高中物理教科版选修(3-5)4.2 同步练习《光电效应与量子说》(教科)

合集下载

高中物理教科版选修(3-5)4.2 教学设计《光电效应与光的量子说》(教科)

《光电效应与光的量子说》
课本中先介绍光电效应现象，在学习光子说，最后用光子说解释光电效应现象产生的原因。

本节内容说明光具有粒子性，从而引出量子论的基本知识。

光电效应有如下特点：
①光电效应在极短的时间内完成；②入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象；③在已经发生光电效应的条件下溢出的光电子的数量跟入射光的强度成正比；④在已经发生光电效应的条件下，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。

对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象，然后运用光子说去解释它，这样可以加深学生的理解，学生应该会根据溢出功求发生光电效应的极限频率，可以运用爱因斯坦光电效应方程进行简单计算。

1、知识与技能
(1)知道光电效应中截止频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾． (2)知道光子说及其对光电效应的解释
(3)掌握爱因斯坦光电效应方程并会用它来解决简单问题．
2、过程与方法：通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问
题的能力
3、情感、态度与价值观
通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性
重点：光电效应的实验规律难点：爱因斯坦光电效应方程及意义
多媒体课件及相关教材
[先填空] 1．光电效应定义
照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象． 2．光电子
光电效应中发射出来的电子．
微粒说：认为光是一种粒子代表人物：牛
光的
电磁说：光是电磁波提出者：麦克斯韦。

2018-2019学年教科版选修3-5 光电效应与光的量子说第1课时作业

2．光电效应与光的量子说1．光电效应（1）光电效应现象：光照射在金属表面上时，金属中的______会因吸收光的能量而逸出金属表面，这种现象称为光电效应．逸出的电子叫做______．（2）光电效应的实验规律①存在截止频率，每一种金属对应一种光的________，叫做截止频率．只有当光的频率超过这个最小频率时光电效应才会产生．不同金属材料的截止频率不同．②产生光电效应时光的强度______，单位时间内逸出的电子数____．或者说，光电流的大小由______决定，______越大，光电流越大．③从阴极发出的光电子的最大初动能与入射光的频率成______关系．④从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔很短，通常可在10－9 s 内发生光电效应，这反映了光电效应的______．答案：（1）电子光电子（2）最小频率越大越多光强光强线性瞬时性2．光量子概念的提出：光电效应方程（1）光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为光量子，简称光子．频率为ν的光子的能量为______．（2）逸出功：在光电效应现象中，金属板内的电子从入射光中吸收一个光子的能量后，一部分消耗于电子__________________所需做的功W ，叫做逸出功．（3）爱因斯坦的光电效应方程①表达式：____________．②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量一部分用于克服金属的________，剩下的转化为逸出后电子的________．答案：（1）h ν （2）由金属内逸出表面（3）h ν＝12mv 2＋W 逸出功初动能 3.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（）．A ．从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应答案：C解析：根据光电效应的实验规律知，从光照射金属表面到光电子发射的时间间隔极短，这与光的强度无关，故A 错误．实验规律还指出，逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关，光电流与入射光强度成正比，由此可知，B 、D 错误，C 正确．4．用下面哪种射线照射同一种金属最有可能产生光电效应，且逸出的光电子的速率最大（）．A ．紫外线B ．可见光C ．红外线D ．伦琴射线答案：D解析：在四种电磁波中，伦琴射线的频率最大．对同一种金属逸出功相同，根据光电效应方程可知，频率大的光子入射后逸出的光电子的最大初动能大，速率也最大．5．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是（）．A ．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B ．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C ．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应答案：A6．光电效应实验的装置如图所示，则下列说法中正确的是（）．A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷答案：AD解析：紫外线频率大于锌板的极限频率，故锌板会发生光电效应，向外放出光电子，从而使锌板和验电器带上正电荷，所以A、D正确．7．已知能使某种金属产生光电效应的截止频率为ν0，则（）．A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能够产生光电子B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子最大初动能为hν0 C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增加一倍答案：AB 解析：当入射光的频率大于截止频率时，一定能使金属发生光电效应，A对；截止频率为ν0说明该金属的逸出功为hν0，所以当入射光的频率为2ν0时，即入射光的能量为2hν0时，光电子的最大初动能为2hν0－hν0＝hν0，但最大初动能与入射光频率并不是正比关系，故B对、D错；金属的逸出功是金属本身的性质，不会发生变化，C错．8．对光电管加反向电压，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现电压表示数小于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（）．A．1.9 eV B．0.6 eVC．5 eV D．3.1 eV答案：A解析：由题意可知，该光电管的反向截止电压为Uc＝0.6 V，光电子的最大初动能Ek＝0.6 eV，由爱因斯坦光电效应方程得：W0＝hν－E k＝（2.5－0.6）eV＝1.9 eV．9．在光电效应实验中，波长为λ1的光恰好能使金属P发生光电效应，波长为λ2的光恰好能使金属Q发生光电效应，已知波长λ1>λ2，下列选项A、B是两种金属的光电子最大初动能E k与入射光频率ν的图象；选项C、D是用甲光照射金属P、乙光照射金属Q的光电流I与光电管两端电压U的关系图象，已知甲、乙两束光的频率ν甲>ν乙，则下列选项中正确的是()答案 AD 解析根据光电效应方程E k ＝hν－W 0＝hν－hν0知，图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量．横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，已知波长λ1>λ2，所以ν1<ν2，因此Q 的横轴截距大，A 正确，B 错误；光电流I 与光电管两端电压U 的关系图象与电压轴交点表示遏止电压，因eU c ＝hνc ，由于两束光的频率ν甲>ν乙，所以P 的遏止电压大，故D 正确，C 错误．10．紫光在真空中的波长为4.5×10－7m ，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为ν0＝4.62×1014 Hz 的金属钾时能否产生光电效应？(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h ＝6.63×10－34 J·s)【解析】 (1)紫光光子的能量E ＝hν＝h c λ＝4.42×10－19 J. (2)紫光频率ν＝c λ＝6.67×1014 Hz ，因为ν>ν0，所以能产生光电效应．(3)光电子的最大初动能为E km ＝hν－W ＝h (ν－ν0)＝1.36×10－19 J.【答案】 (1)4.42×10－19 J (2)能 (3)1.36×10－19 J11.光电管是应用光电效应实现光信号与电信号之间相互转换的装置，其广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面．如图所示，C 为光电管，B 极由金属钠制成（钠的极限波长为5.0×10－7 m ）．现用波长为4.8×10－7 m 的某单色光照射B 极．（1）电阻R 上电流的方向是向左还是向右？（2）求出从B 极发出的光电子的最大初动能．（3）若给予光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为10 μA ，则每秒射到光电管B 极的光子数至少为多少个？答案：（1）向左（2）1.66×10－20 J（3）6.25×1013个解析：（1）向左．（2）E kmax＝h cλ－hcλ0＝6.63×10－34×3×108×（14.8×10－7－15.0×10－7）J＝1.66×10－20 J．（3）每秒电路中流过的电子电荷量q＝It＝10×10－6×1 C＝1×10－5 Cn＝qe＝1×10－51.6×10－19个＝6.25×1013个．。

