《高考物理二轮复习题型专练 》专题13 光电效应 原子结构和原子核（解析版）

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专题 13　光电效应 原子结构和原子核
【要点提炼】
一、光电效应及其规律
1.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。
2.最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。
3.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。
4.Ek－ν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。
(1)横轴截距表示极限频率；
(2)纵轴截距的绝对值表示逸出功；
(3)图线的斜率表示普朗克常量 h。
二、原子结构与玻尔理论
知识体系
三、原子核及其衰变
　知识体系
四、核反应　核能的计算
知识体系
1
【方法指导】
一、光电效应的研究思路
二、一个氢原子能级跃迁与一群氢原子能级跃迁的区别
1.一群处于较高能级 n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的谱线条数为 N＝C＝。
2.一个处于较高能级 n的氢原子向低能级跃迁时，释放出的光谱线条数最多为 n－1。
三、计算核能的几种方法
1.根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速 c的平方，
即ΔE＝Δmc2。
2.根据 1原子质量单位(u)相当于 931.5 兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原
子质量单位数乘以 931.5 MeV，即 ΔE＝Δm×931.5 MeV。
3.如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为
释放的核能。
命题点一：　光电效应问题
考向一　爱因斯坦光电效应方程
【典例 1】 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 1 4.0 弱29 0.9
2
2
3
4．0
4．0
中
强
43
60
0．9
0．9
第二组
4
5
6
6.0
6．0
6．0
弱
中
强
27
40
55
2.9
2．9
2．9
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 eV
D.若入射光子的能量为 5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
【解析】　光子的能量 E＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A正
确；由爱因斯坦的光电效应方程 hν＝W0＋Ek，可求出两组实验的逸出功 W0均为 3.1 eV，故
两组实验所用的金属板材质相同，B错误；由 hν＝W0＋Ek，W0＝3.1 eV；当 hν＝5.0 eV 时，
Ek＝1.9 eV，C正确；光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子
数越多，形成的光电流越大，D正确。
【答案】　B
考向二　光电效应的图象问题
【典例 2】 小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图
1甲所示。已知普朗克常量 h＝6.63×10－34 J·s。
图1
(1)图甲中电极 A为光电管的“阴极”还是“阳极”；
(2)实验中测得铷的遏止电压 Uc与入射光频率 ν之间的关系如图乙所示，求铷的截止频
率及逸出功；
(3)如果实验中入射光的频率 ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能是多少。
【解析】　(1)在光电效应中，电子向 A极运动，故电极 A为光电管的阳极。
(2) 由题图可知，铷的截止频率 νc为5.15×1014Hz ，逸出功 W0＝hνc＝6.63×10 －
34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J。
(3)当入射光的频率为 ν＝7.00×1014Hz 时，由 Ek＝hν－hνc得，光电子的最大初动能为
Ek＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014 J≈1.23×10－19 J。
3
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