关键能力_题型突破121

1、关键能力题型突破考点一光电效应规律题型"光电效应现象的理解【典例1】（多选）（2016 全国卷I ）现用一光电管进行光电效应实验，当用某一 频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是（）A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B. 入射光的频率变高，饱和光电流变大C. 入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D. 保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生【解析】选A、C。根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强 变大，则饱和光电流变大，选项 A正确。由爱因斯坦光电效应方程知，入射光 的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和

2、光电流与入射光的频率和 光强都有关，选项B错误，C正确。保持入射光的光强不变，不断减小入射光的 频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产 生，选项D错误。訓塑2光电效应方程的应用【典例2】（2018 全国卷H ）用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表 面的最大初动能为1.28 x 10-19 J。已知普朗克常量为6.63 x 10-34 J s，真空中 的光速为3.00 x 108 m/s。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（ ）A. 1 x 1014 HzB.8 x 1014 Hz1515C.2x 10 HzD.8x 10 Hz【解析】选B。根据爱

3、因斯坦光电效应方程 Ek=hv -W0,当v最小时hv o=W,代14入数值可得v8X 10 Hz,选项B正确。1. 光电效应的研究思路：(1) 两条线索。决定普毎秒钟光遐发射的北子數决定看毎牛光子的能址旷孙彳*15和理总出的址电于t决定舌光电iJt的大力+、光电子JS出后的最尢tJSfr能斗*w'(2) 两条对应关系： 光强大-光子数目多-发射光电子多-光电流大。 光子频率高-光子能量大-光电子的最大初动能大。2. 深入理解三个关系：(1)爱因斯坦光电效应方程 丘二hv -W0。 光电子的最大初动能 氐可以利用光电管用实验的方法测得，即H=eU，其中UI是遏止电压。 光电效应方程中的

4、 W为逸出功，它与极限频率 v c的关系是V0=hv co【加固训练】(多选)(2019 湖南长沙一中模拟)用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表 G的读数为0.2 mA移动变 阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于 0.7 V时，电流表读数为0。贝SA. 光电管阴极的逸出功为1.8 eVB. 电键K断开后，没有电流流过电流表 GC. 光电子的最大初动能为0.7 eVD. 改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小【解析】选A、G该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0,可知光电子的最大初

5、动能为 0.7 eV,根据光电效应 方程E<m=hv -W0,得W=1.8 eV, A、C正确。电键K断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表， B错误。改用能量为1.5 eV的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能 发生光电效应，无光电流，D错误。考点二 光电效应的图象分析题型"H- v图象【典例3】用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S,用频率为v的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最 大初动能丘与入射光频率v的关系图象，图线与横轴的交点坐标为（a , 0），与 纵轴的

6、交点坐标为（0, -b）。下列说法正确的是（）甲乙A. 普朗克常量为hdbB. 断开开关S后，电流表G的示数不为零C. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D. 保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变【解析】选B。由Ek=hv -W0,可知图线的斜率为普朗克常量，即h=,故A错误;a断开开关S后，仍有光电子产生，所以电流表 G的示数不为零，故B正确；只 有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光 的强度不变，那么光子数一定减少，发射出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小

7、，故D错误。趣毗I-U图象【典例4】（多选）（2020 长沙模拟）在图甲所示光电效应实验中，将a、b、c三 种色光照射同一光电管后得到三条光电流与电压之间的关系曲线，如图乙所示。F列说法正确的是A. 当开关S扳向2时，可得到图乙中U>0的图线B. a光的频率低于b光的频率C. a光的强度大于c光的强度D. a光对应的光电子最大初动能大于c光的光电子最大初动能【解析】选B G开关S扳到1时，光电管两端电压为正向电压，可得到图乙 中U>0的图线，S扳到2时，光电管两端电压为反向电压，可得到图乙中 U<0的 图线，A错误；同一光电管的逸出功 W相同，而b光对应的遏止电压最大，由 e

