高考物理系統(tǒng)性復(fù)習(xí) (考點分析) 第一節(jié) 光電效應(yīng)和波粒二象性（附解析）

【考點分析】第一節(jié)光電效應(yīng)和波粒二象性【考點一】黑體輻射能量子【典型例題1】黑體輻射的強度與波長的關(guān)系如圖所示，由圖可知下列說法錯誤的是()A．隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都增加B．隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向著波長較短的方向移動C．任何溫度下，黑體都會輻射各種波長的電磁波D．不同溫度下，黑體只會輻射相對應(yīng)的某些波長的電磁波【解析】由題圖可以看出，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都增加，故A正確；隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故B正確；任何溫度下，黑體都會輻射各種波長的電磁波，故C正確，D錯誤.【答案】D【考點二】光電效應(yīng)的實驗規(guī)律【典型例題2】如圖所示，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是()A．有光子從鋅板逸出 B．有電子從鋅板逸出C．驗電器指針張開一個角度 D．鋅板帶負(fù)電【解析】用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的，鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯誤，B正確；鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應(yīng)該帶正電，且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，故C正確，D錯誤．【答案】BC【考點三】光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用【典型例題3】(2022?浙江杭州市高三(下)二模)如圖所示是研究光電效應(yīng)的實驗裝置，某同學(xué)進行了如下操作：(1)用頻率為的光照射光電管，此時微安表中有電流，將滑動變阻器滑片P調(diào)至位置M(圖中末畫出)，使微安表示數(shù)恰好變?yōu)?，此時電壓表示數(shù)為；(2)用頻率為的光照射光電管，將滑片P調(diào)至位置N(圖中末畫出)，使微安表示數(shù)恰好變?yōu)?，此時電壓表的示數(shù)為。已知元電荷為，。關(guān)于該實驗，下列說法正確的是()A．位置M比位置N更靠近端B．位置M、N與光強有關(guān)C．可求得普朗克常量為D．該光電管中金屬的極限頻率為【解析】A．根據(jù)電路圖，結(jié)合逸出電子受到電場阻力時，微安表示數(shù)才可能為零，因只有K的電勢高于A點，即觸頭P向a端滑動，才能實現(xiàn)微安表示數(shù)恰好變?yōu)榱?，根?jù)光電效應(yīng)方程可得，因，則，即位置M對應(yīng)的電壓較小，位置M比位置N更靠近端，故A正確；B．位置M、N對應(yīng)的是遏止電壓，與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強無關(guān)，故B錯誤；CD．根據(jù)光電效應(yīng)方程可得，，聯(lián)立兩式可得普朗克常量為，故C錯誤；D．聯(lián)立方程組可解得逸出功為，根據(jù)，可解得該光電管中金屬的極限頻率為，故D正確；故選AD?！敬鸢浮緼D【歸納總結(jié)】應(yīng)用光電效應(yīng)方程時的注意事項(1)每種金屬都有一個截止頻率，光頻率大于這個截止頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)．(2)截止頻率是發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率，對應(yīng)著光的極限波長和金屬的逸出功，即hν0＝heq\f(c,λ0)＝W0.(3)應(yīng)用光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0時，注意能量單位電子伏和焦耳的換算(1eV＝1.6×10－19J)．(4)作為能量守恒的一種表達式可以定性理解方程hν＝W0＋eq\f(1,2)mv2的意義：即入射光子的能量一部分相當(dāng)于轉(zhuǎn)換在金屬的逸出功上，剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的動能．對某種金屬來說W0為定值，因而光子頻率ν決定了能否發(fā)生光電效應(yīng)及光電子的初動能大小．每個光子的一份能量hν與一個光電子的動能eq\f(1,2)mv2對應(yīng)．【考點四】對Ek－ν圖象的理解【典型例題4】如圖所示是用光照射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(直線與橫軸的交點坐標(biāo)4.27，與縱軸交點坐標(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【解析】圖線在橫軸上的截距為截止頻率，A正確、B錯誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功為：W0＝hν0＝eq\f(6.63×10－34×4.27×1014,1.6×10－19)eV≈1.77eV，D錯誤．【答案】AC【考點五】對I－U圖象的理解【典型例題5】(2022?廣東省深圳市高三(下)第二次調(diào)研考試)分別使用光束做研究光電效應(yīng)規(guī)律的實驗，得到光電流隨光電管兩端電壓的變化關(guān)系如圖所示。正確的分析是()A．b與c光的頻率相同B．a(chǎn)比b光的遏止電壓大C．b與c光的強度相同D．a(chǎn)與c光照射陰極產(chǎn)生的光電子最大初動能相同【解析】ABD．由圖可知，、兩種光的遏止電壓相等，光比、兩種光的遏止電壓小，根據(jù)愛因斯坦光電方程，以及，可得，可得，，故A正確，BD錯誤；C．由圖可知：光的飽和光電流大于光的飽和光電流，可知b光的強度大于c光的強度，故C錯誤。故選A。【答案】A【考點六】對Uc－ν圖象的理解【典型例題6】在某次光電效應(yīng)實驗中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示．若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，則普朗克常量可表示為________，所用材料的逸出功可表示為________．【解析】根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，故eq\f(h,e)＝k，b＝－eq\f(W0,e)，得h＝ek，W0＝－eb.【答案】ek－eb【歸納總結(jié)】四類圖象圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的值的絕對值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點②飽和光電流Im：光電流的最大值③最大初動能：Ek＝eUc顏色不同時，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：此時兩極之間接反向電壓)【考點七】光的波粒二象性和物質(zhì)波【典型例題7】實物粒子和光都具有波粒二象性.下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是()A．電子束通過雙縫實驗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晰的徑跡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觀測物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)【解析】電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干