高三物理二輪高頻考點(diǎn)突破專題29 有關(guān)光電效應(yīng)、比結(jié)合能的圖像問(wèn)題

高考物理二輪高頻考點(diǎn)專題突破專題29有關(guān)光電效應(yīng)、比結(jié)合能的圖像問(wèn)題專練目標(biāo)專練內(nèi)容目標(biāo)1光電流I-U圖像（1T—3T）目標(biāo)2最大初動(dòng)能Ek-υ圖像（4T—6T）目標(biāo)3遏止電壓Uc-υ圖像（7T—9T）目標(biāo)4比結(jié)合能圖像（10T—12T）【典例專練】一、光電流I-U圖像1．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系圖（甲光、乙光，丙光），如圖所示，則可判斷出（）A．甲光的頻率等于乙光的頻率B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能【答案】ABD【詳解】A．根據(jù)可知入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的截止電壓Uc越大。甲光、乙光的截止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等，故A正確；B．丙光的截止電壓大于乙光的截止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，則乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)，故B正確；C．丙的頻率最大，甲乙頻率相同，且均小于丙的頻率，故C錯(cuò)誤；D．丙光的截止電壓大于甲光的截止電壓，所以甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能，故D正確。故選ABD。2．新冠疫情期間，常用測(cè)溫槍測(cè)量體溫。測(cè)溫槍通過(guò)紅外線照射溫度傳感器，發(fā)生光電效應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，計(jì)算出溫度數(shù)據(jù)。已知人的體溫正常時(shí)能輻射波長(zhǎng)為的紅外線，如圖甲所示，用該紅外線照射光電管的陰極K時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，得到電流隨電壓變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，普朗克常量，電子的電量，光速，則下列說(shuō)法正確的是（）A．將圖甲的電源反接，一定不會(huì)產(chǎn)生光電流B．波長(zhǎng)為的紅外線在真空中的頻率為C．光電子的最大初動(dòng)能為D．若人體溫度升高，則輻射紅外線的強(qiáng)度增強(qiáng)，光電管轉(zhuǎn)換成的光電流增大【答案】BD【詳解】A．根據(jù)圖乙可知，遏止電壓為0.02V，如果反接，但電源電壓小于0.02V，則會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，故A錯(cuò)誤；B．波長(zhǎng)10μm的紅外光在真空中的頻率為故B正確；C．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程和Ek=eUc聯(lián)立可得故C錯(cuò)誤；D．若人體溫度升高，則輻射紅外線的強(qiáng)度增強(qiáng)，光電管轉(zhuǎn)換成的光電流增大，故D正確。故選BD。3．如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管。用強(qiáng)度一定的波長(zhǎng)λ=0.50μm的單色光照射陰極K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得流過(guò)G表的電流I與AK之間電勢(shì)差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取e=1.6×10-19C，h=6.63×10-34J·s。，下列說(shuō)法正確的是（）A．若用波長(zhǎng)λ=0.30μm的單色光照射陰極K，則乙圖圖線與橫軸的交點(diǎn)會(huì)向右移動(dòng)B．若只增大入射光的強(qiáng)度，則乙圖圖線與橫軸的交點(diǎn)會(huì)向左移動(dòng)C．每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)約為4.0×1012個(gè)D．光電子飛出陰極K時(shí)的最大初動(dòng)能約為9.6×10-20J【答案】CD【詳解】A．根據(jù)波長(zhǎng)越大頻率越小，則波長(zhǎng)λ=0.30μm的單色光比波長(zhǎng)λ=0.50μm的單色光的頻率大，根據(jù)增大入射光的頻率，則遏止電壓增大，圖像與橫軸交點(diǎn)會(huì)向左側(cè)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，僅增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，則遏止電壓不變，乙圖圖線與橫軸的交點(diǎn)不移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．每秒發(fā)射光電子個(gè)數(shù)，C正確；D．光電子飛出陰極K時(shí)的最大動(dòng)能，D正確。故選CD。二、最大初動(dòng)能Ek-υ圖像4．如圖所示是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，圖象上所標(biāo)的物理量為已知量，由圖象可得（）A．該金屬的逸出功等于﹣EB．普朗克常量h＝C．入射光的頻率為2νc時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ED．入射光的頻率為時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為【答案】BC【詳解】AB．根據(jù)光電效應(yīng)方程有其中為金屬的逸出功所以有由此結(jié)合圖像可知，該金屬的逸出功為E，普朗克故A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)入射光的頻率為2v0時(shí)，代入方程有可知產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E，故C正確；B．當(dāng)入射光的頻率為，小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選BC。5．用某單色光照射金屬鈦表面，發(fā)生光電效應(yīng)。從鈦表面放出光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖線如圖。則下列說(shuō)法正確的是（）A．鈦的逸出功為6.67×10-19JB．鈦的極限頻率為1.0×1015HzC．由圖線可知光電子的最大初動(dòng)能和入射光頻率成正比D．由圖線可求得普朗克常量為6.67×10-34J?s【答案】ABD【詳解】ABD．根據(jù)光電效應(yīng)方程知，圖線的斜率等于普朗克常量，則有當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率等于金屬的極限頻率，則鈦的極限頻率為可知鈦的逸出功故ABD正確；C．由圖可知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系，不是正比關(guān)系，故C錯(cuò)誤；故選ABD。6．用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，閉合開關(guān)S，用頻率為的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為，下列說(shuō)法中正確的是（）A．普朗克常量為B．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)為零C．僅增加入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將不變D．保持入射光強(qiáng)度不變，僅提高入射光頻率，電流表G的示數(shù)將減小【答案】CD【詳解】A．