2023年高考物理一轮系统复习学思用(考点分析) 第一节 光电效应和波粒二象性

【考点分析】第一节光电效应和波粒二象性

【考点一】黑体辐射能量子

【典型例题1】黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法错误的是

）

A.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加

B.随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动

C.任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波

D.不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波

【解析】由题图可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故A正

确：

随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B正确；

任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波，故C正确，D错误.

【答案】D

【考点二】光电效应的实验规律

【典型例题2】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（）

【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量

从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B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,

带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误.

【答案】BC

【考点三】光电效应现象和光电效应方程的应用

【典型例题31（2022•浙江杭州市高三（下）二模）如图所示是研究光电效应的实验装置,

某同学进行了如下操作：（1）用频率为匕的光照射光电管，此时微安表中有电流，将滑动变

阻器滑片P调至位置M（图中末画出），使微安表示数恰好变为0,此时电压表示数为（2）

用频率为乙的光照射光电管，将滑片P调至位置M图中末画出），使微安表示数恰好变为0,

此时电压表的示数为已知元电荷为e,匕<乙。关于该实验，下列说法正确的是（）

A.位置M比位置N更靠近力端

B.位置M、N与光强有关

c.可求得普朗克常量为'a一"2）

%一匕

D.该光电管中金属的极限频率为吆1二比

UrU]

【解析】A.根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，

因只有K的电势高于A点，即触头P向“端滑动，才能实现微安表示数恰好变为零，根据

光电效应方程可得£km=hv-W（）=eUc,因匕〈匕，则5<%，即位置M对应的电压较

小，位置M比位置N更靠近匕端，故A正确；

B.位置M、N对应的是遏止电压，与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故B

错误;

CD.根据光电效应方程可得线|=人匕一叉=etA，Ea=hv2-W0=eU2,联立两式

可得普朗克常量为h=eQ-UJ,故c错误；

%一匕

D.联立方程组可解得逸出功为%=e"2匕一e"%,根据叉=加/°,可解得该光电

乙.匕

管中金属的极限频率为匕＞二匕一eU%=匕。「匕U?,故D正确；故选AD。

久匕-匕)Ux-U2

【答案】AD

【归纳总结】应用光电效应方程时的注意事项

(1)每种金属都有一个截止频率，光频率大于这个截止频率才能发生光电效应.

(2)截止频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的极限波长和金属的逸出功，即的。

=底=卬().

(3)应用光电效应方程反=成一版时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1eV=1.6x10

一19J).

(4)作为能量守恒的一种表达式可以定性理解方程/”=%+品7的意义：即入射光子的

能量一部分相当于转换在金属的逸出功上，剩余部分转化为光电子的动能.对某种金属来说

M为定值，因而光子频率v决定了能否发生光电效应及光电子的初动能大小.每个光子的

一份能量hv与一个光电子的动能%病对应.

【考点四】对Ek-v图象的理解

【典型例题4】如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光

频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27,与纵轴交点坐标0.5).由图可知()

4.04.55.05.56.06.57.0v/(xl014Hz)

A.该金属的截止频率为4.27x1()14Hz

B.该金属的截止频率为5.5x1014Hz

C.该图线的斜率表示普朗克常量

D.该金属的逸出功为0.5eV

【解析】图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、B错误；

由光电效应方程反=加一的，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确;

663x1034X4?7X1014

金属的逸出功为：W=h^---eV«1.77eV,D错误.

0V0I.OXIU

【答案】AC

【考点五】对1-u图象的理解

【典型例题5】（2022•广东省深圳市高三（下）第二次调研考试）分别使用光束外b、C

做研究光电效应规律的实验，得到光电流随光电管两端电压的变化关系如图所示。正确的分

析是（）

A.6与c光的频率相同

B.。比6光的遏止电压大

C.6与c光的强度相同

D.〃与c光照射阴极产生的光电子最大初动能相同

【解析】ABD.由图可知，b,c两种光的遏止电压相等，a光比b、c两种光的遏

止电压小，根据爱因斯坦光电方程Ek=/n/-明，以及e5=Ek，可得限叫:十%,可

得以=匕.>匕,，Eke>Eka,故A正确，BD错误；

C.由图可知：匕光的饱和光电流大于C光的饱和光电流，可知匕光的强度大于c•光的

强度，故C错误。故选A。

【答案】A

【考点六】对Uc-u图象的理解

【典型例题6]在某次光电效应实验中，得到的遏止电压a与入射光的频率v的关

系如图所示.若该直线的斜率和截距分别为&和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常

量可表示为,所用材料的逸出功可表示为.

uc

0v

【解析】根据光电效应方程Ekm=〃V—Wo及Ekm=eUc得Uc=乎一个，故?=%，b=

一差，得h=ek,Wo=­eb.

【答案】ek-eb

【归纳总结】四类图象

图象名称图线形状由图线直接（间接）得到的物理量

①极限频率：图线与V轴交点的横坐标必

最大初动能Ek与

②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的

入射光频率V的关系图0

/ycW直的绝对值Wo=|-£1=£

线-E/

③普朗克常量：图线的斜率

颜色相同、强度不/强光（黄）①遏止电压a：图线与横轴的交点

②饱和光电流：光电流的最大值

同的光，光电流与电压幺//弱光（黄）/m

的关系Uc06③最大初动能：Ek=eUc

I黄光①遏止电压41、Uc2

颜色不同时，光电

/

②饱和光电流

流与电压的关系

UsUg0u

③最大初动能Eki=eUci，Ek2=eUc2

①极限频率先:图线与横轴的交点

②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而

工

遏止电压Uc与入增大

射光频率V的关系图线③普朗克常量〃：等于图线的斜率与电子