2016-2017学年物理高二教科版选修3-5课后训练：第4章2

光电效应与光的量子说练习一、选择题1．单色光从真空射入玻璃时，它的（）．A．波长变长，速度变小，光量子能量变小B．波长变短，速度变大，光量子能量变大C．波长变长，速度变大，光量子能量不变D．波长变短，速度变小，光量子能量不变2．（宿州高二检测）关于光子的能量，下列说法中正确的是（）．A．光子的能量跟它的频率成反比B．光子的能量跟它的频率成正比C．光子的能量跟它的速度成正比D．光子的能量跟它的速度成反比3．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是（）．A．6.02×10－23 molB．6.625×10－3mol·sC．6.626×10－34J·sD．1.38×10－16mol·s4．（2011·黑龙江哈九中模拟改编）下面的叙述正确的是（）．A．光电效应证明光具有粒子性B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．重核裂变和轻核聚变过程都有质量亏损，都向外界放出能量5．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比，下列结论正确的是（）．A．频率变大B．速度变小C．光子能量变大D．波长变长6．下列利用光子说对光电效应的解释正确的是（）．A．金属表面的一个电子只能吸收一个光子B．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C．金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出D．无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累能量后，总能逸出成为光电子二、非选择题7．（2011·课标全国理综，35（1））在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ（λ＜λ0）的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h．8．氦氖激光器发射波长为6 328 Å的单色光．试计算这种光的一个光子的能量为多少．若激光器的发光功率为18 mW，则每秒钟发射多少个光子？参考答案1．答案：D 解析：因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率c n v λλ=='可知，光的速度变小，波长变短．2．答案：B3. 答案：C 解析：普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为 6.626×10－34J·s，在记忆时关键要注意它的单位．4．答案：ACD 解析：β衰变所释放的电子是原子核中一个中子变成一个质子和一个电子，电子释放出，故选项B 错，其他选项正确．5．答案：D 解析：光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故C 错误；由h pλ=、ε＝h ν可知光子频率变小，波长变长，故A 错误，D 正确；由于光子速度是不变的，故B 错误．6．答案：A7．答案：0ch λ 0hc e λλ（λ0－λ）解析：由爱因斯坦光电效应方程k 0cE h W λ＝－得，00cW h λ=；由c 00c c c eU h W h h λλλ＝－＝－，解得U c ＝0hc e λλ（λ0－λ）． 8．答案：1.96 eV 5.73×1016个解析：由能量转化和守恒定律知，发光功率等于单位时间内发射的光子能量总和，求得单个光子能量，就可求出光子个数．ε＝h ν，c ＝νλ 所以ε＝hcλ＝348106.6310310632810--⨯⨯⨯⨯J ＝3.14×10－19 J ＝1.96 eV 因为发光功率等于单位时间内发射光子的总能量，所以Pt ＝n ε（n 是每秒发射的光子数）所以n ＝Ptε＝319181013.1410--⨯⨯⨯＝5.73×1016（个）．。

2021-2022高二物理教科版选修3-5学案：第四章 2 光电效应与光的量子说 Word版含答案

学案2光电效应与光的量子说[目标定位] 1.了解光电效应和光电效应的试验规律，以及光电效应与电磁理论的冲突.2.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并会用来解决简洁的问题.3.了解康普顿效应及其意义，了解光子的动量．一、光电效应现象[问题设计]如图1所示，取一块锌板，用砂纸将其一面擦一遍，去掉表面的氧化层，连接在验电器上(弧光灯放射紫外线)．图1(1)用弧光灯照射锌板，看到的现象为_______________________________________，说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)在弧光灯和锌板之间插入一块一般玻璃板，再用弧光灯照射，看到的现象为____________________________________________，说明________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)撤去弧光灯，换用白炽灯发出的强光照射锌板，并且照射较长时间，看到的现象为________________________________________________________________________，说明________________________________________________________________________．答案(1)验电器偏角张开锌板带电了，弧光灯发出的紫外线照射到锌板上，在锌板表面放射出光电子，从而使锌板带上了正电(2)指针偏角明显减小锌板产生光电效应是光中紫外线照射的结果而不是可见光(3)观看不到指针的偏转可见光不能使锌板发生光电效应[要点提炼]1．光电效应：当光照射在金属表面上时，金属中的电子会因吸取光的能量而逸出金属表面，这种现象称为光电效应．2．光电效应中的光包括不行见光和可见光．3．光电子：光电效应中放射出来的电子．其本质还是电子．二、光电效应的规律[问题设计]如图2所示，图2阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K用铯做成．电源加在K和A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调．(1)加在光电管两极间电压为零时，用紫光照射阴极，回路中有电流吗？转变入射光强度，光电流大小如何变化？(2)保持入射光的强度不变，更换滤色片以转变入射光频率，使光由紫光→蓝光→绿光→红光，会看到什么现象？这说明什么？(3)在紫光照射下，加上反向电压，直至电流为0.转变光强做两次，记录下各个遏止电压的值；改用蓝光和绿光再各做一次，也记录下遏止电压的值．你发觉什么规律？(4)遏止电压U与光电子的最大初动能E km什么关系？由上述试验数据说明最大初动能与什么有关？答案(1)有．光越强，光电流越大．(2)紫光、蓝光、绿光照射下有光电流，红光则没有．说明入射光的频率低于某一极限频率时将不能产生光电效应．(3)用紫光照射，不管光强如何，遏止电压相同；由紫光换成蓝光和绿光，遏止电压减小．说明遏止电压随入射光频率的减小而减小．(4)依据动能定理eU＝E km，遏止电压不同说明光电子的最大初动能只与入射光频率有关，且随入射光频率的增大而增大．[要点提炼]1．光电效应的四条规律(1)极限频率(也叫截止频率)的存在：入射光的频率必需大于ν0，才能产生光电效应，与入射光强度及照射时间无关．(2)光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而增加，而与入射光强度无关．(3)当产生光电效应时，光电流大小随入射光强度的增大而增大． (4)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9_s. 2．两个打算关系(1)入射光频率打算着能否发生光电效应和光电子的最大初动能； (2)入射光强度打算着单位时间内放射的光子数．三、光量子概念的提出光电效应方程1．光子：光本身就是由一个个不行分割的能量子组成的，这些能量子被称为光子，频率为ν的光子的能量为 hν.2．光电效应方程(1)表达式：hν＝12m v 2＋W 或12m v 2＝hν－W .(2)对光电效应方程的理解①逸出功的存在：金属内的电子吸取了一个光子的能量hν后，一部分消耗于电子由金属内逸出表面时所需做的功W ，叫逸出功；另一部分转化为光电子动能12m v 2.②光电效应方程说明白产生光电效应的条件．若有光电子逸出，则光电子的最大初动能必需大于零，即E k ＝hν－W >0，亦即hν>W ，ν>W h ＝ν0，而ν0＝Wh 恰好是光电效应的截止频率．3．E k －ν曲线．如图3所示是光电子最大初动能E k 随入射光频率ν的变化曲线．这里，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3一、光电效应的现象分析例1 如图4所示，用弧光灯照射擦得很亮的锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是( )图4A ．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B ．用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转C ．锌板带的是负电荷D ．使验电器指针发生偏转的是正电荷解析将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步争辩表明锌板带正电．这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电，选项A 、D 正确．红光不能使锌板发生光电效应．答案 AD二、光电效应的试验规律例2 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( ) A ．从光照至金属表面上到放射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将削减D ．有可能不发生光电效应解析发生光电效应几乎是瞬时的，选项A 错误．入射光的强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目削减；频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子的最大初动能也就不变，选项B 错误．入射光子的数目削减，逸出的光电子数目也就削减，故选项C 正确．入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率不低于这种金属的极限频率，入射光的强度减弱而频率不变，同样能发生光电效应，故选项D 错误．答案 C图5针对训练利用光电管争辩光电效应试验如图5所示，用频率为ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则( )A ．用紫外线照射，电流表不肯定有电流通过B ．用红光照射，电流表肯定无电流通过C ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端时，电流表中肯定无电流通过D ．用频率为ν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，电流表中肯定有电流通过，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，所以选项B 错误．即使U AK ＝0，电流表中也可能。

