2020复习方案高考物理人教版一轮复习讲义：第十二章 第1讲 波粒二象性 含答案

考向1 对光电效应方程的理解

(2018·全国卷Ⅱ)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸

出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J．已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )

A．1×1014 Hz C．2×1015 Hz

B．8×1014 Hz D．8×1015 Hz

[审题指导] 能使金属产生光电效应的单色光的最低频率即恰好发生光电效应的条件：照射光的能量等于金属的逸出功．

hc

【解析】 本题考查光电效应规律．由光电效应方程得Ek＝λ－W0，而能使锌产生光电效应的单色光的最低频率ν0应满足hν0＝W0，联立得ν0cEk＝λ－h＝8×1014 Hz，故选项B正确．

【答案】 B

考向2 对光电效应三类图象的理解

(2019·山东济南一模)用如图甲所示的电路研究光电效

应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系．图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a、b、c三束单色光照射，调节AK间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知( )

A．单色光a和c的频率相同，但a更弱些 B．单色光a和b的频率相同，但a更强些 C．单色光a的频率大于单色光c的频率 D．单色光a的频率小于单色光b的频率

【解析】 a、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等，即频率相同，由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大，故A、C错误；a光的遏止电压小于b光的遏止电压，所以产生的光电子最大初动能Eka

【答案】 D

1．(2019·山东青岛模拟)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的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是( B )

aA．普朗克常量为h＝b B．断开开关S后，电流表的示数不为零

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，电流表的示数保持不变 解析：根据Ekm＝hν－W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b，当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止b

频率为ν0＝a，普朗克常量为h＝a，故A错误．开关S断开后，因光电子有初动能，因此电流表G的示数不为零，故B正确．根据光电效应方程可知，最大初动能与入射光频率有关，与光的强度无关，故C错误．若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减少，电流表的示数减小，故D错误．

2．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.

(1)图甲中电极A为光电管的阳极(选填“阴极”或“阳极”)； (2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝5.15×1014[(5.12～5.18)×1014均视为正确] Hz，逸出功W0＝3.41×10－19[(3.39～3.43)×10－19均视为正确] J；

(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19均视为正确] J.

解析：(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极． (2)由题图可知，铷的截止频率νc为5.15×1014 Hz，逸出功W0＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J.

(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014 Hz时，由Ek＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为Ek＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014 J≈1.23×10－19 J.

光电效应中有关图象问题的解题方法

(1)明确图象中纵坐标和横坐标所表示的物理量．

(2)明确图象所表示的物理意义及所对应的函数关系，同时还要知道截距、交点等特殊点的意义．例如，

①Ekm-ν图象，表示了光电子的最大初动能Ekm随入射光频率ν的变化曲线，图甲中横轴上的截距是阴极金属的极限频率，纵轴上的截距表示了阴极金属的逸出功负值，直线的斜率为普朗克常量，图象的函数式：Ek＝hν－W0.

②光电效应中的I-U图象，是光电流强度I随两极板间电压U的变化曲