专题16 近代物理 知识清单 -2027届高考物理一轮复习专题

2027届高考物理高三一轮复习专题

专题16 近代物理（知识清单）

【知识地图】

【知识点梳理】

知识点一  波粒二象性

一、光电效应

1.光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。

2.光电效应的四个规律

(1)每种金属都有一个极限频率。

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。

(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。

(4)饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。

3.遏止电压与截止频率

(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。

(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。

点对点训练：如图为研究光电效应的电路图，测得遏止电压为Uc，已知电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)

A．光电子的最大初动能为eUc

B．测量遏止电压时，开关S应与b连接

C．光电管两端电压为零时，光电流也为零

D．开关S接b，调节滑动变阻器，电压表示数增大时，电流表示数一定增大

答案　A

解析　当光电管两端电压达到遏止电压Uc时 ，从阴极K射出的具有最大初动能Ekm的光电子恰好不能到达阳极，根据动能定理有0－Ekm＝－eUc，解得Ekm＝eUc，故A正确；测量遏止电压时，应使光电管阴极与电源正极相连，光电管阳极与电源负极相连，故开关S应与a连接，故B错误；光电管两端电压为零时，若光电子能够到达阳极，则光电流就不为零，故C错误；开关S接b，调节滑动变阻器，电压表示数增大时，若此时光电流已经达到饱和值，则电流表示数不再增大，故D错误．

二、爱因斯坦光电效应方程

1.光子说

在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量)

2.逸出功W0

使电子脱离某种金属所做功的最小值。

3.最大初动能

发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。

4.爱因斯坦光电效应方程

(1)表达式：Ek＝hν－W0。

(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝

mev2。

点对点训练：如图所示，是某种火灾报警装置的工作电路图，它的核心部件为紫外线光电管，其中A为阳极，K为阴极，发生火灾时c、d端有输出电压实施报警．已知地表附近太阳光中的紫外线光子能量介于3.1～3.9 eV之间，明火中的紫外线光子能量介于4.4～6.2 eV之间．几种金属单质的逸出功如表所示，若光电管阴极材料K选用金属铝，则下列说法正确的是(　　)

 

A．太阳光照射时c、d端有输出电压

B．明火照射时c、d端有输出电压

C．若阴极材料选用金属锌，能实现有效报警

D．明火中的紫外线波长越长，光电子的最大初动能越大

答案　B

解析　因为太阳光中的紫外线光子能量介于3.1～3.9 eV之间，小于金属铝的逸出功4.21 eV，则太阳光照射时，不会发生光电效应，c、d端没有输出电压，A错误；明火中的