教科版高中物理选修3-5 同步测试-第4章第2节光电效应与光的量子说

[A 组素养达标]1．入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么( ) A ．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应解析：发生光电效应几乎是瞬时的,与入射光的强度无关,选项A 错误．频率不变,说明光子能量不变,逸出的光电子的最大初动能也就不变,选项B 错误．入射光的强度减弱,说明单位时间内的入射光子数目减少,入射光子的数目减少,逸出的光电子数目也就减少,故选项C 正确．入射光照射到某金属上发生光电效应,说明入射光频率不低于这种金属的截止频率,入射光的强度减弱而频率不变,同样能发生光电效应,故选项D 错误．答案：C2．(多选)关于光电效应现象,下列说法中正确的是( ) A ．当入射光的频率高于金属的截止频率时,光强越大,光电流越大 B ．光电子的最大初动能跟入射光的强度有关 C ．发生光电效应的时间一般都大于10－7sD ．发生光电效应时,当入射光频率一定时,单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度有关解析：由hν＝12mv 2＋W 知,最大初动能由入射光频率与金属材料决定,与入射光的强度无关,B 错；发生光电效应的时间一般不超过10－9s,C 错．答案：AD3．(多选)光电效应的实验结论是：对于某种金属( )A ．无论光照多么强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B ．无论光的频率多么低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C ．超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大解析：根据光电效应规律知,选项A 对,B 错；根据光电效应方程hν＝W ＋12mv 2知,对于某种金属(W 不变),ν越大,光电子的最大初动能越大,选项C 错,D 对．答案：AD4.(多选)如图所示的光电管的实验中,发现用一定频率的A 单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应,那么( )A．A光的频率大于B光的频率B．B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b流向a解析：根据产生光电效应的条件可知,A光的频率高于极限频率ν0,B光的频率小于极限频率ν0,故A光的频率大于B光的频率,A项正确；光电管工作时光电子从阴极(右侧)飞向阳极(左侧),由此可知,电路中的电流为a→b,即C项正确．答案：AC5．(多选)在光电效应实验中,用频率为ν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．增大入射光的强度,光电流增大B．减小入射光的强度,光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大解析：增大入射光的强度,单位时间内发射的光电子数增加,则光电流增大,选项A正确；光电效应能否发生与照射光频率有关,与照射光强度无关,选项B错误；改用频率较小的光照射时,如果光的频率仍大于极限频率,则仍会发生光电效应,否则,不能发生光电效应,选项C错误；光电子的最大初动能E k＝hν－W,故改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大,选项D正确．答案：AD6．(多选)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0,则( )A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hν0C．当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大,则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍解析：当入射光的频率大于金属的极限频率时,就会发生光电效应,A正确；由于金属材料一定,极限频率一定,逸出功W＝hν0一定,ν0为极限频率,ν增大,逸出功不变,C错误；由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W,得ν＝2ν0时,E k＝hν－W＝2hν0－hν0＝hν0,B正确；光电子的最大初动能等于入射光子的能量hν减去逸出功,所以光电子的最大初动能与照射光的频率ν不成正比关系,D错误．答案：AB7.如图,用一定频率的单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,则( ) A．电源右端应为正极B．流过电流表G的电流大小取决于入射光的频率C．流过电流表G的电流方向是由a流向bD．普朗克解释了光电效应并提出光子能量ε＝hν解析：发生光电效应时,电子从光电管右端运动到左端,电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以流过电流表G 的电流方向是由a 流向b ；光电管两端可能是正向电压也可能是反向电压,所以电源右端可能为正极,也可能为负极；当照射光频率一定时,流过电流表G 的电流大小取决于入射光的强度；爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量ε＝hν. 答案：C8．用频率为1.00×1015Hz 的紫外线照射钠的表面,释放出来的光电子的最大初动能为1.86 eV,求钠发生光电效应的极限频率(普朗克常量为6.63×10－34J·s)．解析：根据光电效应方程 hν＝12mv 2＋W 可得钠的逸出功W ＝hν－12mv 2＝6.63×10－34×1.00×1015 J －1.86×1.6×10－19J＝3.654×10－19J,由W ＝hν0可得钠的极限频率ν0＝W h ＝3.654×10－196.63×10－34 Hz≈5.51×1014Hz.[答案] 5.51×1014 Hz[B 组素养提升]9.(多选)在某次光电效应实验中,得到的遏止电压U 0与入射光的频率ν的关系如图所示,若该直线的斜率和纵截距分别为k 和－b,电子电荷量的绝对值为e,则( )A ．普朗克常量可表示为keB ．若更换材料再次实验,得到的图线的k 不改变,b 改变C ．所用材料的逸出功可表示为ebD ．b 由入射光决定,与所用材料无关解析：根据光电效应方程得E k ＝hν－W,又E k ＝eU 0,则U 0＝hνe －W e ,图线的斜率k ＝he ,解得普朗克常量h ＝ke,故A 错误；纵轴截距的绝对值b ＝We ,解得逸出功W ＝eb,故C 正确；b 等于逸出功与电子电荷量绝对值的比值,而逸出功与材料有关,则b 与材料有关,故D 错误；更换材料再次实验,由于逸出功变化,可知图线的斜率不变,纵轴截距改变,故B 正确．答案：BC10.(多选)如图所示,两平行金属板A 、B 间电压恒为U,一束波长为λ的入射光射到金属板B 上,使B 板发生了光电效应,已知该金属板的逸出功为W,电子的质量为m,电荷量的绝对值为e,普朗克常量为h,真空中光速为c,下列说法中正确的是( )A ．入射光子的能量为h cλB．到达A板的光电子的最大动能为h cλ－W＋eU C．若增大两板间电压,B板没有光电子逸出D．若减小入射光的波长一定会有光电子逸出解析：根据ε＝hν及ν＝cλ,知入射光子的能量为hcλ,故A正确；逸出光电子的最大初动能E k＝hcλ－W,根据动能定理得,eU＝E km－E k,则到达A板的光电子的最大动能为E km＝h cλ－W＋eU,故B正确；若增大两板间电压,不会影响光电效应现象,仍有光电子逸出,故C错误；若减小入射光的波长,则其频率增大,一定会有光电子逸出,故D正确．答案：ABD11．小明用阴极为金属铷的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U0与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率ν0＝________ Hz,逸出功W＝________ J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能E k＝________ J.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)由题图乙可知,铷的截止频率ν0为5.15×1014 Hz,逸出功W＝hν0＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41×10－19 J．(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014 Hz时,由光电效应方程得E k＝hν－hν0,光电子的最大初动能为E k＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J≈1.23×10－19 J.答案：(1)阳极(2)5.15×1014 3.41×10－19(3)1.23×10－19[C组学霸冲刺]12．如图所示,一光电管的阴极用极限波长λ0＝500 nm 的钠制成．用波长λ＝300 nm 的紫外线照射阴极,光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差U ＝2.1 V,饱和光电流的值(当阴极K 发射的电子全部到达阳极A 时,电路中的电流达到最大值,称为饱和光电流)I ＝0.56 μA.(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ,真空中光速c＝3.0×108m/s,电子电荷量的绝对值e ＝1.6×10－19C,结果均保留两位有效数字)(1)求每秒由K 极发射的光电子数目． (2)求电子到达A 极时的最大动能．(3)如果电势差U 不变,而照射光的强度增大到原值的三倍,此时电子到达A 极的最大动能是多大？解析：(1)设每秒内发射的光电子数为n,则： n ＝It e ＝0.56×10－6×11.6×10－19＝3.5×1012(个)． (2)由光电效应方程可知：E k ＝hν－W ＝h c λ－h c λ0＝hc(1λ－1λ0)在A 、K 间加电压U 时,电子到达阳极时的动能为 E km ＝E k ＋eU ＝hc(1λ－1λ0)＋eU代入数值得：E km ≈6.0×10－19J.(3)根据光电效应规律,光电子的最大初动能与入射光的强度无关．如果电势差U 不变,则电子到达A 极的最大动能不变,仍为6.0×10－19J.答案：(1)3.5×1012个 (2)6.0×10－19J(3)6.0×10－19J。

高中物理教科版选修(3-5)4.1 同步练习《量子概念的诞生》(教科)

《量子概念的诞生》同步练习1．(多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是()A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高2．(多选)在光电效应实验中，用频率为ν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．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，仍可能发生光电效应D．改用频率为2ν的光照射，光电子的最大初动能变为原来的2倍3．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是() A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成正比4．(多选)如图4-1-6所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像，由图像可知()图4-1-6A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E5．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图4-1-8(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示．则正确的是()图4-1-8A．乙光的频率大于甲光的频率B．甲光的波长小于丙光的波长C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能6．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图4-1-9所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)()。

