2021高考人教版物理一轮复习讲义：第12章 第1讲 光电效应 波粒二象性 (含解析)

高考地位高考对本章的考查主要以选择题形式出现，经常结合经典物理理论和最新科技成果考查，难度不会太大，分值在6分左右。

考纲下载波粒

二象

性

1.光电效应(Ⅰ)

2．爱因斯坦光电效应方

程(Ⅰ)

考

纲

解

读

1.理解光电效应现象，掌握

光电效应方程的应用。高考

中常以选择题形式呈现。

2．理解玻尔理论对氢原子光

谱的解释，掌握氢原子的能

级公式并能灵活应用，用氢

原子能级图求解原子的能级

跃迁问题是高考的热点。

3．原子核式结构的发现、原

子核的组成、放射性、半衰

期等仍会是高考命题的重

点。

4．了解放射性同位素的应

用，了解核力的特点。

5．书写核反应方程，区分核

反应的种类并根据质能方程

求解核能问题在高考中命题

率较高。

6．裂变反应、聚变反应的应

用，射线的危害和应用等知

识与现代科技联系密切。

原子

结构

1.氢原子光谱(Ⅰ)

2．氢原子的能级结构、

能级公式(Ⅰ)

原子

核

1.原子核的组成、放射性、

原子核的衰变、半衰期

(Ⅰ)

2．放射性同位素(Ⅰ)

3．核力、核反应方程(Ⅰ)

4．结合能、质量亏损(Ⅰ)

5．裂变反应和聚变反应、

裂变反应堆(Ⅰ)

6．射线的危害和防护(Ⅰ)

第1讲 光电效应 波粒二象性

主干梳理 对点激活 知识点

光电效应及其规律 Ⅰ

1．定义 照射到金属表面的光，能使金属中的01电子从表面逸出的现象。 2．光电子

02光电效应中发射出来的电子。

3．光电效应规律

(1)存在饱和光电流：光照条件不变，当正向电压增大时，光电流趋于一个饱和值，即一定的光照条件下单位时间发出的光电子数目是一定的。实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和光电流03越大，单位时间内发射的光电子数04越多。

(2)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压U c 称为遏止电压。遏止电压

的存在意味着光电子的初动能有最大值E km ＝12m e v 2c ＝eU c ，称为光电子的最大初动

能。实验表明，遏止电压(或光电子的最大初动能)与入射光的05强度无关，只随入射光频率的增大而06增大。

(3)存在截止频率：每种金属都有一个极限频率或截止频率νc ，入射光的频率必须07大于等于这个极限频率才能产生光电效应，低于这个频率的光不能产生光电效应。

(4)光电效应具有瞬时性：当入射光的频率超过截止频率νc 时，无论入射光怎样微弱，光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s 。

知识点 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ 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ε01hν。其中h ＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。

2．逸出功W 0

使电子脱离某种金属所做功的02最小值。

3．最大初动能

发生光电效应时，金属表面上的03电子吸收光子后，除了要克服金属的逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚而做功，这时光电子的初动能就比较小；当逸出过程只克服金属的逸出功而逸出时，光电子的初动能称为最大初动能。

4．爱因斯坦光电效应方程

(1)表达式：E k＝04hν－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05逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k

＝061

2m e v

2。

5．对光电效应规律的解释

对应规律对规律的产生的解释

存在截止频率νc 电子从金属表面逸出，必须克服金属的逸出功W0，则入射光子的能量不能小于W0，对应的频率必须不小于νc＝07 W0

h，即截止频率

光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而08增大

效应具有瞬时性光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要09积累能量的时间

光较强时饱和电流

大对于频率相同的光，光较强时，单位时间内照射到单位面积上的光子数较多，照射金属时产生的10光电子较多，因而饱和电流较大

知识点波粒二象性Ⅰ

1．光的波粒二象二对点激活

1．(2017·上海高考)光子的能量与其()

A．频率成正比B．波长成正比

C．速度成正比D．速度平方成正比

答案 A

解析根据ε＝hν可知，光子的能量与其频率成正比，A正确。

2.(人教版选修3－5·P30·演示实验改编)(多选)如图所示，

用导线把不带电的验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板

时，发生的现象是()

A．有光子从锌板逸出

B．有电子从锌板逸出

C．验电器指针张开一个角度

D．锌板带负电

答案BC

解析用紫外线照射锌板时，锌板里的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子带正电，且失去的电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误。

3．(人教版选修3－5·P36·T2改编)(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()

A．增大入射光的强度，光电流增大

B．减小入射光的强度，光电效应现象消失

C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应

D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大

答案AD

解析增大入射光的强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，则光电流增大，故A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率小于ν的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，C错误；根据hν－W0＝E k可知，改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大，故D正确。