1、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。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1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.9第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.9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 eVD.若入射光子的能量为5.0 eV,相对光强越强,光电流
2、越大B 由光电效应可知电子最大初动能Ekm和入射光频率以及逸出功W0的关系满足Ekm=h-W0,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1234.04.04.0弱中强2943600.90.90.93.1 eV3.1 eV3
3、.1 eV第二组4566.06.06.0弱中强2740552.92.92.93.1 eV3.1 eV3.1 eV【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:两组入射光能量不同;入射光能量相同,相对光强越强,光电流越大;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。光的能量由频率决定,能量不同则频率不同;由爱因斯坦光电效应方程知逸出功W0=h-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;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】
4、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
5、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=h-W0,所以Uc=,可知遏止电压Uc与频率是线性关系,不是正比关系,故B错误;光强I与频率一定时,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
6、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-图象(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=h-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。