教科版高中物理选修3-5：《光电效应与光量子假说》学案-新版

4.2《光电效应与光量子假说》学案学习目标：（1）光电效应现象具有哪些规律．（2）人们研究光电效应现象的目的性．（3）爱因斯坦的光子说对光电效应现象的解释．阅读指导：1.光的波动理论学说虽然取得了很大的成功，但并未达到十分完美的程度．光的有些现象波动说遇到了很大的困难，观察光电效应现象．才能产生光电效应．结论一：入射光线的频率大于等于该金属的极限频率结论二：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率增大而增大．结论三：当入射光的频率大于极限频率时，保持频率不变，则光电流的强度与入射光的强度成正比．2．波动理论解释不了光电效应（1）波动理论解释不了极限频率，认为光的强度由光波的振幅决定，跟频率无关，只要入射光足够强，就应该能发生光电效应．但事实并非如此．（2）波动理论解释不了光电子的最大初动能，只与光的频率有关而与光的强度无关．（3）波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短．3．爱因斯坦的光子说．本节总结：学习这一节要注意区分一些主要的概念：光的强度、光子的能量、光电子的最大初动能、光电流的强度等．入射光的强度是和光电流的强度联系着的，每秒发射的光子数决定了每秒逸出的光电子数；入射光的频率是和光电子的最大初动能联系着的，每个光子的能量E=hν课堂巩固：知识点一光电效应1．当用一束紫外线照射装在原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（）A．验电器内的金属箔带正电B．有电子从锌板上飞出来C．有正离子从锌板上飞出来D．锌板吸收空气中的正离子2．光电效应实验的装置如图4-2-5所示，则下面说法中正确的是（）图4-2-5A．用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．验电器指针发生偏转是因为带上了正电荷知识点二光电效应实验规律3．用绿光照射一个光电管能发生光电效应，欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大，下列方法中可行的是（）A．增大光电管上的加速电压B．增大绿光的强度C．延长绿光的照射时间D．改用强度较小的紫光照射4．如图4-2-6为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头P位于AB上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有（）图4-2-6A．加大照射光强度B．换用波长短的光照射C．将P向B滑动D．将电源正负极对调知识点三光电管5．关于光电管，下列说法正确的是（）A．光电管能把电信号转变为光信号B．光电管能把光信号转变为电信号C．光电管能放大光信号D．光电管工作时阳极电势低于阴极电势6．如图4-2-7所示是光电管使用原理图，下列说法不正确的是（）图4-2-7A．该装置可实现光信号与电信号转变B．如果灵敏电流计不显示读数，可能是因为入射光频率过低造成的C．如果把电源反接，电流表示数肯定为零D．如果断开电键S，电流表示数不一定为零知识点四经典理论的困难7．光电效应的规律中，经典波动理论不能解释的有（）A．入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大C．入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s D．当入射光频率大于极限频率时，光电子数目与入射光强度成正比知识点五光子说及其对光电效应的解释8．对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是（）A．太阳光是由各种单色光组成的复合光B．在组成太阳光的各单色光中，其能量子最大的光为红光C．在组成太阳光的各单色光中，其能量子最大的光为紫光D．组成太阳光的各单色光，其能量子都相同9．用波长为2.0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J.由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108m/s，结果取两位有效数字)（）A．5.5×1014HzB．7.9×1014HzC．9.8×1014HzD．1.2×1015Hz10．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了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图4-2-8所示．则可判断出（）图4-2-8A．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的光电子最大初动能11．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个E k-ν坐标图中，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是如图所示中的（）。

2019_2020学年高中物理第四章2光电效应与光的量子说练习含解析教科版选修3_5

2 光电效应与光的量子说1.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么()A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D.有可能不发生光电效应解析:发生光电效应几乎是瞬时的,所以A项错;入射光强度减弱,说明单位时间内的入射光子数目减少;频率不变,说明光子能量不变,逸出的光电子最大初动能也就不变,B项错;入射光子数目减少,逸出的光电子的数目也就减少,故C项正确;入射光照射到某金属表面上发生光电效应,说明入射光的频率高于这种金属的极限频率,只要入射光频率一定就能发生光电效应,故D项错.答案:C2.(多选)右图是光电效应中光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像.从图中可知()A.E k与ν成正比B.入射光频率必须大于或等于截止频率νc时,才能产生光电效应C.对同一种金属而言,E k仅与ν有关D.E k与入射光强度成正比解析:由E k=hν-W0知B、C正确,A、D错误.答案:BC3.(多选)光电效应的实验结论是对于某种金属()A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光的频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大mm max2=hν-W,频率ν越高,解析:根据光电效应规律可知A正确,B、C错误.根据光电效应方程12光电子的最大初动能就越大,D正确.故正确选项为A、D.答案:AD4.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是()A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析:电池是把其他形式的能转化成电能的装置,而硅光电池是把光能转化为电能的一种装置,A对;吸收了光子能量的电子只有一部分能逸出,B错;逸出光电子的最大初动能E k=hν-W与入射光频率有关,C错;频率低于极限频率的光不能在硅光电池上产生光电效应,D错.故正确选项为A.答案:A5.(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象.当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表G的示数不为零;移动变阻器的滑片c,发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时,电流表示数为0,则下列说法正确的是()A.光电子的最大初动能始终为1.05 eVB.光电管阴极的逸出功为1.05 eVC.当滑片向a端滑动时,反向电压增大,电流增大D.改用能量为2.5 eV的光子照射,移动变阻器的滑片c,电流表G中也可能有电流解析:由爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0可知,同种金属的逸出功相同,所以光电子逸出后的初动能取决于获得的能量,A错误;当电压表示数大于或等于1.7V时,电流表无示数,说明遏止电压为1.7V,mv2,可求得光电管的逸出功为1.05eV,B正确;若光的频率不变,反向电压大于遏止电压后电由eU=12路中就不再有电流,C错误;当入射光频率超过截止频率,且反向电压小于遏止电压,电路中就会有电流,D正确.答案:BD6.图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,下列说法不正确的是()甲乙A.由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大B.由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定C.遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大D.不论哪种颜色的入射光,只要光足够强,就能发生光电效应解析:由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大,故A说法正确;根据光电效应方程可得E km=hν-W0=eU c,可知入射光频率越大,最大初动能越大,遏止电压越大,可知对于确定的金属,遏止电压与入射光的频率有关,故B说法正确;根据最大初动能E km=eU c中,遏止电压越大,说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大,故C说法正确;发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率,与入射光的强度无关,故D说法错误.答案:D7.小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.(1)图甲中电极A为光电管的(选填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc= Hz,逸出功W0= J;(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能E k= J.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=6.63×10-34×5.15×1014J≈3.41×10-19J.(3)当入射光的频率为ν=7.00×1014Hz时,由E k=hν-hνc得,光电子的最大初动能为E k=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J≈1.23×10-19J.答案:(1)阳极(2)5.15×10143.41×10-19(3)1.23×10-198.铝的逸出功为4.2 eV,现用波长200 nm的光照射铝的表面.已知h=6.63×10-34 J·s,求:(1)光电子的最大初动能;(2)遏止电压;(3)铝的截止频率.解析:(1)根据光电效应方程E k =h ν-W 0有E k =mm m -W 0=6.63×10-34×3.0×108200×10-9J-4.2×1.6×10-19J=3.225×10-19J . (2)由E k =eU c 可得U c =m km =3.225×10-191.6×10-19V=2.016V .(3)由h νc =W 0得νc =m 0m =4.2×1.6×10-196.63×10-34Hz=1.014×1015Hz .答案:(1)3.225×10-19J (2)2.016 V (3)1.014×1015Hz。

高中物理课时提升作业十四第四章 4.2 光电效应与光的量子说教科版选修3-5

课时提升作业十四量子概念的诞生光电效应与光的量子说(30分钟50分)一、选择题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)1.(多选)光电效应实验中,下列表述正确的是( )A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子【解析】选C、D。

要产生光电效应,入射光的频率必须大于最小频率,即极限频率,当入射光的频率小于极限频率时,不管光的强度多大都不会产生光电效应,与光照时间无关,故D正确,A、B错误;对同一种金属,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,需要的遏止电压越大,C正确。

2.(多选)如图所示,N为钨板,M为金属网,它们分别与电池两极相连,各电池的电动势E和极性已在图中标出,钨的逸出功为 4.5eV,现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出),那么下列图中电子能到达金属网的是( )【解析】选B、C。

由3eV<W=4.5eV,故A不发生光电效应,由E km=hν-W可得,B、C、D三图中均能发生光电效应,且E km=3.5eV,因D中反向电压为4V,光电子到达不了金属网,B、C均能到达金属网。

3.(多选)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图,则这两种光( )A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大【解题指南】解答本题时应注意以下三点:(1)由U c大小判断光电子最大初动能大小。

(2)由光电效应方程比较入射光频率大小。

(3)光的频率与折射率、光速、波长的关系。

【解析】选B、C。

由U c e=E km可知,用b光照射出的光电子的最大初动能较大,A错误;由E km=hν-W可知,νb>νa,故n b>n a,由sinC=可知,a光的临界角较大,B正确;由ν=可知,λb<λa,通过同一装置发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距较大,C正确;通过同一玻璃三棱镜时,b 光的折射率大,偏折程度大,D错误。

