高考題對(duì)光電效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)考查的分類(lèi)匯總

摘要：本文把近十年來(lái)全國(guó)及各地高考題中有關(guān)光電效應(yīng)的試題，根據(jù)考查的知識(shí)點(diǎn)，做了分類(lèi)匯總和簡(jiǎn)要分析，并且把課本上已出現(xiàn)而高考中未考查過(guò)的知識(shí)點(diǎn)和問(wèn)題提出來(lái)，進(jìn)行分析討論，供中學(xué)物理教師參考。

關(guān)鍵詞：高考題；光電效應(yīng)；圖像；規(guī)律

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)11(S)-0050-3

光電效應(yīng)是人們認(rèn)識(shí)光的粒子性的重要依據(jù)之一?？v觀十多年的高考，特別是上海高考，對(duì)光電效應(yīng)的考查，幾乎涵蓋了課本中提到的所有現(xiàn)象和規(guī)律，包括對(duì)課本中插圖的考查。下面就高考中對(duì)光電效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的考查進(jìn)行分類(lèi)匯總。

1 近十年高考已考查過(guò)的知識(shí)點(diǎn)

1.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的考查。

高考題1：（2001#8226;上海）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖2所示，則下面說(shuō)法正確的是（AD）

A.用紫外光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.用紅色光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C.鋅板帶的是負(fù)電荷

D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷



高考題2：（2008#8226;上海）如圖3所示，用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與潔凈鋅板連接，觸摸鋅板使驗(yàn)電器指示歸零。用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，接著用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒接觸鋅板，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針張角減小，

此現(xiàn)象說(shuō)明鋅板帶電（選填寫(xiě)“正”或“負(fù)”）；若改用紅外線重復(fù)上實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針根本不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明金屬鋅的極限頻率紅外線（選填“大于”或“小于”）。（答案：正，大于）

1.2 對(duì)特殊設(shè)計(jì)的電路考查。

課本上對(duì)研究光電效應(yīng)規(guī)律設(shè)計(jì)了一個(gè)電路，如圖4，用此電路來(lái)研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關(guān)系。

高考題3：（2006#8226;上海）利用光電管產(chǎn)生光電流的電路如圖5所示。電源的正極應(yīng)接在端（填“a”或“b”）；若電流表讀數(shù)為8μA，則每秒從光電管陰極發(fā)射的光電子至少是個(gè)（已知電子電量為1.6×10-19C)答案：a，5×1013

1.3 對(duì)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的考查。

（1）存在著飽和電流。在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓增大，光電流趨于一個(gè)飽和值。飽和電流和光強(qiáng)成正比。

（2）存在著遏止電壓和截止頻率。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于一定顏色（頻率）的光，無(wú)論光的強(qiáng)弱如何，遏止電壓都是一樣的。光的頻率ν改變時(shí)，遏止電壓Uc也會(huì)改變，當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值νc時(shí)，不再發(fā)生光電效應(yīng)，νc稱(chēng)為截止頻率或極限頻率。

（3）光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。當(dāng)頻率超過(guò)截止頻率時(shí)，無(wú)論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時(shí)，立即產(chǎn)生光電流，精確測(cè)量表明產(chǎn)生電流的時(shí)間不超過(guò)10-9s。

（4）愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。EK=hν-W0。

高考中，對(duì)以上實(shí)驗(yàn)規(guī)律進(jìn)行了重點(diǎn)考查。

高考題4：（2006#8226;全國(guó)）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0，則（AB）

A.當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子

B.當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hν0

C.當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大，則逸出功增大

D.當(dāng)照射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍

高考題5：（2005#8226;天津）某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為2.2leV，用波長(zhǎng)為2.5×10-7m的紫外線照射陰極，已知真空中光速為3.0×108m/s，元電荷為1.6×10-19C，普郎克常量為6.63×10-34J#8226;s，求得鉀的極限頻率和該光電管發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能應(yīng)分別是（B）

A.5.3×1014Hz，2.2J

B.5.3×1014Hz，4.4×10-19J

C.3.3×1033Hz，2.2J

D.3.3×1033Hz，4.4×10-19J

高考題6：（2004#8226;廣東）分別用波長(zhǎng)為λ和34λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能之比為1:2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為（B）

A.hcλB.2hc3λC.hcλD.4hλ5c

高考題7：（2003年全國(guó)）如圖6所示，當(dāng)電鍵K斷開(kāi)時(shí)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為（A）

