专题16物理学史及近代物理--2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）（附答案解析）.docx

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专题16物理学史及近代物理--2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

专题16物理学史及近代物理

题型一光电效应

【典例分析1】（2023·陕西商洛·统考一模）

1．第十四届光电子产业博览会于2023年7月在北京国家会议中心举行，其中光电继电器是主要的展品之一，光电继电器可以用于自动控制，如自动计数、自动报警、自动跟踪等，其原理是光电效应。图为研究光电效应的电路，滑片P的初位置在O点的正上方，用频率为ν的光照射阴极K，将滑片P向a端移动，当电压表的示数为U时，微安表的示数恰好为0。已知普朗克常量为h，阴极K的截止频率为，光电子所带的电荷量为-e，则阴极K的逸出功为（）

??

A． B． C． D．

【典例分析2】.（2023上·安徽·高三统考阶段练习）

2．某氦氖激光器的发光功率为，能发射波长为的单色光，则（取普朗克常量，真空中光速）

A．一个光子的能量为

B．一个光子的能量为

C．每秒发射的光子数为个

D．每秒发射的光子数为个

【方法提炼】求解光电效应问题的五个关系与四种图象

（1）五个关系

①逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。

②入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数。

③爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0。

④光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即Ek＝eUc，其中Uc为遏止电压。

⑤光电效应方程中的W0为逸出功。它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。

（2）四种光电效应的图象

图象名称

图线形状

由图线直接(或间接)得到的物理量

最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线

(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc

(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值

W0＝|－E|＝E

(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h

颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系

(1)遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标

(2)饱和光电流Im：电流的最大值

(3)最大初动能：Ek＝eUc

颜色不同时，光电流与电压的关系

(1)遏止电压Uc1、Uc2

(2)饱和光电流

(3)最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线

(1)极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标值

(2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大

(3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke

【变式演练】

（2023上·浙江台州·高三校联考阶段练习）

3．如图所示为研究光电效应的电路图，滑动变阻器的滑片初始时置于最左端，闭合开关后在电路中形成光电流。现将滑片从最左端向右移动滑动的过程中，光电流i与电压u的关系图正确的是（）

A． B．

C． D．

（2023上·江苏泰州·高三校联考阶段练习）

4．某实验小组用如图甲所示的实验装置探究不同金属发生光电效应时的实验规律，当用频率为v的入射光照射金属时电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为，该电压称为遏止电压，该实验小组得到与v的关系如图乙中的①所示，则下列有关说法中正确的是（）

A．实验时电源的左端为正极

B．分别用从氢原子能级2到1和能级3到1辐射的光照射金属得到遏止电压和，则

C．换用不同的光照射逸出功更大的金属时，得到的关系可能如图乙中的②所示

D．当滑片P向左滑动的过程中电流表的示数先增加后不变

（2024下·北京顺义·高三牛栏山一中校考阶段练习）

5．如图甲所示的电路，可用于研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用a、b、c三束单色光照射，调节A、K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。由图可知（????）

A．研究遏止电压时，电源左端应为负极

B．单色光b光子的能量小于单色光a光子的能量

C．单色光b的频率小于单色光a的频率

D．单色光a和c的频率相同，但a光强度更强些

（2023·广东广州·高三广州市第十六中学校考期末）

6．光电效应实验，得到光电子最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为（）

A．， B．， C．， D．，

（2023上·广东深圳·高三统考期末）

7．在光电效应实验中，分别用频率为、的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为和、光电子的最大初动能分别为和。h为普朗克常量。下列说法正确的是（）

A．若，则一定有

B．若，则一定有

C．若，则一定有

D．若，则一定有