教科版选修3-5 第4章 2 光电效应与光的量子说

2 光电效应与光的量子说[学习目标] 1.知道光电效应现象，能说出光电效应的实验规律.2.能用爱因斯坦光电效应方程对光电效应作出解释，会用光电效应方程解决一些简单的问题．一、光电效应1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象． 2．光电子：光电效应中发射出来的电子． 3．光电效应的实验规律(1)对于给定的光电阴极材料，都存在一个截止频率ν0，只有超过截止频率ν0的光，才能引起光电效应． (2)光电流的大小由光强决定，光强越大，光电流越大． (3)光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系．(4)光电效应具有瞬时性：光电效应中产生电流的时间不超过10－9s. 二、爱因斯坦的光电效应方程1．光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为光子，频率为ν的光的能量子ε＝hν.2．爱因斯坦光电效应方程的表达式：hν＝12mv 2＋W.其中W 为电子从金属内逸出表面时所需做的功．3．截止频率：当最大初动能等于零时，金属表面不再有光电子逸出，这时入射光的频率就是截止频率ν0＝W h . [即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．( × ) (2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关．( × )(3)“光子”就是“光电子”的简称．( ×)(4)逸出功的大小与入射光无关．( √)(5)入射光若能使某金属发生光电效应，则入射光的强度越大，照射出的光电子数越多．( √) (6)最大初动能的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关．( √)2．某金属的逸出功为W，则这种金属的截止频率ν0＝________，用波长为λ的光照射金属的表面，光电子的最大初动能E k＝________.(已知普朗克常量为h，光速为c)答案Whhcλ－W一、光电效应现象及其实验规律[导学探究]如图1甲是研究光电效应现象的装置图，图乙是研究光电效应的电路图，请结合装置图及产生的现象回答下列问题：图1(1)在甲图中发现，利用紫外线照射锌板无论光的强度如何变化，验电器都有张角，而用红光照射锌板，无论光的强度如何变化，验电器总无张角，这说明了什么？(2)在乙图中光电管两端加正向电压，用一定强度的光照射时，若增加电压，电流表示数不变，而光强增加时，同样电压，电流表示数会增大，这说明了什么？(3)在乙图中若加反向电压，当光强增大时，遏止电压不变，而入射光的频率增加时，遏止电压却增加，这一现象说明了什么？(4)光电效应实验表明，发射电子的能量与入射光的强度无关，而与光的频率有关，试用光子说分析其原因．答案(1)金属能否发生光电效应，决定于入射光的频率，与入射光的强度无关．(2)发生光电效应时，当入射光频率不变时，飞出的光电子个数只与光的强度有关．(3)光电子的能量与入射光频率有关，与光的强度无关．(4)由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且传递能量的过程只能是一个光子对应一个电子的行为．如果光的频率低于截止频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原来的束缚，就不能发生光电效应．而当光的频率高于截止频率时，能量传递给电子以后，电子摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在．[知识深化]1．光电效应的实质：光现象――→转化为电现象． 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，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，单位时间内发出的光电子数越多． 6．光的强度与饱和光电流：饱和光电流与光强有关，与所加的正向电压大小无关．饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的．对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间不是简单的正比关系．例1 (多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案 AC解析保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，单位时间内逸出的光电子变多，饱和光电流变大，A 对；据爱因斯坦光电效应方程hν＝12mv 2＋W 可知，入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，饱和光电流不变，B 错，C 对；当hν<W 时没有光电流产生，D 错．二、光电效应方程的理解和应用[导学探究] 用如图2所示的装置研究光电效应现象．用光子能量为2.75eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑片，发现当电压表的示数大于或等于1.7V 时，电流表示数为0.图2(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)当滑片向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)1.7eV 1.7V(2)W ＝hν－12mv 2＝2.75eV －1.7eV ＝1.05eV(3)变大 (4)变大变大 [知识深化]1．光电效应方程hν＝12mv 2＋W 的四点理解(1)式中的12mv 2是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能的大小可以是0～12mv2范围内的任何数值．(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程．①能量为ε＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分转化为电子离开金属表面时的动能．②若要克服吸引力做功最少为W ，则电子离开金属表面时动能最大为12mv 2，根据能量守恒定律可知：12mv2＝hν－W.(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件．若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即12mv 2＝hν－W>0，亦即hν>W，ν>Wh＝ν0，而ν0＝Wh恰好是光电效应的截止频率．2．光电效应规律中的两条线索、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2 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图3所示，则可判断出( )图3A．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．乙光的频率大于丙光的频率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解析当光电管两端加上反向遏止电压光电流为零时，有12mv m 2＝eU 0，对同一光电管(逸出功W 相同)使用不同频率的光照射，有hν＝W ＋12mv m 2，两式联立可得hν－W ＝eU 0，丙光的反向遏止电压最大，则丙光的频率最大，甲光的频率等于乙光的频率，A 、C 错误；由λ＝c ν可知λ丙<λ乙，B 正确；又由hν＝W ＋12mv m2或由12mv m 2－0＝eU 0可知丙光对应的最大初动能最大，D 错误．光电效应图线的理解和应用1．E k －ν图线：如图4甲所示是光电子最大初动能E k 随入射光频率ν的变化图线．这里，横轴上的截距是阴极金属的截止频率；纵轴上的截距是阴极金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量(E k ＝12mv 2＝hν－W ，E k 是ν的一次函数，不是正比例函数)．图42．I－U曲线：如图乙所示是光电流I随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中I m为饱和光电流，U0为反向遏止电压．说明：(1)由E k＝eU0和E k＝hν－W知，同一色光，遏止电压相同，与入射光强度无关；频率越大，遏止电压越大．(2)在入射光频率一定时，饱和光电流随入射光强度的增大而增大．1．(对光电效应现象的理解)(多选)如图5所示，用弧光灯照射擦得很亮的锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是( )图5A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B．用红光照射锌板，验电器指针一定会发生偏转C．锌板带的是负电荷D．使验电器指针发生偏转的是正电荷答案AD解析将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯可以发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电．这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电，选项A、D正确，C错误．红光的频率低于紫外线的频率不一定能使锌板发生光电效应，B错误．2．(光电效应的实验及规律)利用光电管研究光电效应实验如图6所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则( )图6A ．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ν的可见光照射阴极K ，当滑动变阻器的滑片移到A 端时，电流表中一定无电流通过D ．用频率为ν的可见光照射阴极K ，当滑动变阻器的滑动片向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，所以用紫外线照射阴极K 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，不一定发生光电效应，选项B 错误．即使U AK ＝0，电流表中也可能有电流通过，所以选项C 错误．当滑片向B 端滑动时，U AK 增大，阳极A 吸收光电子的能力增强，光电流会增大，直至达到饱和光电流．若在滑动前，电流已经达到饱和光电流，那么即使增大U AK ，光电流也不会增大，所以选项D 正确．3．(光电效应的图像)如图7所示是光电效应中光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图像．从图中可知( )图7A ．E k 与ν成正比B ．入射光频率必须小于极限频率ν0时，才能产生光电效应C ．对同一种金属而言，E k 仅与ν有关D ．E k 与入射光强度成正比答案 C解析由E k ＝12mv 2＝hν－W 知C 正确，A 、B 、D 错误．4．(光电效应方程的应用)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为______．已知电子电荷量的绝对值、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h. 