光電效應(yīng)波粒二象性

光電效應(yīng)、波粒二象性光電效應(yīng)、波粒二象性考情透析考情透析命題點(diǎn)考頻分析命題特點(diǎn)核心素養(yǎng)光電效應(yīng)規(guī)律的理解及其應(yīng)用2024年：黑龍江T8湖南T1海南T8浙江1月T1114河南T42023年：江蘇T14浙江1月T15浙江6月T15海南T10遼寧T62022年：河北T4湖南T1本專題主要考查光電效應(yīng)基本規(guī)律的理解和應(yīng)用、光電效應(yīng)的圖像和波粒二象性等問(wèn)題。光電效應(yīng)規(guī)律經(jīng)常與能級(jí)躍遷等知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行綜合考查，一般試題難度較易或中等，多為選擇題、填空題，考查學(xué)生的理解和綜合應(yīng)用能力。物理觀念：根據(jù)能量守恒的觀點(diǎn)，運(yùn)用功能關(guān)系和圖像法等物理方法，理解光電效應(yīng)的概念和規(guī)律，并能分析和拓展相關(guān)的生活實(shí)例。科學(xué)思維：運(yùn)用光電效應(yīng)基本規(guī)律解釋生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象，并能解決某些實(shí)際問(wèn)題。光電效應(yīng)圖像的理解和應(yīng)用熱點(diǎn)熱點(diǎn)突破命題點(diǎn)命題點(diǎn)1光電效應(yīng)規(guī)律的理解及其應(yīng)用▼考題示例1（2024·海南省·歷年真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1，用頻率為ν1的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說(shuō)法正確的是（）A．其他條件不變，增大光強(qiáng)，電壓表示數(shù)增大B．改用比ν1更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時(shí)電壓表示數(shù)仍為UC．其他條件不變，使開(kāi)關(guān)接S2，電流表示數(shù)仍為零D．光電管陰極材料的截止頻率νc＝ν1－答案：D解析：A．當(dāng)開(kāi)關(guān)S接1時(shí)，由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程eU1＝hν1－W0故其他條件不變時(shí)，增大光強(qiáng)，電壓表的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；B．若改用比ν1更大頻率的光照射時(shí)，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大，即此時(shí)電壓表示數(shù)大于U，故B錯(cuò)誤；C．其他條件不變時(shí)，使開(kāi)關(guān)S接2，此時(shí)hν1＞W(wǎng)0可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示數(shù)不為零，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程eU1＝hν1－W0，其中W0＝hνc聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為νc＝ν1－，故D正確。故選D。跟蹤訓(xùn)練1（2023·浙江省6月·歷年真題）（多選）有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L(zhǎng)的觀測(cè)屏上形成干涉條紋，測(cè)得條紋間距為Δx。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則（）A．電子的動(dòng)量 B．電子的動(dòng)能C．光子的能量 D．光子的動(dòng)量答案：AD解析：A．電子的動(dòng)量，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式解得，代入可得電子的動(dòng)量，故A正確；B．根據(jù)動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系，可得電子的動(dòng)能為，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程可知光子的能量，故C錯(cuò)誤；D．光子的動(dòng)量，光子的能量，聯(lián)立可得，則光子的動(dòng)量，故D正確。故選：AD?？偨Y(jié)升華1．四點(diǎn)提醒：（1）能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。（2）光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光。（3）逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。（4）光電子不是光子，而是電子。2．兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系：（1）光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流飽和值大。（2）光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。3．四個(gè)關(guān)系式：（1）愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0（2）最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc（3）逸出功與極限頻率的關(guān)系W0＝hνc（4）光子的動(dòng)量：p＝＝命題點(diǎn)命題點(diǎn)2光電效應(yīng)圖像的理解和應(yīng)用▼考題示例2（2022·河北省·歷年真題）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓Ｕc與入射光頻率ν的實(shí)驗(yàn)曲線，該實(shí)驗(yàn)直接證明了愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了普朗克常量h。由圖像可知（）A．鈉的逸出功為hνc B．鈉的截止頻率為8.5×1014HzC．圖中直線的斜率為普朗克常量h D．遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比答案：A解析：A．根據(jù)遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系有：eUc＝Ek根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程有：Ek＝hν－W0當(dāng)結(jié)合圖像可知，當(dāng)Uc為0時(shí)，解得：W0＝hνc，A正確；B．鈉的截止頻率為νc，根據(jù)圖像可知，截止頻率小于8.5×1014Hz，B錯(cuò)誤；C．結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得：Uc＝，可知，圖中直線的斜率表示，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓Uc與入射光頻率ν成線性關(guān)系，不是成正比，D錯(cuò)誤。故選A。跟蹤訓(xùn)練2（2024·山東省青島市·模擬題）太陽(yáng)能電池板是利用光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備，圖甲是研究制作電池板的材料發(fā)生光電效應(yīng)的電路圖。用不同頻率的光照射K極板發(fā)生光電效應(yīng)，得到圖乙中遏止電壓Uc與入射光的頻率ν間的關(guān)系圖像。下列說(shuō)法正確的是（）A．增大入射光頻率，K極板的逸出功增大B．增大入射光頻率，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能增大C．增大入射光強(qiáng)度，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能增大D．遏止電壓Uc與入射光頻率ν關(guān)系圖像的斜率表示普朗克常量答案：B解析：A、逸出功由金屬?zèng)Q定，與入射光無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B、增大入射光頻率，根據(jù)Ekm＝hν－W0可知產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能增大，故B正確；C、光電子的最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，與入射光的頻率有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、eUc＝Ekm＝hν－W0，得Uc＝，所以遏止電壓Uc與入射光頻率ν關(guān)系圖像的斜率表示，故D錯(cuò)誤。故選B?？偨Y(jié)升華圖像名稱圖線形狀由圖線直接（間接）得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系Ek＝hν－W0①斜率表示普朗克常量h②縱截距的絕對(duì)值表示逸出功|－E|＝W0③橫截距表示極限頻率νc遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系eUc＝hν－W0?Uc＝①斜率k＝，則h＝ke（普朗克常量等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積）②縱截距的絕對(duì)值為，則逸出功W0＝eUm③橫截距表示極限頻率ν