象(a)表明光具有粒子性表明光具有粒子性B.图象图象(c)表明光具有波动性表明光具有波动性C.用紫外光观察不到类似的图象用紫外光观察不到类似的图象D.实验表明光是一种概率波实验表明光是一种概率波图图6解析解析图象图象(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；图象只有分散的亮点，表明光具有粒子性；图象(c)呈现干涉条纹，表明呈现干涉条纹，表明光具有波动性；用紫外光也可以观察到类似的图象，实验表明光是一种概率波，光具有波动性；用紫外光也可以观察到类似的图象，实验表明光是一种概率波，选项选
26、项A、B、D正确。正确。答案答案ABD2.(多选多选)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是()A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.射线在云室中穿过会留下清晰的径迹射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构人们利用电子显微镜观测物质的微观结构解析解析电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子是一种波，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，可以说明电子
27、是一种波，故选项故选项A正确；正确；射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明射线是一种粒射线是一种粒子，故选项子，故选项B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故选项是一种波，故选项C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故选项子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故选项D正确。正确。答案答案ACD3.(多选多选)1927年戴维逊和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖年戴维逊和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一。如图的重大近代物理实验之一。如图7所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是的是()图图7A.亮条纹是电子到达概率大的地方亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的该实验说明物质波理论是正确的C.该实验再次说明光子具有波动性该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性该实验说明实物粒子具有波动性答案答案ABD
