文档内容
第十三章 近代物理
近5年考情分析
考题统计
考点 等级
2022 2021 2020 2019 2018
要求 要求
光电 2021·海南卷·T3
Ⅰ
效应 2021·江苏卷·T8
2020·海南
2022·重庆卷·T6
卷·T1 2019·全
2022·北京卷·T1 2021·重庆卷·T2
2020·全国** 国** 错误 2018·北京
2022·海南卷·T11 2021·浙江1月卷·T14
错误的表达式 的表达式 卷·T13
2022·海南卷·T2 2021·浙江1月卷·T10
**卷·T19 **卷·T15 2018·海南
2022·上海卷·T14 2021·浙江1月卷·T2
2020·全国** 2019·全 卷·T4
2022·上海卷·T5 2021·北京卷·T14
错误的表达式 国** 错误 2018·江苏
2022·上海卷·T1 2021·北京卷·T1
**卷·T18 的表达式 卷·T8
2022·辽宁卷·T2 2021·全国甲卷·T17
原子 2020·全国** **卷·T14 2018·全国
2022·湖南卷·T1 2021·全国乙卷·T17
结构 错误的表达式 2019·天 ** 错误的表
Ⅱ 2022·广东卷·T5 2021·广东卷·T1
原子 **卷·T19 津卷·T19 达式 **卷
2022·山东卷·T1 2021·海南卷·T5
核 2020·天津 2019·江 ·T14
2022·全国甲卷·T17 2021·河北卷·T1
卷·T1 苏卷·T12 2018·天津
2022·浙江6月卷 2021·湖北卷·T1
2020·山东 2019·浙 卷·T14
·T14 2021·湖南卷·T1
卷·T2 江11月 2018·浙江4
2022·浙江6月卷·T7 2021·江苏卷·T1
2020·北京 卷·T15 月卷·T14
2022·浙江1月卷 2021·浙江省6月卷
卷·T2 2019·浙 2018·浙江4
·T14 ·T14
2020·江苏 江4月 月卷·T15
2021·山东卷·T1
卷·T13 卷·T15
物理观念：1.了解光电效应、波粒二象性、原子的核式结构、放射性和核衰变、核反应；2.掌握光电
效应方程、核衰变、核反应等规律；3.更好地形成物质观念、运动与相互作用观念及能量观念．
核心 科学思维：1.运用光电效应方程、核衰变、核反应等规律求解问题；2.领会模型建构、科学推理、科
素养 学论证、质疑创新等在人类探索微观世界过程中的作用；3.运用电荷守恒和能量守恒思想分析求解原
子物理问题．
科学态度与责任：关注核技术对人类生活及社会发展的影响．
从内容来看，对于光电效应、氢原子的能级结构、核反应方程的书写、核能的计算问题的命题比较频
命题 繁。从整体命题趋势上看。
规律
常考类型有：①光电效应现象与光电效应方程的应用；②原子核式结构；③氢原子光谱规律、能级跃
迁；④核衰变与核反应方程；⑤核能与爱因斯坦质能方程。
光电效应现象、爱因斯坦光电效应方程及其意义、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光
备考 谱、原子的能级结构、原子核的组成、核反应方程、放射性和原子核衰变、半衰期及其统计意义、放
策略 射性同位素的应用、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等．【网络构建】
专题 13.1 光电效应
【网络构建】
考点一 光电效应现象和光电效应方程的应用
1．对光电效应的四点提醒
(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．
(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．
(4)光电子不是光子，而是电子．
2．两条对应关系
(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．3．定量分析时应抓住三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：E＝hν－W.
k 0
(2)最大初动能与遏止电压的关系：E＝eU.
k c
(3)逸出功与极限频率的关系：W＝hν.
0 c
4．区分光电效应中的四组概念
(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发
射出来的电子，其本质是电子．
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化
为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能．
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，
光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无
关．
(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．
考点 二 光电效应的图象问题
图象名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν
c
最大初动能E 与
k
②逸出功：图线与E 轴交点的纵坐标的值
k
入射光频率 ν的
W＝|－E|＝E
0
关系图线
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
颜色相同、强度
②饱和光电流I ：电流的最大值
m
不同的光，光电
③最大初动能：E ＝eU
km c
流与电压的关系
颜色不同时，光 ①遏止电压U 、U
c1 c2
电流与电压的关 ②饱和光电流
系 ③最大初动能E ＝eU ，E ＝eU
k1 c1 k2 c2
①截止频率ν：图线与横轴的交点
c
遏止电压U 与入
c
②遏止电压U：随入射光频率的增大而增大
c
射光频率 ν的关
③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘
系图线
积，即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压)（一）对E－ν图象的理解
k
由E－ν图象可以得到的信息
k
(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν.
c
(2)逸出功：图线与E 轴交点的纵坐标的绝对值E＝W.
k 0
(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.
