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(共18张PPT)
考向2　光电效应
研透真题·破题有方
(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。
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5.0
eV,逸出光电子的最大动能为1.9
eV
D.若入射光子的能量为5.0
eV,相对光强越强,光电流越大
B　由光电效应可知电子最大初动能Ekm和入射光频率ν以及逸出功W0的关系满足Ekm=hν-W0①,题中数据表添加一项逸出功后,如表所示,根据表格可知,不同频率光入射逸出功相同,由此可以判断是同一种金属材料,选项B错误,符合题中错误选项要求;入射光子能量不同,所以频率不同,选项A正确;根据①式可知若入射光子能量为5.0
eV,则逸出电子最大动能为1.9
eV;只要能够发生光电效应,相对光强越强,光电流越大,选项C、D正确。
【真题解码】
(1)审题破题眼:
(2)情境化模型:
(3)命题陷阱点:
陷阱1:不能准确地从表格中提取有用信息。
表格中提供了以下信息:
①两组入射光能量不同;②入射光能量相同,相对光强越强,光电流越大;③逸出光电子的最大动能由入射光的能量决定。
陷阱2:不会进一步分析表格信息。
①光的能量由频率决定,能量不同则频率不同;②由爱因斯坦光电效应方程知逸出功W0=hν-Ek,计算可知两种情况下逸出功均为3.1
eV,说明是同种金属;③当入射光能量为5.0
eV时,可得Ek=1.9
eV。
必备知能·融会贯通
【核心必备】
光电效应的研究思路
1.两条线索
2.两条对应关系
1.(光电效应)利用如图所示的装置观察光电效应现象,将光束照射在金属板上,发现验电器指针没有张开。欲使指针张开,可
(　　)
A.增大该光束的光照强度
B.增加该光束的照射时间
C.改用频率更大的入射光束
D.改用逸出功更大的金属板材料
多维猜押·制霸考场
C　验电器指针没有张开,说明没有发生光电效应,要发生光电效应必须改用频率更大的入射光束,或者改用逸出功更小的金属板材料;只增大光照强度和光照射的时间都不能发生光电效应,故选C。
2.(光电效应图象问题)(多选)研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K时,有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压,光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。光电流i由图中电流计G测出,反向电压U由电压表V测出,当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向遏止电压Uc。在下列表示光电效应实验规律的图象中,正确的是
(　　)
A、C、D　反向电压U和频率一定时,发生光电效应产生的光电子数与光强成正
比,则单位时间到达阳极A的光电子数与光强也成正比,故光电流i与光强I成正
比,A正确;由动能定理知-qUc=0-Ekm,又因Ekm=hν-W0,所以Uc=
,可知遏
止电压Uc与频率ν是线性关系,不是正比关系,故B错误;光强I与频率ν一定时,
光电流i随反向电压的增大而减小,又据光电子动能大小的分布概率及发出后的
方向性可知,C正确;由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的,时
间小于10-9
s,10-9
s后,光强I和频率ν一定时,光电流恒定,故D正确。
3.(探究光电效应的规律)(多选)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,并记录相关数据,如图所示。对于这两组实验,下列判断正确的是
(　　)
A.饱和光电流一定不同,光电子的最大初动能不同
B.因为材料不同,逸出功不同,所以遏止电压Uc不同
C.因为光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同
D.分别用不同频率的光照射之后绘制Uc-ν图象(ν为照射光频率,图乙为其中一小组绘制的图象),图线的斜率可能不同
B、C　虽然光的频率相同,但是被照射的材料不同,光电子的最大初动能不同,
光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同,饱和光电流可能相同,
故A项错误,C项正确;根据光电效应方程Ekm=hν-W0和eUc=Ekm可知,照射光频率相
同,材料的逸出功不同,则光电子的最大初动能不同,遏止电压也不同,故B项正
确;由Uc=
知图线的斜率等于
,故图线的斜率相同,故D项错误。考向2　光
电
效
应
(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
逸出光电子的最大动能/eV
第一组
123
4.04.04.0
弱中强
294360
0.90.90.9
第二组
456
