（课标通用）2020新高考物理二轮复习 选择题逐题突破 第八道 选择题涉及的命题点 8.1 光电效应

第8道选择题涉及的命题点8－1光电效应及其规律8－2原子结构与波尔理论8－3原子核核能的计算8－4物理学史和重要思想方法8－1光电效应及其规律备考精要1．理清知识体系2．深化规律内涵(1)理解光电效应现象光电效应存在极限频率，发生光电效应时，增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数将增加，但不会增大光电子的最大初动能；只有增大入射光的频率，才会增大光电子的最大初动能。(2)掌握光电效应现象的两个重要关系①遏止电压Uc与入射光频率ν、逸出功W0间的关系：Uc＝heν－W0e；②截止频率νc与逸出功W0的关系：hνc＝W0，据此求出截止频率νc。(3)Ek­ν图线如图所示，Ek­ν图线是一条倾斜直线，但不过原点，其与横轴、纵轴交点的坐标值(绝对值)分别表示极限频率和金属逸出功。三级练·四翼展一练固双基——基础性考法1．关于光电效应的实验规律，下列说法正确的是()A．所有的光照射金属都能发生光电效应B．发生光电效应时，对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数就越多C．发生光电效应时，增大入射光的频率，单位时间内发射的光电子数增多D．光照在某金属表面，不发生光电效应时，只要增加入射光的强度，就会发生光电效应解析：光电效应存在极限频率，只有入射光的频率高于金属的极限频率时才能发生光电效应，选项A错误；由实验现象可知，当发生光电效应时，入射光的强度越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数就越多，选项B正确；增大入射光的频率，会增大光电子的最大初动能，但不会改变单位时间内发射的光电子数，选项C错误；光照在某金属表面，不发生光电效应，说明入射光的频率低于该金属的极限频率，由实验现象可知，即使再增加入射光的强度，也不能发生光电效应，选项D错误。答案：B2．[多选]关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性答案：ABC解析：由德布罗意波可知A、C正确；运动的微观粒子，达到的位置具有随机性，而没有特定的运动轨道，B正确；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，不是不具有波粒二象性，D错误。3．(2019·北京高考)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA最大动能/eV第一组1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9由表中数据得出的论断中不正确的是()A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同C．若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大动能为1.9eVD．若入射光子的能量为5.0eV，相对光强越强，光电流越大答案：B解析：由光子的能量E＝hν，可知若入射光子的能量不同，则入射光子的频率不同，A正确。由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋Ek，可求出两组实验的逸出功W均为3.1eV，故两组实验所用的金属板材质相同，B错误。由hν＝W＋Ek，W＝3.1eV，当hν＝5.0eV时，Ek＝1.9eV，C正确。相对光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D正确。本题选不正确的，故选B。4．研究光电效应的电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射阴极K，则光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是()解析：设遏止电压为Uc，由光电效应规律知：eUc＝hν－W0，因都是频率相同的光照射相同阴极K，即ν、W0均相同，故强光和弱光的遏止电压相同；当UAK＝0时，强光的光电流应大于弱光的光电流，选项C正确。答案：C5.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，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．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率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：由于是同一光电管，因而不论对哪种光，截止频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，遏止电压相同，因而频率相同，A、C错误；丙光对应的遏止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故D项错，B项正确。答案：B二练会迁移——综合性考法1．(2018·全国卷Ⅱ)用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19J。已知普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中的光速为3.00×108m·s－1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为()A．1×1014HzB．8×1014HzC．2×1015HzD．8×1015Hz解析：设单色光的最低频率为ν0，由爱因斯坦光电效应方程得Ek＝hν1－W,0＝hν0－W，又ν1＝cλ，整理得ν0＝cλ－Ekh，代入数据解得ν0≈8×1014Hz。答案：B2．[多选]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ν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Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法正确的是()A．普朗克常量为h＝baB．断开开关S后，电流表G的示数可能不为零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：由公式Ek＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h＝ba，故A正确；断开开关S后，初动能大的光电子，也可能到达阳极，所以电流表G的示数可能不为零，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，发出的光电子数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误。