人教解密13 原子与原子核（解析版）-【高频考点解密】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.docx

解密13 原子与原子核
核心考点
考纲要求
氢原子光谱
氢原子的能级结构、能级公式
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期
放射性同位素
核力、核反应方程
结合能、质量亏损
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆
射线的危害和防护
光电效应
爱因斯坦光电效应方程
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考点1 光电效应
一、光电效应
1．光电效应现象
照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。逸出的电子叫做光电子。
2．光电效应的规律
（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（νc）。
（2）入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。
（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（Uc）。表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。
3．爱因斯坦光电效应方程
（1）光子说：光由一个个不可分割的能量子组成，频率为ν的光的能量子为hν，即光子，其中h普朗克常量。
（2）爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν–W0
其中Ek为光电子的最大初动能，Ek=eUc=mev2，hν为入射光子的能量，W0为金属的逸出功
4．爱因斯坦光电效应方程对光电效应的解释
（1）光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν有关，而与光的强弱无关。只有当hν>W0时，才有光电子逸出，截止频率
νc=
（2）电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电流几乎在瞬间产生。
（3）对于频率ν相同的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和光电流较大。
二、光电效应的图象分析
1．光电流与电压的关系图象（I–U图象）

（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流Im；图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压Uc；光电子的最大初动能Ek=eUc
（2）频率相同的入射光，遏止电压相同；饱和光电流与光照强度成正比。
（3）不同频率的入射光，遏止电压不同；入射光频率越大，遏止电压越大。
2．最大初动能与入射光频率的关系图象（Ek–ν图象）
（1）函数方程为Ek=hν–W0=hν–hνc
（2）图线斜率等于普朗克常量h；横轴截距等于截止频率vc；纵轴截距的绝对值E等于逸出功W0=hνc
3．遏止电压与入射光频率的关系图象（Uc–ν图象）
（1）函数方程为Uc=ν–=ν–
（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h；横轴截距等于截止频率νc；纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。
（2020·通榆县第一中学校高三月考）如图所示是某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线，a、b均为已知量。由图线可知（　　）
A．该金属的逸出功
B．斜率表示普朗克常量的倒数
C．图中a与b的值与入射光的强度、频率均有关
D．若入射光频率为，则光电子的最大初动能为
【答案】A
【分析】
由爱因斯坦光电效应方程去分析图像中所包含对解题有用的物理信息。
【详解】
A．根据爱因斯坦光电效应方程知
由图可得，当时
所以
选项A正确；
B．根据爱因斯坦光电效应方程
任何一种金属的逸出功一定，说明随频率的变化而变化，且成线性关系（与类似），直线的斜率表示普朗克常量，选项
B错误；
C．根据A的分析可以知道，a等于金属的逸出功，所以图中a与b的值与入射光的强度、频率均无关，选项C错误；
D．根据爱因斯坦光电效应方程
若入射光频率为，则光电子的最大初动能为，选项D错误。
故选A。
1．（2020·金昌市第一中学高三月考）如图所示为用光电管研究光电效应实验的电路图，现用频率为的光照射阴极，电流表中有电流通过，电路中的滑动变阻器的滑动触头为。下列说法正确的是（　　）
A．当移动到端时，电流表中一定无电流通过
B．向端滑动的过程，电流表示数可能不变
C．改用频率小于的光照射，电流表中一定有电流通过
D．改用频率大于的光照射，电流表中可能无电流通过
【答案】B
【详解】
A．当P移动到a端时，由光电效应，仍然有光电流产生，电流表中仍有电流通过，A错误；
B．滑动触头向b端滑动的过程，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当射出的所有光电子都能到达阳极A时，光电流达到最大，即饱和电流，若在滑动P前，光电流已经达到饱和，则P向b