答案hc λ0 hc (λ0－λ)eλ0λ解析由光电效应方程知，光电子的最大初动能12mv 2＝hν－W ，其中金属的逸出功W ＝hν0，又由c ＝λν知W ＝hc λ0.用波长为λ的单色光照射时，E k ＝hc λ－hc λ0＝hc λ0－λλ0λ.又因为eU 0＝E k ，所以遏止电压U 0＝E ke ＝hc (λ0－λ)eλ0λ.一、选择题考点一光电效应现象及规律1．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( ) A ．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B ．逸出的光电子的最大初动能将减小C ．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D ．有可能不发生光电效应答案 C解析发生光电效应几乎是瞬时的，与入射光的强度无关，选项A 错误．入射光的强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目减少；频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子的最大初动能也就不变，选项B 错误．入射光子的数目减少，逸出的光电子数目也就减少，故选项C 正确．入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率不低于这种金属的截止频率，入射光的强度减弱而频率不变，同样能发生光电效应，故选项D 错误．2．(多选)关于光电效应现象，下列说法中正确的是( ) A ．当入射光的频率高于金属的截止频率时，光强越大，光电流越大B ．光电子的最大初动能跟入射光的强度有关C ．发生光电效应的时间一般都大于10－7sD ．发生光电效应时，当入射光频率一定时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度有关答案 AD解析由hν＝12mv 2＋W 知，最大初动能由入射光频率与金属材料决定，与入射光的强度无关，B 错；发生光电效应的时间一般不超过10－9s ，C 错．3.如图1，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则( )图1A ．电源右端应为正极B ．流过电流表G 的电流大小取决于入射光的频率C ．流过电流表G 的电流方向是由a 流向bD ．普朗克解释了光电效应并提出光子能量ε＝hν 答案 C解析发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G 的电流方向是由a 流向b ；光电管两端可能是正向电压也可能是反向电压，所以电源右端可能为正极，也可能为负极；流过电流表G 的电流大小取决于入射光的强度，与入射光的频率无关；爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量ε＝hν. 考点二光电效应方程的应用4．(多选)已知能使某金属发生光电效应的截止频率为ν0，则( ) A ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B ．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C ．当入射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大D ．当入射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍答案 AB解析因入射光的频率大于或等于截止频率时会发生光电效应，所以A 正确；因为金属的截止频率为ν0，所以逸出功W ＝hν0，再由12mv 2＝hν－W 得，12mv 2＝2hν0－hν0＝hν0，B 正确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C 错误；由E k ＝12mv 2＝hν－W ＝hν－hν0＝h(ν－ν0)可得，当ν增大一倍时：E k ′E k ＝2ν－ν0ν－ν0≠2，故D 错误．5．分别用波长为λ和23λ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( ) A.hc 2λB.3hc 2λC.3hc 4λD.2hλc答案 A解析根据光电效应方程得 E k1＝h cλ－W ①E k2＝h c23λ－W ②又E k2＝2E k1③联立①②③得W ＝hc2λ，A 正确．6．(多选)如图2所示，两平行金属板A 、B 间电压恒为U ，一束波长为λ的入射光射到金属板B 上，使B 板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W ，电子的质量为m ，电荷量的绝对值为e ，普朗克常量为h ，真空中光速为c ，下列说法中正确的是( )图2A．入射光子的能量为h cλB．到达A板的光电子的最大动能为h cλ－W＋eU C．若增大两板间电压，B板没有光电子逸出D．若减小入射光的波长一定会有光电子逸出答案ABD解析根据ε＝hν，而ν＝cλ，则入射光子的能量为hcλ，故A正确；逸出光电子的最大初动能E km＝hcλ－W，根据动能定理，eU＝E km′－E km，则到达A板的光电子的最大动能为E km′＝h cλ－W＋eU，故B正确；若增大两板间电压，不会影响光电效应现象，仍有光电子逸出，故C错误；若减小入射光的波长，则其频率增大，一定会有光电子逸出，故D正确．考点三光电效应图像问题7．(多选)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U0与入射光的频率ν的关系如图3所示，若该直线的斜率和纵截距分别为k和－b，电子电荷量的绝对值为e，则( )图3A ．普朗克常量可表示为keB ．若更换材料再次实验，得到的图线的k 不改变，b 改变C ．所用材料的逸出功可表示为ebD ．b 由入射光决定，与所用材料无关答案 BC解析根据光电效应方程得E k ＝h ν－W ，又E k ＝eU 0，则U 0＝hνe －W e ，图线的斜率k ＝he ，解得普朗克常量h＝ke ，故A 错误；纵轴截距的绝对值b ＝We ，解得逸出功W ＝eb ，故C 正确；b 等于逸出功与电子电荷量绝对值的比值，而逸出功与材料有关，则b 与材料有关，故D 错误；更换材料再次实验，由于逸出功变化，可知图线的斜率不变，纵轴截距改变，故B 正确．8．研究光电效应的电路如图4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U AK 的关系图像中，正确的是( )图4答案 C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；饱和光电流与光的强度有关，光的强度越大，饱和光电流越大，故选项C 正确．9．(多选)美国物理学家密立根利用如图5甲所示的电路研究金属的遏止电压U 0与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量h ，电子电荷量的绝对值用e 表示，下列说法正确的是( )图5A ．入射光的频率增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P 向M 端移动B ．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大C ．由U 0－ν图像可知，这种金属的截止频率为ν0D ．由U 0－ν图像可得普朗克常量的表达式为h ＝U 1eν1－ν0答案 CD解析入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P 向N 端移动，故A 错误；根据光电效应方程得E k ＝hν－W ，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故B 错误；根据E k ＝hν－W ＝eU 0，解得U 0＝hνe －hν0e ，图线的斜率k ＝h e ＝U 1ν1－ν0，则h ＝U 1eν1－ν0，当遏止电压为零时，ν＝ν0，故C 、D 正确．二、非选择题10．(光电效应实验规律及图像应用)小明用阴极为金属铷的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图6甲所示．已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.图6(1)图甲中电极A为光电管的____________(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U0与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率ν0＝________Hz，逸出功W＝________J；(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E k＝________J.答案(1)阳极(2)5.15×1014 3.41×10－19(3)1.23×10－19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)由题图乙可知，铷的截止频率ν0为5.15×1014Hz，逸出功W＝hν0＝6.63×10－34×5.15×1014J≈3.41×10－19J．(3)当入射光的频率为ν＝7.00×1014Hz时，由光电效应方程得E k＝hν－hν0，光电子的最大初动能为E k＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J≈1.23×10－19J.11．(光电效应方程的应用)如图7所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝500nm的钠制成．用波长λ＝300nm 的紫外线照射阴极，光电管阳极A 和阴极K 之间的电势差U ＝2.1V ，饱和光电流的值(当阴极K 发射的电子全部到达阳极A 时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I ＝0.56μA.(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，真空中光速c ＝3.0×108m/s ，电子电荷量的绝对值e ＝1.6×10－19C ，结果均保留两位有效数字)图7(1)求每秒由K 极发射的光电子数目． (2)求电子到达A 极时的最大动能．(3)如果电势差U 不变，而照射光的强度增大到原值的三倍，此时电子到达A 极的最大动能是多大？答案 (1)3.5×1012个 (2)6.0×10－19J(3)6.0×10－19J解析 (1)设每秒内发射的光电子数为n ，则： n ＝It e ＝0.56×10－6×11.6×10－19＝3.5×1012个． (2)由光电效应方程可知：E k ＝hν－W ＝h c λ－h c λ0＝hc(1λ－1λ0)在A 、K 间加电压U 时，电子到达阳极时的动能为 E km ＝E k ＋eU ＝hc(1λ－1λ0)＋eU.代入数值得：E km ≈6.0×10－19J.(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关．如果电势差U 不变，则电子到达A 极的最大动能不变，仍为6.0×10－19J.。

