版物理新导学笔记选修35第17章2Word下载.docx

1、（1）光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？（2）光电管阴极的逸出功又是多少？（3）当滑动触头向 a 端滑动时，光电流变大还是变小？（4）当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？答案 （1）1.7 eV 1.7 V（2）W0hEk2.75 eV1.7 eV1.05 eV（3）变大 （4）变大 变大1光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简34称光子，光子的能量 h.其中 h6.63 10J s，称为普朗克常量2最大初动能： 发生光电效应时， 金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值3遏止电压与截止频率（1

2、）遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 Uc.（2）截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率 （又叫极限频率）不同的金属对应着不同的极限频率4光电效应方程（1）表达式： hEkW0 或 EkhW0.（2）物理意义： 金属中的电子吸收一个光子获得的能量是 h，这些能量一部分用来克服金属的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能 Ek.（3）光电效应方程说明了产生光电效应的条件W0若有光电子逸出， 则光电子的最大初动能必须大于零， 即 EkhW00，亦即 hW0，hc，而 c h就是光电效应的截止频率5Ek 图线如图 3 所示是光电子最大初动能 Ek 随入射光频率

3、 的变化图线 横轴上的截距是截止频率 （或极限频率 ）；纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量图 3*三、康普顿效应导学探究 太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中会发现尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的，为什么？答案 在地球上存在着大气，太阳光经大气中微粒散射后传向各个方向，而在太空中的真空环境下光不再散射，只向前传播1光的散射光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射2康普顿效应美国物理学家康普顿在研究石墨对 X 射线的散射时， 发现在散射的 X 射线中， 除了与入射波长 0 相同的成分外，还有波

4、长大于 0 的成分，这个现象称为康普顿效应3康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面4光子的动量 h（1）表达式： p . （2）说明： 在康普顿效应中， 当入射光子与晶体中的电子碰撞时， 要把一部分动量转移给电子，光子的动量变小因此，有些光子散射后波长变大一、光电效应现象及其实验规律转化为1光电效应的实质：光现象 电现象2光电效应中的光包括不可见光和可见光3光电子：光电效应中发射出来的电子，其本质还是电子4能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关5发生光电效应时，产生的光电子数与入射光的频率无关，与入射光的强度有关6光电效应与

5、光的电磁理论的矛盾按光的电磁理论，应有：（1）光越强，光电子的初动能越大，遏止电压与光的强弱有关（2）不存在截止频率，任何频率的光都能产生光电效应（3）在光很弱时，放出电子的时间应远大于 10s.例 1 （多选）如图 4 所示，当用一束紫外线照射装在原来不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是 （ ）图 4A有正离子从锌板上飞出来B有电子从锌板上飞出来C验电器内的金属箔带正电D锌板吸收空气中的正离子答案 BC解析 紫外线照射锌板，发生光电效应，此时锌板中有电子逸出，故选项 A 错误，选项 B 正确；锌板失去电子带正电，因此验电器内的金属箔带正电，选项 C 正确，选项 D

6、 错误例 2 在光电效应实验中，用频率为 的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是 （ ）A减小入射光的强度，光电效应现象消失B增大入射光的强度，光电流增大C改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应D光电子的最大初动能与入射光的频率成正比答案 B解析 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大，故 A 错误， B 正确；改用频率小于 的光照射，若仍大于金属的极限频率，则还能发生光电效应，故 C 错误；根据光电效应方程知， EkhW0，入射光的频率越高，光电子最大初动

7、能越大，但不是正比关系，故 D 错误例 3 利用光电管研究光电效应实验如图 5 所示，用频率为 的可见光照射阴极 K，电流表中有电流通过，则 （ ）图 5A用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B用红光照射，电流表一定无电流通过C用频率为 的可见光照射 K，当滑动变阻器的滑动触头移到 A 端时，电流表中一定无电流通过D用频率为 的可见光照射 K，当滑动变阻器的滑动触头向 B 端滑动时，电流表示数可能不变答案 D解析 因紫外线的频率比可见光的频率高， 所以用紫外线照射时， 电流表中一定有电流通过，选项 A 错误；因不知阴极 K 的截止频率，所以用红光照射时，也可能发生光电效应，选项 B错误；即使

