2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型專題31光電效應(yīng)(原卷版)

2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí)熱門題型歸納與變式演練專題31光電效應(yīng)【專題導(dǎo)航】目錄熱門題型一光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1熱門題型二光電效應(yīng)的圖象問題3（一）對Ek－ν圖象的理解3（二）對I－U圖象的理解4（三）對Uc－ν圖象的理解5熱門題型三對光的波粒二象性的理解6【題型演練】7【題型歸納】熱門題型一光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用1．對光電效應(yīng)的四點(diǎn)提示能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率．光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見光，也包含不行見光．逸出功的大小由金屬自己決定，與入射光沒關(guān)．光電子不是光子，而是電子．2．兩條對應(yīng)關(guān)系光強(qiáng)盛→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大．3．定量解析時應(yīng)抓住三個關(guān)系式愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.最大初動能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc.逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc.4．劃分光電效應(yīng)中的四組看法光子與光電子：光子指光在空間流傳時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面遇到光照耀時發(fā)射出來的電子，其實(shí)質(zhì)是電子．光電子的動能與光電子的最大初動能：電子汲取光子能量后，一部分戰(zhàn)勝阻攔作用做功，節(jié)余部分轉(zhuǎn)變成光電子的初動能，只有直接從金屬表面飛出的光電子才擁有最大初動能．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，跟著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在必定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)．入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時間內(nèi)照耀到金屬表面單位面積上的總能量．【例1】(2018·高考全國卷Ⅱ)用波長為300nm的光照耀鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－－34Js·，真空中的光速為3.00×108－19J．已知普朗克常量為6.63×10m·s1.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為()A．1×1014HzB．8×1014HzC．2×1015HzD．8×1015Hz【變式1】．(2019·山東泰安檢測)以以下圖是光電管的原理圖，已知當(dāng)有波長為λK上時，電0的光照到陰極路中有光電流，則()．若增添電路中電源電壓，電路中光電流必定增大．若將電源極性反接，電路中必定沒有光電流產(chǎn)生C．若換用波長為λ1(λ1>λ0)的光照耀陰極K時，電路中必定沒有光電流D．若換用波長為λ2(λ2<λ0)的光照耀陰極K時，電路中必定有光電流【變式2】(2017·高考全國卷Ⅲ)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照耀到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Uabkakb和U、光電子的最大初動能分別為E和E.h為普朗克常量．以下說法正確的是()A．若ν>ν，則必定有U<UB．若ν>ν，則必定有E>EabababkakbC．若Ua<Ub，則必定有Eka<EkbD．若νa>νb，則必定有hνa－Eka>hνb－Ekb熱門題型二光電效應(yīng)的圖象問題圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)獲得的物理量①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νEk與c最大初動能②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值入射光頻率ν的關(guān)W0＝|－E|＝E系圖線③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色同樣、強(qiáng)度不②飽和光電流Im：電流的最大值同的光，光電流與③最大初動能：Ekm＝eUc電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2顏色不一樣時，光電②飽和光電流流與電壓的關(guān)系③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)遏止電壓Uc與入②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大射光頻率ν的關(guān)系③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，圖線即h＝ke.(注：此時兩極之間接反向電壓)（一）對Ek－ν圖象的理解由Ek－ν圖象可以獲得的信息(1)極限頻率：圖線與cν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)ν.(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對值E＝W0.(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.【例2】．(2019·南平市檢測)用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象．閉合電鍵S，用頻率為ν的光照耀光電管時發(fā)生了光電效應(yīng)．圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)歲月電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，－b)，以下說法中正確的選項是()aA．普朗克常量為h＝bB．?dāng)嚅_電鍵S后，電流表G的示數(shù)不為零C．僅增添照耀光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能將增大D．保持照耀光強(qiáng)度不變，僅提升照耀光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變【變式1】(多項選擇)以以下圖是用光照耀某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)．由圖可知()A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功為0.5eV【變式2】.(多項選擇)(2019·山東天成大聯(lián)考)某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能

Ek與入射光頻率ν的關(guān)系以以下圖，

E、ν0為已知量，由圖線信息可知

(

)A．逸出功W0＝EB．圖象的斜率表示普朗克常量的倒數(shù)C．圖中E與ν0的值與入射光的強(qiáng)度、頻率均沒關(guān)D．若入射光頻率為

3ν0，則光電子的最大初動能為

3E（二）對

I－U

圖象的理解由I－U

圖象可以獲得的信息(1)遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的絕對值．(2)m飽和光電流I：電流的最大值．(3)最大初動能：Ekm＝eUc.【例2】(2019·河南新鄉(xiāng)模擬)如圖甲所示，用頻率為ν0的光照耀某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，測出光電流i隨電壓U的變化圖象如圖乙所示，已知普朗克常量為h，光電子帶電荷量為e.以下說法中正確的選項是()A.入射光越強(qiáng)，光電子的能量越高B．光電子的最大初動能為hν0C．該金屬的逸出功為hν0—eU0D．用頻率為eU0的光照耀該金屬時不行能發(fā)生光電效應(yīng)h【變式】．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用同一光電管在不一樣實(shí)驗(yàn)條件下獲得三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，以以下圖．則可判斷出()．甲光的頻率大于乙光的頻率．乙光的波長大于丙光的波長．甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光對應(yīng)的光電子最大初動能（三）對Uc－ν圖象的理解由Uc－ν圖象可以獲得的信息截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)．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：此時兩極之間接反向電壓