2015年高二物理同步检测4.2《光电效应与光量子假说》(教科版选修3-5)

2 光电效应与光量子假说(时间：60分钟)题组一光电效应的现象及规律1．光电效应实验中，下列表述中正确的是( ) A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子答案CD解析光电效应中有无光电流与入射光的强弱、照射时间长短无关，A、B错．遏止电压与入射光频率有关，入射光频率越大，光电子的最大初动能也越大，而E k＝eU c，故U c 也越大，C正确．任何金属都有一个极限频率，只有入射光的频率大于极限频率时，才能产生光电效应，D正确．2. (2014·文昌高二检测)在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连，用弧光灯(紫外线)照射锌板时，静电计的指针就张开一个角度，如图4－2－6所示，这时( )A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．若用黄光照射锌板，则可能不产生光电效应现象D．若用红光照射锌板，则锌板能发射光电子答案BC解析锌板在紫外线照射下，发生光电效应现象，有光电子飞出，故锌板带正电，指针上的部分电子被吸引到锌板上发生中和，使指针带正电，B对、A错；红光和黄光的频率都小于紫外线的频率，都可能不产生光电效应，C对、D错．3．(2014·东莞高二检测)用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的太阳光照射该金属，则( )A．可能不发生光电效应B．逸出光电子的时间明显变长C．逸出光电子的最大初动能不变D．单位时间逸出光电子的数目变小答案CD解析由于太阳光含有紫光，所以照射金属时发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变，又因为光强变弱，所以单位时间逸出光电子的数目变小，C、D正确，A错误；产生光电效应的时间几乎是瞬时的，B错误．4．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( ) A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C．发生光电效应的时间一般都大于10－7 sD．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比答案 D解析由ε＝hν＝h cλ知，当入射光波长大于极限波长时，不能发生光电效应，故A错；由E k＝hν－A知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光的强度无关，故B错；发生光电效应的时间一般不超过10－9 s，故C错．5. 如图4－2－7所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过．其原因可能是( ) A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间太短D．电源正负极接反答案BD解析金属存在截止频率，超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出．发射的光电子的动能随频率的增大而增大，动能小时不能克服反向电压，也不能有光电流．入射光的频率低于截止频率，不能产生光电效应，与光照强弱无关，选项B正确，A错误；电路中电源正负极接反，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，D正确；光电效应的产生与光照时间无关，C错误．6．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是( ) A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加答案AD解析光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小．当入射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加，又紫光的频率高于绿光的频率．而增加光的照射强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加．故正确选项有A、D.题组二光电效应方程及应用7．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是( ) A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系答案ADE解析E k＝hν－A＝h cλ－A，同种金属逸出功相同，最大初动能与照射光强度无关，与照射光的波长有关但不是反比例函数关系，最大初动能与入射光的频率成线性关系，不同种金属，保持入射光频率不变，最大初动能E k与逸出功成线性关系．8．(2014·柳州高二检测)用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图线．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功为3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标系中，则正确的图是( )答案 A解析根据光电效应方程E k＝hν－A可知，E k－ν图象的斜率为普朗克常量h，因此图中两线应平行，故C、D错误；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率即极限频率．由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率高，所以A 正确、B 错误． 9．在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h. 答案hc λ0 hc e ·λ0－λλ0λ题组三综合应用10．频率为ν的光照射到一种金属表面上，有电子从金属表面逸出，当所加反向电压U 的大小增大到3 V 时，光电流刚好减小到零．已知这种金属的极限频率为νc ＝6.00×1014Hz ，因此入射光的频率ν＝________Hz.(电子电荷量e ＝1.60×10－19C ，普朗克常量h＝6.63×10－34J ·s)答案 1.32×1015解析光电子的最大初动能E k ＝eU c ① 由爱因斯坦光电效应方程有 E k ＝h ν－h νc ② 联立①②得：ν＝eU c h＋νc ＝1.32×1015Hz11．分别用λ和34λ的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为1∶3.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是多大？答案5hc 6λ解析设此金属的逸出功为A ，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为λ的光照射时：E k1＝hcλ－A① 当用波长为34λ的光照射时：E k2＝4hc3λ－A② 又E k1E k2＝13③解①②③组成的方程组得：A ＝5hc6λ.12．铝的逸出功为4.2 eV ，现用波长200 nm 的光照射铝的表面．已知h ＝6.63×10－34J ·s ，求：(1)光电子的最大初动能； (2)遏止电压； (3)铝的截止频率．答案 (1)3.225×10－19J (2)2.016 V(3)1.014×1015Hz解析 (1)根据光电效应方程E k ＝h ν－A 有E k ＝hc λ－A ＝6.63×10－34×3.0×108200×10－9J －4.2×1.6×10－19 J ＝3.225×10－19J (2)由E k ＝eU c 可得U c ＝E k e ＝3.225×10－191.6×10－19 V ＝2.016 V.(3)h νc ＝A 知νc ＝A h ＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz ＝1.014×1015Hz.。