（二）对I－U图象的理解
由I－U图象可以得到的信息
(1)遏止电压U：图线与横轴的交点的绝对值．
c
(2)饱和光电流I ：电流的最大值．
m
(3)最大初动能：E ＝eU.
km c
（三）对Uc－ν图象的理解
由U－ν图象可以得到的信息
c
(1)截止频率ν：图线与横轴的交点．
c
(2)遏止电压U：随入射光频率的增大而增大．
c
(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.(注：此时两极之间接反向电压)
考点 三 对光的波粒二象性的理解对波粒二象性的理解
项目 内容 说明
(1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份
光的 粒子的含义是“不连续的”“一份一份
一份”进行的，表现出粒子性
粒子性 的”，光子不同于宏观观念的粒子
(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性
(1)足够能量的光在传播时，表现出波动的性质 光的波动性是光子本身的一种属性，不
光的
(2)光是一种概率波，即光子在空间各点出现的 是光子之间相互作用产生的，光的波动
波动性
可能性大小(概率)可用波动规律来描述 性不同于宏观概念的波
波和粒子 宏观世界：波和粒子是相互对立的概念
的对立与 微观世界：波和粒子是统一的．光子说并未否定波动性，光子能量 E＝hν＝，其中，ν和λ
统一 就是描述波的两个物理量
高频考点一 光电效应现象和光电效应方程的应用
例1、用如图所示的光电管研究光电效应，当滑动变阻器的滑片位于某一位置，开关S闭合时，用单色光a
照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，用单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生
偏转，则( )
A．a光的强度一定大于b光的强度
B．a光的频率一定大于阴极K的极限频率
C．b光的频率一定小于阴极K的极限频率
D．开关S断开后，用单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针一定不会发生偏转
【答案】 B
【解析】 用某种光照射金属能否发生光电效应与光的强度无关，所以无法判断a、b光的强度，故A错
误；用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，知a光频率大于金属的极限频
率，故B正确；由于在光电管两端加了反向电压，用b光照射时，电流计G指针不发生偏转，所以无法判
断是否发生光电效应，即无法判断b光的频率与阴极K的极限频率大小关系，故C错误；由于在光电管两
端加了反向电压，电流计G的指针发生偏转即电子能从阴极运动到阳极，所以断开开关即不加反向电压时，
电子一定能从阴极运动到阳极，即电流计G的指针一定发生偏转，故D错误．
【变式训练】用一束绿光和一束蓝光照射某种金属的表面，均发生了光电效应．下列说法正确的是( )
A．用蓝光照射金属时，逸出的光电子最大初动能更大
B．用蓝光照射金属时，单位时间内逸出的光电子数更多C．增加光照强度，逸出的光电子最大初动能增大
D．如果换用红光照射，一定能使该金属发生光电效应
【答案】 A
【解析】 因为蓝光频率更高，根据光电效应方程：E ＝hν－W ，所以用蓝光照射时，光电子最大初动能
k 0
更大，A正确；单位时间逸出的光电子数与光强有关，由于不知道光的强度，所以无法确定，B错误；根
据E ＝hν－W ，可知最大初动能与光强无关，C错误；因为红光的频率比绿光的小，但无法比较红光的频
k 0
率与该金属极限频率的大小关系，故无法确定是否会发生光电效应，D错误．
高频考点二 光电效应的图象问题
（一）对E－ν图象的理解
k
例2、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知(
k
)
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hν
0
C．入射光的频率为2ν 时，产生的光电子的最大初动能为E
0
D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
【答案】 ABC.
【解析】：由爱因斯坦光电效应方程E＝hν－W 知，当ν＝0时－W＝E，故W＝E，A正确；而E＝0时，
k 0 0 k 0 k
hν＝W 即W ＝hν ，B正确；入射光的频率为2ν 时产生的光电子的最大初动能E ＝2hν －hν ＝hν ＝E，C
0 0 0 0 km 0 0 0
正确；入射光的频率为时，不会发生光电效应，D错误．
【变式训练】在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能 E 与入射光频率ν的关
k
系如图所示，则( )
A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等
B．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压U 随之增大
c
C．若某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定也能使乙金属发生光电效应
D．若增加入射光的强度，不改变入射光频率ν，则光电子的最大初动能将增大
【答案】 B
【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程E ＝hν－W ，可知题图图线的斜率表示普朗克常量，故两条图线与
k 0
横轴的夹角α和β一定相等，故A错误；根据E ＝eU 和E ＝hν－W ，得U＝ν－，故增大入射光频率ν，
k c k 0 c则所需的遏止电压U 随之增大，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程 E ＝hν－W ，当E ＝0时，则W
c k 0 k 0
＝hν，即甲的逸出功小于乙的逸出功，故当某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，但此光不一定能使
c
乙金属发生光电效应，故C错误；光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故D
错误．
（二）对I－U图象的理解
例3、在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线
(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( )
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能
【答案】B.
【解析】：由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由 eU＝E 和hν＝W ＋E 得甲、乙光频率相等，A
c k 0 k
错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；由hν＝W 得甲、乙、丙光
c 0
对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子
最大初动能，D错误．
【变式训练】如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光 1和
单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为E 和E ，普朗克常量为h，则下列说法
k1 k2
正确的是( )
A．E ＜E
k1 k2
B．单色光1的频率比单色光2的频率高
C．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大
D．单色光1和单色光2的频率之差为
【答案】 AD【解析】 由于E ＝e|U |，E ＝e|U |，所以E