8、UC二-m喀二hv -W可知，b光的频率最高，B正确；由题图乙可知，a、c光对应11-1的遏止电压相等，故a、c光的频率相同，由于a光对应的饱和光电流较大，说明a光的强度较大，C正确；由eUC=m .可知，a、c光对应的遏止电压相等， 对应的光电子最大初动能也相等，D错误。题型s UC- v图象【典例5】如图为密立根研究某金属的遏止电压 UC和入射光频率v的关系图象， 则下列说法正确的是（）A. 图象的斜率为普朗克常量B. 该金属的截止频率约为5.5 X 1014 HzC. 由图象可得该金属的逸出功为 0.5 eVD. 由图象可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系【解析】选B根据

9、光电效应方程得，Ekm=h v -W0,又Ekm=eU，解得UC二一-, 可知图线的斜率kh，故A项错误；当遏止电压为零时，入射光的频率等于金属 的截止频率，大约为4.2 X 1014 Hz,故B项错误；图线的斜率k=，则逸出功LJW=hv o=ke v ox4.2 X1014 eV1.6 eV，故C项错误；由图象可知(5.5-42)X10UC与v成一次函数关系，又Em=eU,故光电子的最大初动能与入射光的频率成 一次函数关系，故D项正确。光电效应图象的分析图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率v的关系图线O-E4(1)极限频率：v 0 逸出功：W=|-E|=

10、E普朗克常量：图线的斜率k=h遏止电压UC与入射光频率v的关系图线(1)截止(极限)频率：v 0遏止电压UL:随入射光频率的 增大而增大 普朗克常量：h=ke(k为斜率， e为电子电量)频率相同、光强不同时，光电流与电压的关系Ar/ 4A倉汐二弱光f0u(1)谒止电压U饱和光电流lm(电流的最大值)(3)最大初动能Hm=eU频率不同、光强相同时，光电流与电压的关系比0U(1) 谒止电压：匕、UC2(2) 饱和光电流：电流最大值(3) 最大初动能：氐二e，氐二eLb【加固训练】在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示

11、。则可判断出（ ）A. 甲光的频率大于乙光的频率B. 乙光的波长大于丙光的波长C. 乙光的频率大于丙光的频率D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能【解析】选B根据eUC= m - =hv -W0,入射光的频率越高，对应的遏止电压 U越大，甲光、乙光的遏止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等，故A错误。丙光的遏止电压大于乙光的遏止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙 光的波长大于丙光的波长，故 B正确，C错误。丙光的遏止电压大于甲光的遏止 电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能， 故D错误。考点三光的波粒二象性物质波【典例6】（多选）实物粒子

12、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. B射线在云室中穿过会留下清晰的径迹B. 人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C. 人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D. 光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强 度无关【解析】选B GB射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明B射线是一种粒子，故A错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，慢中子衍射 说明中子是一种波，故B正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利 用了电子束的德布罗意波长短，提高显微镜的分辨本领，说明电子是一种波， 故C正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入

13、 射光的强度无关，说明光是一种粒子，故 D错误。1.对光的粒子性和波动性的理解:项目内容(1)当光同物质发生作用 时，这种作用是“一份一说明光的份”进行的，表现出粒子粒子的含义是“不连续的” “一份一份的”，粒子性性光的粒子即光子光的波动性(2)少量或个别光子容易 显示出光的粒子性(1) 足够能量的光在传播 时，表现出波动的性质(2) 光是一种概率波，即 光子在空间各点出现的 可能性大小(概率)可用光的波动性是光子本身的一种属性，不是 光子之间相互作用产生的，光的波动性不 同于宏观概念的波波动规律来描述波和粒子宏观世界：波和粒子是相互对立的概念的对立微观世界：波和粒子是统-的。光子说并未否定波动性，光子能量与统一E=hv=，其中，v和入就是描述波的两个物理量2.物质波：德布罗意波是概率波，衍射图样中的亮圆是电子落点概率大的地方，但概率的 大小受波动规律的支配。【加固训练】下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是 （）A. 有的光是波，有的光是粒子B