119年高考物理真題分專題匯編之101光電效應(yīng)

11-19年高考物理真題分專題匯編之101光電效應(yīng)【2019年物理北京卷】光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對(duì)光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動(dòng)能/eV第14.0弱290.9 424.0中430.9組34.0強(qiáng)600.9第46.0弱272.956.0中402.9組66.0強(qiáng)552.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B.兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eVD.若入射光子的能量為5.0eV，相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大【答案】B【解析】【詳解】由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek=加-W0比較兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)的逸出功和光電流與光強(qiáng)的關(guān)系解題由題表格中數(shù)據(jù)可知，兩組實(shí)驗(yàn)所用的入射光的能量不同，由公式E=hv可知，兩組實(shí)驗(yàn)中所用的入射光的頻率不同，故A正確；由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek=6-叱可得：第一組實(shí)驗(yàn)：0.9=4.0-,，第二組實(shí)驗(yàn)：2.9=6.0-W02，解得：「］=叱2=3.1eV，即兩種材料的逸出功相同也即材料相同，故B錯(cuò)誤;由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek=爾—叱可得：Ek=(5.0-3.1)eV=1.9eV，故c正確；由題表格中數(shù)據(jù)可知，入射光能量相同時(shí)，相對(duì)光越強(qiáng)，光電流越大，故D正確?！?019年物理江蘇卷】在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波長為=6.4x107m，每個(gè)激光脈沖的能量E=1.5x10J求每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目.（已知普朗克常量任6.63x10-34",光速c=3x108m/s.計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）【答案】光子能量￡=牛，光子數(shù)目n=-，代入數(shù)據(jù)得n=5x1016人 ￡【解析】? ,c【詳解】每個(gè)光子的能量為E0=hv=h-，每個(gè)激光脈沖的能量為E，所以每個(gè)脈沖中的光子個(gè)“E數(shù)為：N ，聯(lián)立且代入數(shù)據(jù)解得：N=5x1016個(gè)。E02013年上海卷2.當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時(shí)，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時(shí)A.鋅板帶負(fù)電 B.有正離子從鋅板逸出C.有電子從鋅板逸出 D.鋅板會(huì)吸附空氣中的正離子答案：C解析：當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時(shí)，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，有電子從鋅板逸出，鋅板帶正電，選項(xiàng)C正確ABD錯(cuò)誤。2014年物理上海卷6.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，與光的波動(dòng)理論不矛盾的是（）A.光電效應(yīng)是瞬時(shí)發(fā)生的B.所有金屬都存在極限頗率C.光電流隨著入射光增強(qiáng)而變大D.入射光頻率越大，光電子最大初動(dòng)能越大【答案】C【解析】光具有波粒二象性，即既具有波動(dòng)性又具有粒子性，光電效應(yīng)證實(shí)了光的粒子性。因?yàn)楣庾拥哪芰渴且环菀环莸?，不能積累，所以光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，這與光的波動(dòng)性矛盾，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同理，因?yàn)楣庾拥哪芰坎荒芊e累，所以只有當(dāng)光子的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；光強(qiáng)增大時(shí)，光子數(shù)量和能量都增大，所以光電流會(huì)增大，這與波動(dòng)性無關(guān)，C項(xiàng)正確；一個(gè)光電子只能吸收一個(gè)光子，所以入射光的頻率增大，光電子吸收的能量變大，所以最大初動(dòng)能變大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2014年理綜廣東卷18.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是