6.06.06.0
弱中强
274055
2.92.92.9
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5.0
eV,逸出光电子的最大动能为1.9
eV
D.若入射光子的能量为5.0
eV,相对光强越强,光电流越大
(1)审题破题眼:
(2)情境化模型:
(3)命题陷阱点:
陷阱1:不能准确地从表格中提取有用信息。
表格中提供了以下信息:
①两组入射光能量不同;②入射光能量相同,相对光强越强,光电流越大;③逸出光电子的最大动能由入射光的能量决定。
陷阱2:不会进一步分析表格信息。
①光的能量由频率决定,能量不同则频率不同;②由爱因斯坦光电效应方程知逸出功W0=hν-Ek,计算可知两种情况下逸出功均为3.1
eV,说明是同种金属;③当入射光能量为5.0
eV时,可得Ek=1.9
eV。
光电效应的研究思路
1.两条线索
2.两条对应关系
1.(光电效应)利用如图所示的装置观察光电效应现象,将光束照射在金属板上,发现验电器指针没有张开。欲使指针张开,可
(　　)
A.增大该光束的光照强度
B.增加该光束的照射时间
C.改用频率更大的入射光束
D.改用逸出功更大的金属板材料
2.(光电效应图象问题)(多选)研究光电效应规律的实验装置如图所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K时,有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压,光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动。光电流i由图中电流计G测出,反向电压U由电压表V测出,当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向遏止电压Uc。在下列表示光电效应实验规律的图象中,正确的是
(　　)
3.(探究光电效应的规律)(多选)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,并记录相关数据,如图所示。对于这两组实验,下列判断正确的是(　　)
A.饱和光电流一定不同,光电子的最大初动能不同
B.因为材料不同,逸出功不同,所以遏止电压Uc不同
C.因为光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同
D.分别用不同频率的光照射之后绘制Uc-ν图象(ν为照射光频率,图乙为其中一小组绘制的图象),图线的斜率可能不同
考向2
///研透真题·破题有方///
B　由光电效应可知电子最大初动能Ekm和入射光频率ν以及逸出功W0的关系满足Ekm=hν-W0①,题中数据表添加一项逸出功后,如表所示,根据表格可知,不同频率光入射逸出功相同,由此可以判断是同一种金属材料,选项B错误,符合题中错误选项要求;入射光子能量不同,所以频率不同,选项A正确;根据①式可知若入射光子能量为5.0
eV,则逸出电子最大动能为1.9
eV;只要能够发生光电效应,相对光强越强,光电流越大,选项C、D正确。
组
次
入射光子的能量/eV
相对光强
光电流大小/mA
逸出光电子的最大动能/eV
逸出功W/eV
第一组
123
4.04.04.0
弱中强
294360
0.90.90.9
3.1
eV3.1
eV3.1
eV
第二组
456
6.06.06.0
弱中强
274055
2.92.92.9
3.1
eV3.1
eV3.1
eV
///多维猜押·制霸考场///
1.C　验电器指针没有张开,说明没有发生光电效应,要发生光电效应必须改用频率更大的入射光束,或者改用逸出功更小的金属板材料;只增大光照强度和光照射的时间都不能发生光电效应,故选C。
2.A、C、D　反向电压U和频率一定时,发生光电效应产生的光电子数与光强成正比,则单位时间到达阳极A的光电子数与光强也成正比,故光电流i与光强I成正比,A正确;由动能定理知-qUc=0-Ekm,又因Ekm=hν-W0,所以Uc=-,可知遏止电压Uc与频率ν是线性关系,不是正比关系,故B错误;光强I与频率ν一定时,光电流i随反向电压的增大而减小,又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知,C正确;由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的,时间小于10-9
s,10-9
s后,光强I和频率ν一定时,光电流恒定,故D正确。
3.B、C　虽然光的频率相同,但是被照射的材料不同,光电子的最大初动能不同,光强不确定,所以单位时间内逸出的光电子数可能相同,饱和光电流可能相同,故A项错误,C项正确;根据光电效应方程Ekm=hν-W0和eUc=Ekm可知,照射光频率相同,材料的逸出功不同,则光电子的最大初动能不同,遏止电压也不同,故B项正确;由Uc=-知图线的斜率等于,故图线的斜率相同,故D项错误。

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