内容正文:
考点要求
高考命题点实况
光电效应
Ⅰ
2017年模块3-5改为必考内容后,其后全国卷中都有一道原子物理方面的选择题,但难度不大.从内容来看,对于光电效应、氢原子的能级结构、核反应方程的书写、核能的计算问题的考查比较频繁.
从整体命题趋势上看,高考对本部分的命题基本会保持原有命题思路,仍将以光电效应、能级跃迁、核反应方程、核能的分析与计算为命题重点.
爱因斯坦光电效应方程
Ⅰ
氢原子光谱
Ⅰ
氢原子的能级结构、能级公式
Ⅰ
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期
Ⅰ
放射性同位素
Ⅰ
核力、核反应方程
Ⅰ
结合能、质量亏损
Ⅰ
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆
Ⅰ
射线的危害和防护
Ⅰ
第一节 光电效应
【基础梳理】
提示:电子 光电子 大于 增大 hν hν-W0 干涉 波动性 光电效应 粒子性 波动 粒子
【自我诊断】
判一判
(1)只要光照射的时间足够长,任何金属都能发生光电效应.( ),(2)光电子就是光子.( )
(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大.( )
(4)从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小.( )
(5)入射光的频率越大,逸出功越大.( )
提示:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
做一做
(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )
A.增大入射光的强度,光电流增大
B.减小入射光的强度,光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应
D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大
提示:选AD.增大入射光强度,单位时间内照射到单位面积的光电子数增加,则光电流将增大,故选项A正确;光电效应是否发生取决于照射光的频率,而与照射强度无关,故选项B错误.用频率为ν的光照射光电管阴极,发生光电效应,用频率较小的光照射时,若光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,选项C错误;根据hν-W逸=mv2可知,增加照射光频率,光电子的最大初动能增大,故选项D正确.
对光电效应的理解
【知识提炼】
1.与光电效应有关的五组概念对比
(1)光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子.光子是光电效应的因,光电子是果.
(2)光电子的初动能与光电子的最大初动能:光照射到金属表面时,电子吸收光子的全部能量,可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有金属表面的电子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功的情况,才具有最大初动能.光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能.
(3)光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关.
(4)入射光强度与光子能量:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量.
(5)光的强度与饱和光电流:饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的,对于不同频率的光,由于每个光子的能量不同,饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系.
2.光电效应的研究思路
(1)两条线索:
(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.
【跟进题组】
1.(多选)1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年,这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文,其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象.关于光电效应,下列说法正确的是 ( )
A.当入射光的频率低于极限频率时,不能发生光电效应
B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
D.某单色光照射一金属时不发生光电效应,改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应
解析:选AD.根据光电效应现象的实验规律,只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应,故A、D正确;根据光电效应方程,最大初动能与入射光频率为线性关系,但非正比关系,故B错误;根据光电效应现象的实验规律,光电子的最大初动能与入射光强度无关,故C错误.
2.(多选)(2016·高考全国卷Ⅰ改编)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