A.1.9eV B.0.6eV C.2.5eV D.3.1eV

1.4 對(duì)規(guī)律衍生出來(lái)的物理圖像的考查。

用數(shù)學(xué)圖象來(lái)表示光電效應(yīng)的規(guī)律的考查，在2006年的江蘇高考題中表現(xiàn)得淋漓盡致。

高考題8：（2006#8226;江蘇）研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖7所示，以頻率為ν的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生，由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陰極A作減速運(yùn)動(dòng)，光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出，當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱(chēng)為反向截止電壓U0，在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，錯(cuò)誤的是（B）

1.5 對(duì)物理學(xué)史、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及科學(xué)研究方法的考查。

高考題9：（2005#8226;江蘇）為了強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對(duì)當(dāng)今社會(huì)的重要作用并紀(jì)念?lèi)?ài)因斯坦，2004年聯(lián)合國(guó)第58次大會(huì)把2005年定為國(guó)際物理年。愛(ài)因斯坦在100年前發(fā)表了5篇重要論文，內(nèi)容涉及狹義相對(duì)論、量子論和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。某人學(xué)了有關(guān)的知識(shí)后，有如下理解，其中正確的是（BD）

A.所謂布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B.光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性

C.在光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，入射光強(qiáng)度增大，光電子的最大初動(dòng)能隨之增大

D.質(zhì)能方程表明：物體具有的能量與它的質(zhì)量有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系

高考題10：（2003#8226;上海）愛(ài)因斯坦由光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，猜測(cè)光具有粒子性，從而提出光子說(shuō)，從科學(xué)研究的方法來(lái)說(shuō)，這屬于（C）（不定項(xiàng)選擇題）

A.等效替代B.控制變量

C.科學(xué)假說(shuō)D.數(shù)學(xué)歸納

高考題11：（2005#8226;上海）2005年被聯(lián)合國(guó)定為“世界物理年”，以表彰愛(ài)因斯坦對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)，愛(ài)因斯坦對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)有（AC）

A.創(chuàng)立“相對(duì)論” B.發(fā)現(xiàn)“X射線”

C.提出“光子說(shuō)” D.建立“原子核式模型”

2 近十年高考尚未考查的知識(shí)點(diǎn)。

2.1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，結(jié)合光電效應(yīng)方程描繪的EK-ν圖象。

圖8反應(yīng)的是對(duì)于某一金屬，其表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能EK和入射光頻率ν之間的關(guān)系。根據(jù)圖像可以得到以下物理量：

①圖線和橫軸交點(diǎn)等于截止頻率νc，入射光頻率小于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)。

②圖線和縱軸交點(diǎn)的絕對(duì)值等于該金屬的逸出功。

③圖線的斜率等于普朗克常數(shù)h



2.2 密立根實(shí)驗(yàn)對(duì)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的驗(yàn)證。

密立根實(shí)驗(yàn)的電路原理同圖3，實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)測(cè)量金屬遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系，由此算出普朗克常數(shù)h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程式是否正確。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，兩種方法得出的普朗克常數(shù)在0.5%的誤差范圍內(nèi)是一致的。該實(shí)驗(yàn)也可以精確測(cè)量金屬的逸出功。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出如圖9所示的Uc-ν圖線，不同的金屬對(duì)應(yīng)不同的圖線。圖線反應(yīng)出的物理規(guī)律是：

①圖線和橫軸交點(diǎn)等于該金屬的截止頻率νc，不同的金屬對(duì)應(yīng)不同的截止頻率。

②圖線和縱軸交點(diǎn)的絕對(duì)值等于該金屬的逸出功和電子電量的比值，即W0/e。

③所有圖線的斜率都相同，大小等于h/e。

④根據(jù)圖線可以精確測(cè)量金屬的逸出功W0和普朗克常數(shù)h。

2.3 光電流和所加電壓的關(guān)系圖線。

圖10所反應(yīng)出的物理規(guī)律是：

①對(duì)于同一種金屬，同一種頻率，光強(qiáng)不同的光，其遏止電壓是相等的。

②對(duì)于同一種金屬，頻率越高的光對(duì)應(yīng)較高的遏止電壓。

③在光強(qiáng)不變的情況下，剛開(kāi)始光電流隨電壓的增大而增大，當(dāng)正向電壓達(dá)到一定值后，光電流將不再增大，此時(shí)的電流為飽和光電流。

④對(duì)于確定的金屬和確定的光頻率，飽和電流的數(shù)值和入射光的強(qiáng)度成正比。

(欄目編輯陳 潔)