8、UAK 0，电流表中也可能有电流通过，选项 C 错误；当滑动触头向 B 端滑动时，UAK 增大，阳极 A 吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极 A 时，电流达到最大，即饱和电流若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大 UAK ，光电流也不会增大，选项 D 正确二、光电效应方程的理解与应用1光电效应方程实质上是能量守恒方程（1）能量为 h的光子被电子所吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能（2）如果克服吸引力做功最少为 W0，则电子离开金属表面时动能最大为 Ek，根据能量守恒定律可知： EkhW0.2光电效应规律中

9、的两条线索、两个关系：（1）两条线索：（2）两个关系：光照强度大光子数目多发射光电子多光电流大；光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大例 4 如图 6 所示，当电键 K 断开时，用光子能量为 2.5 eV 的一束光照射阴极 P，发现电流表读数不为零合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流表读数仍不为零当电压表读数大于或等于 0.60 V 时，电流表读数为零由此可知阴极材料的逸出功为（ ）图 6A1.9 eV B0.6 eVC2.5 eV D3.1 eV答案 A解析 由题意知光电子的最大初动能为EkeUc0.60 eV所以根据光电效应方程 EkhW0 可得W0

10、hEk （2.50.6） eV1.9 eV.例 5 （2017南京市、盐城市高三第一次模拟 ）光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的关系图象如图 7 所示，其中图线与横轴交点坐标为 0，则该金属的逸出功为 _用一束波长范围为 12（1 W0 可以判断，钠、钾、铷能发生光电效应考点一 光电效应现象及规律的理解1对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是 （ ）A入射光的强度大于某一极限强度B入射光的波长大于某一极限波长C入射光照射时间大于某一极限时间D入射光的频率不低于某一极限频率2如图 1 所示，在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的 A 单色光照射光电管时，电流表

11、指针会发生偏转，而用另一频率的 B 单色光照射光电管时不发生光电效应，则 （ ）AA 光的强度大于 B 光的强度BB 光的频率大于 A 光的频率C用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是由 a 流向 bD用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是由 b 流向 a答案 C解析 根据产生光电效应的条件可知选项 A、B 错误；电流的方向与正电荷的移动方向相同，与负电荷移动的方向相反，故选项 C 正确， D 错误3（多选）如图 2 所示是某金属在光的照射下， 光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率 的关系图象，由图象可知 （ ）A该金属的逸出功等于 EB该金属的逸出功等于 h0C入射

12、光的频率为 20 时，产生的光电子的最大初动能为 2ED该图线的斜率表示普朗克常量答案 ABD解析 根据光电效应方程 EkhW0 知，该金属的逸出功等于 E，最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，图线的斜率表示普朗克常量，当最大初动能为零时，入射光子的能量等于逸出功的大小， 为 h0，当入射光的频率为 20 时，产生的光电子的最大初动能为 E，故 A、B、D 正确， C 错误4研究光电效应的电路如图 3 所示 用频率相同、 强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极 K），钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收，在电路中形成光电流下列光电流 I 与A、K 之间的电压 UAK 的关系图象中，正

13、确的是 （ ）解析 用频率相同的光照射同一金属时，发射出的光电子的最大初动能相同，所以遏止电压相同；饱和电流与光的强度有关，光的强度越大，饱和电流越大，故选项 C 正确考点二 光电效应方程及应用5（多选）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应现象对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是 （ ）A单位时间逸出的光电子数B遏止电压C饱和光电流D光电子的最大初动能答案 BD解析 同一束光照射不同的金属，一定相同的是入射光的光子能量，不同的金属，逸出功不同，根据 EkhW0 和 EkeUc 可知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一束光照射，光中的光电子数目相等

