第一部分 专题七 光电效应 原子与原子核（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

专题七　光电效应　原子与原子核 [对应学生用书P76] 命题点一　光电效应 1．光电效应的研究思路 (1)两条线索 (2)两条对应关系 ①入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；②光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。 2. 爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0的研究对象是金属表面的电子，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大(如图所示)，直线的斜率为h，直线与ν轴的交点的物理意义是极限频率νc，直线与Ek轴交点的物理意义是逸出功W0的负值。 　 (2022·广州二调)某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是(　　) A．频率为ν1的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度vm1＝ B．阴极K金属的极限频率ν0＝ C．普朗克常量h＝ D．阴极K金属的逸出功W＝ [解析]　光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得－eU1＝0－ mv，则得光电子的最大初速度vm1＝，A正确；根据爱因斯坦光电效应方程得hν1＝eU1＋W，hν2 ＝eU2＋W，联立可得普朗克常量为h＝，代入可得金属的逸出功W＝hν1－eU1＝，阴极K金属的极限频率为ν0＝＝＝，C不正确，B、D正确。 [答案]　C 　(2022·南京二模)某实验小组用图甲所示电路研究a、b两种单色光的光电效应现象，通过实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知(　　) A．光电子的最大初动能Eka<Ekb B．两种光的频率νa>νb C．两种光照射金属K时的逸出功不一样 D．若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光一定也可以 [解析]　由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，其逸出的光电子最大初动能大，即Eka<Ekb，故A正确；根据光电效应方程 Ek＝hν－W0，由题图可得b光照射光电管时反向截止电压大，其频率大，即νa<νb，故B错误；金属的逸出功由金属本身决定，与光的频率无关，故C错误；b光的频率大，光子能量大，若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光有可能让基态氢原子电离，并不是一定可以，故D错误。 [答案]　A 【规律总结】 光电效应的四类图像 图像名称 图线形状 由图线直接(或间接)得到的物理量 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc (2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值 W0＝|－E|＝E (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 (1)遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标 (2)饱和光电流Im1、Im2：光电流的最大值 (3)最大初动能： Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 (1)遏止电压Uc1>Uc2，则ν1>ν2 (2)最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 (1)极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标值 (2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大，Uc＝－ (3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压) 1．(2022·全国乙卷)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10－7 m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h＝6.63×10－34 J·s。R约为(　　) A．1×102 m　　　　　　 B．3×102 m C．6×102 m D．9×102 m 解析　一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，光的波长与频率有以下关系c＝λν，光源每秒发出的光子的个数为n＝＝，P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个，那么此处的球面的表面积为S＝4πR2，则＝3×1014，联立以上各式解得R≈3×102 m，故选B。 答案　B 2．(2022·天津模拟)某实验小组用如图1所示的电路研究a、b两种单色光照射金属K的光电效应规律，通过实验得到的光电流I与电压U的关系如图2所示。则(　　) A．a光的频率大于b光的频率 B．保持单色光的光强不变时，向右移动滑片P，电流表的示数一定增大 C．a光照射出的光电子的最大初动能小于b光照射出的光电子的最大初动能 D．将图1的电源反接，电流表的示数一定为零 解析　由题图可知，