答案：AB3．[多选](2017·全国卷Ⅲ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。H为普朗克常量。下列说法正确的是()A．若νaνb，则一定有UaUbB．若νaνb，则一定有EkaEkbC．若UaUb，则一定有EkaEkbD．若νaνb，则一定有hνa－Ekahνb－Ekb解析：设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项正确；又Ek＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU＝hν－W，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－Ek＝W，W相同，则D项错误。答案：BC4．(2019·新乡模拟)如图甲所示，用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i随电压表示数U的变化图像如图乙所示。已知普朗克常量为h，光电子带电荷量为e。下列说法中正确的是()A．入射光越强，光电子的能量越大B．光电子的最大初动能为hν0C．该金属的逸出功为hν0—eUcD．用频率为eUch的光照射该金属时不可能发生光电效应答案：C解析：根据光电效应的规律可知，入射光的频率越大，则逸出光电子的能量越大，与光强无关，选项A错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能为Ekm＝hν0－W逸出功，选项B错误；由题图乙可知Ekm＝eUc，则该金属的逸出功为hν0－eUc，选项C正确；频率为eUch的光的能量为hν＝eUc，当大于金属的逸出功(hν0－eUc)时，同样可发生光电效应，选项D错误。5.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么()A．a光的波长一定大于b光的波长B．增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流方向是由d到cD．只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大解析：用一定频率的单色光a照射光电管阴极时，电流计指针会发生偏转，知νa＞ν0，而单色光b不能使阴极K产生光电效应，知νb＜ν0，则νa＞νb，a光的波长小于b光的波长，所以A错误；发生光电效应的条件：ν＞ν0，增加b光的强度不能使电流计G的指针发生偏转，B错误；发生光电效应时，电子从光电管左端运动到右端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流计G的电流方向是由c到d，C错误；增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大，故D正确。答案：D三练提素养——创新性、应用性考法1．用某种金属做光电效应实验时，遏止电压(反向电压)Uc与入射光频率ν的关系如图所示。电子电荷量用e表示，已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，则()A．该图线的斜率为普朗克常量B．该图线的斜率为这种金属的逸出功C．该金属的逸出功约为1×10－15JD．该金属的逸出功约为3×10－19J解析：由动能定理，光电子的最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系是－eUc＝0－Ek，设金属的逸出功为W，光电效应方程为Ek＝hν－W，联立两式可得：Uc＝hνe－We，故Uc­ν图像的斜率为he，故A、B错误；Ek＝0时入射光的频率称为截止频率，Ek＝0，即Uc＝0，由题图可知金属的截止频率约为ν0＝4.27×1014Hz，则逸出功W＝hν0＝6.6×10－34×4.27×1014J≈3×10－19J。所以C选项错误、D正确。答案：D2．(2019·衡水中学模拟)用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量间的关系，电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示，则()A．通过电流计G的电流方向由d到cB．电压U增大，光电流I一定增大C．用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关D．光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应答案：C解析：电流方向与逃逸出来的电子运动方向相反，所以通过电流计G的电流方向由c到d，故A错误；由题图乙可知，当U增大到一定程度后，光电流不再随U的增大而增大(即达到饱和电流)，故B错误；用同频率的光照射K极，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强弱无关，故C正确；光电管两端电压U为零时，光电效应照样发生，故D错误。3．(2019·东北三市联考)在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，则()A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压Uc随之增大C．某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定能使乙金属发生光电效应D．若不改变入射光频率ν，只增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将增大解析：根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，可知图线的斜率表示普朗克常量，故两条图线与横轴的夹角α和β一定相等，故A错误；根据Ekm＝eUc和Ekm＝hν－W0，得Uc＝heν－W0e，若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压Uc随之增大，故B正确；根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，当Ekm＝0时，W0＝hν0，即甲的逸出功小于乙的逸出功，当某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，但此光不一定能使乙金属发生光电效应，故C错误；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，故D错误。答案：B4．[多选]用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的示数为0.2mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表示数为0。则()A．光电管阴