14、，所以饱和光电流是相同的6分别用波长为 和23的单色光照射同一金属板， 发出的光电子的最大初动能之比为 1 2，以 h 表示普朗克常量， c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为 （ ） hc 3hc 3hc 2hA. 2 B.2 C. 4 D.解析 根据光电效应方程得 Ek1h W0Ek2 h W0又 Ek22Ek1 hc联立 得 W0 ，A 正确 27（多选）如图4 所示的装置用来研究光电效应现象， 当用光子能量为 2.5 eV 的光照射到光电管上时， 电流表 G 的读数为 0.2 mA ，移动变阻器的触头c，当电压表的示数大于或等于 0.7 V时，电流表示数为 0，则 （ ）图4A光电管

15、阴极的逸出功为 1.8 eVB开关 S断开后，没有电流流过电流表 GC改用光子能量为 1.5 eV 的光照射，电流表 G 也有电流，但电流较小D光电子的最大初动能为 0.7 eV解析 该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于 0.7 V 时，电流表示数为 0，则知光电子的最大初动能为 0.7 eV ，根据光电效应方程EkhW0 得，逸出功 W01.8 eV ，故 A 、D 正确；当开关 S 断开后，用光子能量为 2.5 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故 B 错误；改用光子能量为 1.5 eV 的光照射，由于光子的能量小于逸出功，所以

16、不能发生光电效应，无光电流，故 C 错误8用频率为 的光照射光电管阴极时， 产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律如图 5 所示，Uc 为遏止电压已知电子电荷量为 e，普朗克常量为 h，则光电子的最大初动能为_，该光电管发生光电效应的极限频率为 _答案 eUc eUc解析 （1） 由动能定理及 Uc 为遏止电压可知，电子的最大初动能 EkeUc（2）根据光电效应方程， Ekhh0；所以 0 h .9（2017 南 通市、 泰州市高三调研 ）一铜板暴露在波长为 的紫外线中， 观测到有电子从铜板表面逸出，在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为 E 的匀强电场时，电子能运动到距板面的最大距离

17、为 d.已知真空中的光速为 c，普朗克常量为 h，电子电荷量为 e，求：（1）入射光光子的能量；（2）铜板的极限频率答案 （1）hc（2）c eEd解析 （1） 入射光光子的能量 E0（2）由功能关系可知光电子的最大初动能 EkmeEd.设铜板的极限频率为 0，则 E0h0Ekm， c eEd解得 0 h .10.如图 6 所示为金属 A 和 B 的遏止电压 Uc 和入射光频率 的关系图象，由图可知金属 A 的截止频率 _（填“大于”“小于”或“等于” ）金属 B 的截止频率；如果用频率为5.514 Hz 的入射光照射两种金属， 从金属 _（填“A”或“ B”）逸出的光电子的最大初动能较大答案

18、 小于 A解析 根据爱因斯坦光电效应方程得 UcehW0.整理得 Uch W0 ，Uc0 对应的频率 vce e即为截止频率从题图可以看出 Uc0 的点就是直线与横轴的交点，即金属 A 的截止频率小于金属 B 的截止频率；则金属 A 的逸出功小于金属 B 的逸出功因 EkhW0，所以如果 14 Hz 的入射光照射两种金属，从金属 A 逸出的光电子的最大初动能较大用频率为 5.511铝的逸出功为 4.2 eV，现用波长为 200 nm 的光照射铝的表面已知 h6.6310 Js，求：（1）光电子的最大初动能；（2）遏止电压；（3）铝的截止频率19答案 （1）3.225J （2）2.016 V（3）1.01415 Hz解析 （1） 根据光电效应方程EkhW0 有EkW0343.0 10811.19 J3.22510 19 J 9 J4.21.6200（2）由 EkeUc 可得UcEke195.6 19 V 2.016 V.（3）由 hcW0 知4.215c 34 Hz 1.0146.63Hz.