根據(jù)得，縱軸截距的絕對(duì)值等于光電管中金屬的逸出功，當(dāng)最大初動(dòng)能為零時(shí)，入射光的頻率等于截止頻率，所以金屬的截止頻率為那么普朗克常量為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．開關(guān)斷開后，光電效應(yīng)仍能發(fā)生，光電流流過(guò)電流表，因此電流表的示數(shù)不為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，光電子最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C正確；D．若保持入射光強(qiáng)度不變，僅提高入射光頻率，則光子數(shù)目減少，那么金屬在單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目減少，電流表的示數(shù)變小，選項(xiàng)D正確。故選CD。三、遏止電壓Uc-υ圖像7．美國(guó)物理學(xué)家密立根利用圖甲所示的電路研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，描繪出圖乙中的圖像，由此算出普朗克常量，電子電荷量用表示，下列說(shuō)法正確的是（）A．入射光的頻率增大，為了測(cè)遏止電壓，則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向端移動(dòng)B．由圖像可知，這種金屬的截止頻率為C．增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也增大D．由圖像可求普朗克常量表達(dá)式為【答案】BD【詳解】A．入射光的頻率增大，光電子的最大初動(dòng)能增大，則遏止電壓增大，測(cè)遏止電壓時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向端移動(dòng)，A錯(cuò)誤；C．根據(jù)光電效應(yīng)方程知光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；BD．當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，，根據(jù)解得則，BD正確。故選BD。8．某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，其遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系圖像如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（圖像中的物理量均為已知量）（）A．當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，有光電子逸出B．入射光的光照強(qiáng)度增大時(shí)，遏止電壓增大C．若已知電子電荷量為，就可以求出普朗克常量D．入射光的頻率為時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為【答案】CD【詳解】A．由題圖可知，只有當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理有、得遏止電壓與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)光電效應(yīng)方程和動(dòng)能定理有、得知圖線的斜率等于，從題圖可以得出圖像的斜率為，已知電子電荷量為，可以求出普朗克常量，故C正確；D．當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，最大初動(dòng)能為零，則入射光的能量等于該金屬的逸出功，所以若入射光的頻率為時(shí)，根據(jù)光電效應(yīng)方程有即入射光的頻率為時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為故D正確。故選CD。9．1907年起，美國(guó)物理學(xué)家密里根開始以精湛的技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量，檢驗(yàn)愛因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性。按照密里根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得到了某金屬的Uc和ν的幾組數(shù)據(jù)，并作出如圖所示的圖線，電子的電荷量大小為e=1.6×10-19C．由圖線可知（）A．該金屬的截止頻率約為4.27×1014HzB．該金屬的逸出功約為0.48eVC．可以求得普朗克常量h約為6.24×10-34J·sD．若用波長(zhǎng)為500nm的紫光照射該金屬，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】ACD【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知而解得由圖像可知該金屬的截止頻率約為4.27×1014Hz，選項(xiàng)A正確；BC．由圖像可知當(dāng)Uc=0時(shí)由圖像可知解得；選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；D．根據(jù)則用波長(zhǎng)為500nm的紫光照射該金屬，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D正確。故選ACD。四、比結(jié)合能圖像10．鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，其中是鈾核裂變核反應(yīng)方程中的一種。原子核比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．X是中子B．X是質(zhì)子C．中，最穩(wěn)定D．中，最穩(wěn)定【答案】AC【詳解】AB．根據(jù)核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得中質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，則為中子，故B錯(cuò)誤A正確；CD．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，根據(jù)原子核比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖可知，中，的比結(jié)合能最大，則最穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤C正確。故選AC。11．2020年11月27日00時(shí)41分，華龍一號(hào)全球首堆中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組首次并網(wǎng)成功。如圖所示是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒B．華龍一號(hào)的原理是熱核反應(yīng)C．原子核比結(jié)合能越大，核子的平均質(zhì)量越小，原子核越穩(wěn)定D．核裂變反應(yīng)發(fā)生中，反應(yīng)物的結(jié)合能之和大于生成物的結(jié)合能之和【答案】AC【詳解】A．核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，故A正確；B．華龍一號(hào)的原理是重核裂變，故B錯(cuò)誤；C．原子核比結(jié)合能越大，核子的平均質(zhì)量越小，原子核越穩(wěn)定，故C正確；D．核裂變反應(yīng)發(fā)生中，反應(yīng)物的結(jié)合能之和小于生成物的結(jié)合能之和，故D錯(cuò)誤；故選AC。12．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法中正確的是（）A．原子核的半衰期會(huì)隨著溫度的升高而縮短B．發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是Be＋He→C＋nC．200萬(wàn)個(gè)U的原子核經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩下50萬(wàn)個(gè)UD．據(jù)