A.增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C.改變頻率小于v的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改變頻率大于v的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大【答案】AD【解析】用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應(yīng)，該用頻率較小的光照射時(shí)，有可能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；據(jù)hv—W=1mv2可知增加照射光頻率，光電子最大初動(dòng)能也增大，逸2故選項(xiàng)D正確；增大入射光強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積的光電子數(shù)增加，則光電流將增大，故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否產(chǎn)生于照射光頻率有關(guān)而與照射光強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B故選項(xiàng)A正確；光電效應(yīng)是否產(chǎn)生于照射光頻率有關(guān)而與照射光強(qiáng)度無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。4.2017年新課標(biāo)印卷19.在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，分別用頻率為t,vb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為U和U、光電子的最大初動(dòng)能分別為E和E。h為普朗克常abkakb量。學(xué)￥科網(wǎng)下列說法正確的是A.若二>v廣則一定有A.若二>v廣則一定有Ua<UbB.若va>Vb，則一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub，則一定有Eka<EkbD.答：D.答：BC若va>vb，則一定有hva—Ea>hvb—Eb解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程E「加一W,由動(dòng)能定理可得Ekm二eUUa>Ub,Eka>Ekb。故A錯(cuò)誤，B正確；若Ua<Ub，則一定有Eka<Ekb，故c正確；由光電效應(yīng)方程可得：金屬的逸出功W=hva—Ea=hvb—Ek「D錯(cuò)誤。5.2017年北京卷18.2017年年初，我國研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長在100nm(1nm=10-9m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上個(gè)最強(qiáng)的極紫外激光脈沖，大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6x10-34J?s，真空光速c=3x108m/s)A.10-21J B.10-18J C.10-15J D.10-12J答：B一,c解析：一個(gè)處于極紫外波段的光子的能量為：E=h兄=2、10-18」,由題意可知,光子的能量應(yīng)比電離一個(gè)分子的能量稍大，因此數(shù)量級(jí)必須相同，故選項(xiàng)B正確。6.2017年海南卷7.三束單色光1、2和3的波長分別為丸1、丸2和丸3（丸1＞丸2＞丸3）。分別用這三束光照射同一種金屬。已知用光束2照射時(shí)，恰能產(chǎn)生光電子。下列說法正確的是（AC）A.用光束1照射時(shí)，不能產(chǎn)生光電子B.用光束3照射時(shí)，不能產(chǎn)生光電子C用光束2照射時(shí)，光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目越多D.用光束2照射時(shí)，光越強(qiáng)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大解析：已知用光束2照射時(shí)，恰能產(chǎn)生光電子，則用頻率更?。úㄩL更長）的光照射時(shí)，不能產(chǎn)生光電子，A正確；則用頻率更大（波長更短）的光照射時(shí)，也能產(chǎn)生光電子，則用光束3照射時(shí)，能產(chǎn)生光電子，B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的數(shù)目跟照射光的強(qiáng)度成正比，C正確；由光電效應(yīng)規(guī)律知，光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成線性關(guān)系，與照射光的強(qiáng)度無關(guān)，D錯(cuò)誤。2013年上海卷17.某半導(dǎo)體激光器發(fā)射波長為1.5x10-6m,功率為5.0X10-3W的連續(xù)激光。已知可見光波長的數(shù)量級(jí)為10-7m,普朗克常量后6.63x10-34Js該激光器發(fā)出的A.是紫外線 B.是紅外線C.光子能量約為1.3X10-18J D.光子數(shù)約為每秒3.8x1016個(gè)答案：BD解析：由于激光波長大于可見光波長，所以該激光器發(fā)出的是紅外線，選項(xiàng)B正確A錯(cuò)誤。由E=hc/A可得光子能量約為E=6.63x10-34x3x108X1.5x10-6）J=1.3x10-19J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。光子數(shù)約為每秒為n=P/E=3.8x1016個(gè)，選項(xiàng)D正確。2012年上海卷.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照時(shí)某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的 （ ）（A）頻率（B）強(qiáng)度（C）照射時(shí)間（D）光子數(shù)目答案：A … 1八一，一一 解析：根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：hv—W=-mv2，光電子的最大初動(dòng)能只與入射光的頻率有關(guān)，與其它無關(guān)。而光照強(qiáng)度，照射時(shí)間及光子數(shù)目與逸出的光電子數(shù)量有關(guān)。2011年理綜廣東卷18.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，下列表述正確的是 （ ）A.光照時(shí)間越長光電流越大B.入射光足夠強(qiáng)就可以有光電流C.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)

D.入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子答：CD【解析】光電流的大小與入射光的強(qiáng)度相關(guān)，A錯(cuò)誤。產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是：入射光的頻率大于或等于被照射材料的極限頻率。入射光的頻率達(dá)不到極限頻率，增加照射光的強(qiáng)度是不能產(chǎn)生光電流的，所以B錯(cuò)誤，C、D正確。10.2011年上海卷3.用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是（）A.改用頻率更小的紫外線照射 B.改用X射線照射C.改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射 D.延長原紫外線的照射時(shí)間答案：B解析：本題考查光電效應(yīng)現(xiàn)象，要求學(xué)生知道光電效應(yīng)發(fā)生的條件。根據(jù)愛因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的研究結(jié)論可知光子的頻率必須大于金屬的極限頻率，A錯(cuò)；與光照射時(shí)間無關(guān)，D錯(cuò)；與光強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò)；X射線的頻率比紫外線頻率較高，故B對(duì)。2013年北京卷20.以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖。用頻率為v的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng)。換用同樣頻率為v的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正為電子電量）()A.U=hV-W2hv W為電子電量）()A.U=hV-W2hv WB.U= eeeeC.U=2hV-WD.u=m-W2ee解析：設(shè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收n個(gè)光子，由光電效應(yīng)方程可得：Ek=nhv-W，由動(dòng)能定理，E[=eU，聯(lián)立解得U=業(yè)二匕。n只能為大于1的整數(shù)，所以選項(xiàng)B正確，ACD錯(cuò)誤。k e2012年上海卷4.根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知(A)“光子說”(A)“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說”(B)光的波長越大，光子的能量越小(C)一束單色光的能量可以連續(xù)變化(D)只有光子數(shù)很多時(shí)，光才具有粒子性答案:解析：愛因斯坦的“光子說”認(rèn)為光是一份一份的，不連續(xù)的，它并不否定光的波動(dòng)性，而牛頓的“微粒說”與波動(dòng)說是對(duì)立的，因此A不對(duì) _ c 在愛因斯坦的“光子說”中，光子的能量E=hv=h丁，可知波長越長，光子的能量越小，因此B卜正確。某一單色光，波長恒定，光子的能量也是恒定的，因此C不對(duì)大量光子表現(xiàn)為波動(dòng)性，而少數(shù)光子才表現(xiàn)為粒子性，因此D不對(duì)。13.2015年上海卷11.某光源發(fā)出的光由不同波長的光組成，不同波長的光的強(qiáng)度如圖所示。表中給出了一些材料的極限波長，用該光源發(fā)出的光照射表中材料(D)(A)僅鈉能產(chǎn)生光電子(B)僅鈉、銅能產(chǎn)生光電子(C)僅銅、鉑能產(chǎn)生光電子(D)都能產(chǎn)生光電子解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，只有照射光的波長小于某金屬的極限波長，才有光電子逸出，從光的強(qiáng)度圖線可知，該光源發(fā)出的光的波長含有小于100nm的光，小于鈉、銅、伯三鐘材料的極限波長，都能產(chǎn)生光電子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。14.2018年全國卷II、17.用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28x10-19J。已知普