)【例

4】．(多項選擇)(2019·重慶萬州月考

)某金屬在光的照耀下產(chǎn)生光電效應(yīng)，其遏止電壓

Uc與入射光頻率

ν的關(guān)系圖象以以下圖．則由圖象可知

(

)A．該金屬的逸出功等于hν0．遏止電壓是確立的，與入射光的頻率沒關(guān)C．入射光的頻率為2ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hν0D．入射光的頻率為3ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hν0【變式】.在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，獲得的遏止電壓Uc與入射光的頻率

ν的關(guān)系以以下圖．若該直線的斜率和縱軸截距分別為

k和

b，電子電荷量的絕對值為

e，則普朗克常量可表示為

________，所用資料的逸出功可表示為

________．熱門題型三對光的波粒二象性的理解對波粒二象性的理解項目內(nèi)容光的(1)當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時，這類作用是

“一份一

說明粒子的含義是“不連續(xù)的”“一份一份的”，粒子性份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子性光子不一樣于宏觀看法的粒子(2)少許或個別光子簡單顯示出光的粒子性光的(1)足夠能量的光在流傳時，表現(xiàn)出顛簸的性質(zhì)光的顛簸性是光子自己的一種屬性，不是顛簸性(2)光是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可光子之間互相作用產(chǎn)生的，光的顛簸性不能性大小(概率)可用顛簸規(guī)律來描述同于宏觀看法的波宏觀世界：波和粒子是互相對峙的看法波和粒子的E＝hν＝hc，此中，ν和λ微觀世界：波和粒子是一致的．光子說并未否定顛簸性，光子能量對峙與一致λ就是描述波的兩個物理量【例5】1927年戴維遜和革末完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎的重要近代物理實(shí)驗(yàn)之一．如圖所示的是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡化圖，以下說法正確的選項是()A．亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B．該實(shí)驗(yàn)說明物質(zhì)波理論是正確的C．該實(shí)驗(yàn)再次說明光子擁有顛簸性D．該實(shí)驗(yàn)說明實(shí)物粒子擁有顛簸性【變式1】實(shí)物粒子和光都擁有波粒二象性．以下事實(shí)中突出表現(xiàn)顛簸性的是(

)A．電子束經(jīng)過雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣B．β射線在云室中穿過會留下清楚的徑跡C．人們利用慢中子衍射來研究晶體的結(jié)構(gòu)D．人們利用電子顯微鏡察看物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)【變式2】關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性，以下說法正確的選項是()．光的波長越短，光子的能量越大，光的粒子性越顯然．不但光子擁有波粒二象性，全部運(yùn)動的微粒都擁有波粒二象性C．光電效應(yīng)現(xiàn)象揭露了光的粒子性．實(shí)物的運(yùn)動有特定的軌道，因此實(shí)物不擁有波粒二象性【題型演練】1．用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以以為光源和感光膠片之間不行能同時有兩個光子存在，以以下圖是不一樣數(shù)目的光子照耀到感光膠片上獲得的照片．這些照片說明()．光只有粒子性沒有顛簸性．光只有顛簸性沒有粒子性C．少許光子的運(yùn)動顯示顛簸性，大批光子的運(yùn)動顯示粒子性．少許光子的運(yùn)動顯示粒子性，大批光子的運(yùn)動顯示顛簸性2．用光照耀某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，假如光的頻率不變，而減弱光的強(qiáng)度，則()．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能不變．逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小C．逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減?。獾膹?qiáng)度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子逸出了3．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同一種單色光，先后照耀鋅和銀的表面，都能發(fā)生光電效應(yīng)．關(guān)于這兩個過程，以下四個物理過程中，必定同樣的是

(

)A．遏止電壓

B．飽和光電流C．光電子的最大初動能

D．逸出功4．(2019·藏拉薩中學(xué)六次月考西)關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下邊說法正確的選項是()．當(dāng)某種色光照耀金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子最大初動能也就越大．當(dāng)某種色光照耀金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，假如入射光的強(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間間隔將顯然增添C．對某金屬來說，入射光波長一定大于一極限值才能產(chǎn)生光電效應(yīng)．同一頻率的光照耀不一樣的金屬，假如都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則全部金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動能必定相同5.(2019北·京旭日模擬)用綠光照耀一個光電管，能產(chǎn)生光電效應(yīng)．欲使光電子從陰極逸出時最大初動能增大，可以()A．改用紅光照耀B．改用紫光照耀C．改用藍(lán)光照耀D．增添綠光照耀時間6.(2019河·北保定模擬)以以下圖，這是一個研究光電效應(yīng)的電路圖，以下表達(dá)中正確的選項是()A．只調(diào)換電源的極性，挪動滑片P，當(dāng)電流表示數(shù)為零時，電壓表示數(shù)為遏止電壓U0的數(shù)值B．保持光照條件不變，滑片P向右滑動的過程中，電流表示數(shù)將向來增大C．不改變光束顏色和電路，增大入射光束強(qiáng)度，電流表示數(shù)會增大D．陰極K需要預(yù)熱，光束照耀后需要必定的時間才會有光電流7.(2019哈·爾濱六中二次模擬)某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5×10－6m，功率為5.0×10－3W的連續(xù)激光．已知可見光波長的數(shù)目級為10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34Js·，該激光器發(fā)出的()A．是紫外線B．是紅外線－13JD．光子數(shù)約為每秒3.8×1016個C．光子能量約為1.3×109.(2019遼·寧鞍山一中模擬)按如圖的方式連接電路，當(dāng)用紫光照耀陰極K時，電路中的微安表有示數(shù)．則以下正確的表達(dá)是()假如僅將紫光的光強(qiáng)減弱一些，則微安表可能沒有示數(shù)．僅將滑動變阻器的觸