【新步步高】2015-2016学年高二物理教科版选修3-5导学案：第四章 2 光电效应与光量子假说 Word版含答案[www

2光电效应与光量子假说[目标定位] 1.知道光电效应现象，能说出光电效应的实验规律.2.能用爱因斯坦光电效应方程对光电效应作出解释，会用光电效应方程解决一些简单的问题．一、光电效应1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．2．光电子：光电效应中发射出来的电子．3．光电效应的实验规律(1)对于给定的光电阴极材料，都存在一个截止频率ν0，只有超过截止频率ν0的光，才能引起光电效应．(2)光电流的大小由光强决定，光强愈大，光电流愈大．(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系．(4)光电效应具有瞬时性：光电效应中产生电流的时间不超过10－9 s.想一想紫外线灯照射锌板，为什么与锌板相连的验电器指针张开一个角度？答案紫外线灯照射锌板，发生光电效应现象，锌板上的电子飞出锌板，使锌板带正电，与锌板相连的验电器也会因而带正电，使得验电器指针张开一个角度．二、爱因斯坦的光电效应方程1．光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为光子，频率为ν的光的能量子为hν．2．爱因斯坦光电效应方程的表达式：hν＝12m v2＋A.其中A为电子从金属内逸出表面时所需做的功．想一想怎样从能量守恒角度理解爱因斯坦光电效应方程？答案爱因斯坦光电效应方程中的hν是入射光子的能量，逸出功A是光子飞出金属表面消耗的能量，12m v2是光子的最大初动能，因此爱因斯坦光电效应方程符合能量的转化与守恒定律.一、光电效应现象1．光电效应的实质：光现象――→转化为电现象．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光电子，其本质还是电子．【例1】图4－2－1一验电器与锌板相连(如图4－2－1所示)，用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角．(1)现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．(2)使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________(填“有”或“无”)偏转．答案 (1)减小 (2)无解析当用紫外线灯照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板放出光电子而带上正电，此时与锌板连在一起的验电器也带上了正电，故指针发生了偏转．当带负电的小球与锌板接触后，中和了一部分正电荷，从而使验电器的指针偏角减小．使验电器指针回到零，用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明钠灯发出的黄光的频率小于锌的极限频率，而红外光比黄光的频率还要低，更不可能使锌板发生光电效应．能否发生光电效应与入射光的强弱无关．二、光电效应的实验规律1．对光电效应的理解(1)入射光的强度：指单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子的总能量，是由入射光子数和入射光子的频率决定的．可用P ＝nhν表示，其中n 为单位时间内的光子数．(2)在入射光频率不变的情况下，光的强度与单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数成正比．(3)对于不同频率的入射光，即使光的强度相等，在单位时间内照射到金属单位面积的光子数也不相同，从金属表面逸出的光电子数不同，形成的光电流不同．(4)饱和光电流：指光电流的最大值(即饱和值)，在光电流未达到最大值之前，因光电子尚未全部形成光电流，所以光电流的大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，电压越大，被吸引变成光电流的光电子越多．(5)饱和光电流与入射光的强度成正比：在入射光频率不变的情况下，光电流的最大值与入射光的强度成正比．原因是在高电压下光电子个数决定了光电流大小，而电子个数决定于入射光强度．“频率高，光子能量大，光就强，产生的光电流也强”、“光电子的初动能大，电子跑得快，光电流就强”等说法均是错误的．总之，在理解光电效应规律时应特别注意以下几个关系：照射光频率决定着⎩⎨⎧是否产生光电效应发生光电效应时光电子的最大初动能照射光强度决定着单位时间内发射出来的电子数2．爱因斯坦对光电效应的解释(1)饱和光电流与光强关系光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而饱和光电流越大，所以，入射光频率一定时，饱和光电流与光强成正比．(2)存在截止频率和遏止电压爱因斯坦的光电效应方程表明光电子的初动能与入射光频率成线性关系，与光强无关，所以遏止电压由入射光频率决定，与光强无关．光电效应方程同时表明，只有hν>A0时，才有光电子逸出，ν0＝A0h就是光电效应的截止频率．(3)光电效应具有瞬时性电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应几乎是瞬时发生的．【例2】图4－2－2利用光电管研究光电效应实验如图4－2－2所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则()A．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ν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ν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，不一定发生光电效应，所以选项B错误；即使U AK＝0，电流表中也有电流，所以选项C错误；当滑动触头向B端滑动时，U AK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U AK，光电流也不会增大，所以选项D正确．针对训练1入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么()A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D．有可能不发生光电效应答案 C解析发生光电效应几乎是瞬时的，选项A错误；入射光的强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目减少，频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子的最大初动能也就不变，选项B错误；入射光子的数目减少，逸出的光电子数目也就减少，故选项C正确；入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率不低于这种金属的极限频率，入射光的强度减弱而频率不变，同样能发生光电效应，故选项D错误．三、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能量为E＝hν的光子被电子吸收，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．如果克服吸引力做功最少为A，电子离开金属表面时动能最大为E k，根据能量守恒定律可知：E k＝hν－A.2．光电效应方程包含了产生光电效应的条件若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即E k＝hν－A>0，亦即hν>A，ν>Ah＝νc，而νc＝Ah恰好是光电效应的截止频率．图4－2－3 3．E km－ν曲线如图4－2－3所示是光电子最大初动能E km随入射光频率ν的变化曲线．这里，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．【例3】如图4－2－4所示，当电键K断开时，图4－2－4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()A．1.9 eV B．0.6 eVC．2.5 eV D．3.1 eV答案 A解析由题意知光电子的最大初动能为E k＝eU c＝0．60 eV，所以根据光电效应方程E k＝hν－A可得A＝hν－E k＝(2.5－0.6)eV＝1.9 eV针对训练2图4－2－5如图4－2－5所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν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hν0C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E答案AB解析题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－A，知当入射光的频率恰为该金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hν0＝A，即该金属的逸出功等于hν0，选项B正确；根据图线的物理意义，有A＝E，故选项A正确，而选项C、D 错误.光电效应现象1．(2013·上海高考)当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时()A．锌板带负电B．有正离子从锌板逸出C．有电子从锌板逸出D．锌板会吸附空气中的正离子答案 C解析当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误．光电效应规律2．用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应．现将该单色光的光强减弱，则下列说法中正确的是()①光电子的最大初动能不变②光电子的最大初动能减小③单位时间内产生的光电子数减少④可能不发生光电效应A．①③B．②③C．①②D．③④答案 A解析由光电效应规律知，光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功共同决定，与入射光的强度无关，故①对；单位时间内产生的光电子数与入射光的强度成正比，光强减弱，则单位时间内产生的光电子数减少，即③也正确．3．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是 ( )A ．延长光照时间B ．增大光的强度C ．换用波长较短的光照射D ．换用频率较低的光照射答案 C解析光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于金属的截止频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项A 、B 、D 均错误；又因ν＝c λ，所以选项C 正确．光电效应方程的理解与应用4．(2014·广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν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 ．增大入射光的强度，光电流增大B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大答案 AD解析增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数增加，则光电流增大，选项A 正确；光电效应能否发生与照射光频率有关，与照射光强度无关，选项B 错误；改用频率较小的光照射时，如果光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，否则，不能发生光电效应，选项C 错误；光电子的最大初动能E k＝hν＝A，故改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大，选项D正确．5．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池两极相连，各电池的电动势E和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5 eV，现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出)，那么下列图中电子能到达金属网的是()答案BC解析逐项分析如下：(时间：60分钟)题组一光电效应的现象及规律1．光电效应实验中，下列表述中正确的是() A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流C ．遏止电压与入射光的频率有关D ．入射光频率大于极限频率才能产生光电子答案 CD解析光电效应中有无光电流与入射光的强弱、照射时间长短无关，A 、B 错．遏止电压与入射光频率有关，入射光频率越大，光电子的最大初动能也越大，而E k ＝eU c ，故U c 也越大，C 正确．任何金属都有一个极限频率，只有入射光的频率大于极限频率时，才能产生光电效应，D 正确．2. (2014·文昌高二检测)在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连，用弧光灯(紫外线)照射锌板时，静电计的指针就张开一个角度，如图4－2－6所示，这时 ( )A ．锌板带正电，指针带负电B ．锌板带正电，指针带正电C ．若用黄光照射锌板，则可能不产生光电效应现象D ．若用红光照射锌板，则锌板能发射光电子答案 BC解析锌板在紫外线照射下，发生光电效应现象，有光电子飞出，故锌板带正电，指针上的部分电子被吸引到锌板上发生中和，使指针带正电，B 对、A 错；红光和黄光的频率都小于紫外线的频率，都可能不产生光电效应，C 对、D 错．3．(2014·东莞高二检测)用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的太阳光照射该金属，则 ( )A ．可能不发生光电效应B ．逸出光电子的时间明显变长C ．逸出光电子的最大初动能不变D ．单位时间逸出光电子的数目变小答案CD 图4－2－6解析由于太阳光含有紫光，所以照射金属时发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变，又因为光强变弱，所以单位时间逸出光电子的数目变小，C 、D 正确，A 错误；产生光电效应的时间几乎是瞬时的，B 错误． 4．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A ．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B ．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C ．发生光电效应的时间一般都大于10－7 sD ．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比答案 D解析由ε＝hν＝h cλ知，当入射光波长大于极限波长时，不能发生光电效应，故A 错；由E k ＝hν－A 知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光的强度无关，故B 错；发生光电效应的时间一般不超过10－9 s ，故C 错． 5. 如图4－2－7所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过．其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间太短D ．电源正负极接反答案 BD解析金属存在截止频率，超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出．发射的光电子的动能随频率的增大而增大，动能小时不能克服反向电压，也不能有光电流．入射光的频率低于截止频率，不能产生光电效应，与光照强弱无关，选项B 正确，A错误；电路中电源正负极接反，对光电管加了反向电图4－2－7压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，D正确；光电效应的产生与光照时间无关，C错误．6．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是() A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加答案AD解析光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小．当入射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加，又紫光的频率高于绿光的频率．而增加光的照射强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加．故正确选项有A、D.题组二光电效应方程及应用7．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是() A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系E．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k与金属的逸出功成线性关系答案ADE解析E k＝hν－A＝h cλ－A，同种金属逸出功相同，最大初动能与照射光强度无关，与照射光的波长有关但不是反比例函数关系，最大初动能与入射光的频率成线性关系，不同种金属，保持入射光频率不变，最大初动能E k与逸出功成线性关系．8．(2014·柳州高二检测)用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k－ν图线．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功为3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k－ν坐标系中，则正确的图是()答案 A解析根据光电效应方程E k＝hν－A可知，E k－ν图象的斜率为普朗克常量h，因此图中两线应平行，故C、D错误；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率即极限频率．由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率高，所以A正确、B错误．9．在光电效应实验中，某金属的截止频率对应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.答案hcλ0hce·λ0－λλ0λ题组三综合应用10．频率为ν的光照射到一种金属表面上，有电子从金属表面逸出，当所加反向电压U的大小增大到3 V时，光电流刚好减小到零．已知这种金属的极限频率为νc＝6.00×1014Hz，因此入射光的频率ν＝________Hz.(电子电荷量e＝1.60×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)答案 1.32×1015解析光电子的最大初动能E k＝eU c①由爱因斯坦光电效应方程有E k ＝hν－hνc ② 联立①②得：ν＝eU ch ＋νc ＝1.32×1015 Hz11．分别用λ和34λ的单色光照射同一金属，发出的光电子的最大初动能之比为1∶3.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是多大？答案5hc 6λ解析设此金属的逸出功为A ，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为λ的光照射时：E k1＝hcλ－A①当用波长为34λ的光照射时：E k2＝4hc3λ－A② 又E k1E k2＝13③解①②③组成的方程组得：A ＝5hc 6λ. 12．铝的逸出功为4.2 eV ，现用波长200 nm 的光照射铝的表面．已知h ＝6.63×10－34J ·s ，求：(1)光电子的最大初动能； (2)遏止电压； (3)铝的截止频率．答案 (1)3.225×10－19 J (2)2.016 V (3)1.014×1015 Hz解析 (1)根据光电效应方程E k ＝hν－A 有E k ＝hc λ－A ＝6.63×10－34×3.0×108200×10－9 J －4.2×1.6×10－19 J ＝3.225×10－19 J (2)由E k ＝eU c 可得U c＝E ke＝3.225×10－191.6×10－19V＝2.016 V.(3)hνc＝A知νc＝Ah＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz＝1.014×1015 Hz.。

高二物理选修3-5原子物理同步练习题

考点：光的波粒二象性光电效应以及爱因斯坦光电效应方程（I）1.关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流的强度与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应【解析】金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，光电流的强度与入射光强度成正比，选项A、B错误。

不可见光包括能量大的紫外线、X射线、γ射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项C错误。

所以应选D。

2.下列关于近代物理知识说法中正确的是A．光电效应显示了光的粒子性B．玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象C．康普顿效应进一步证实了光的波动特性D．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的答案： AD3、如图所示，电路中所有元件完好，光照射到阴极上时，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是A. 入射光太弱；B. 入射光波长太长；C. 光照时间短；D. 电源正负极接反。

【解析】在本题电路中形成电流的条件，一是阴极在光的照射下有光电子逸出，这决定于入射光的频率是否高于阴极材料的极限频率，与入射光的强弱、照射时间长短无关；二是逸出的光电子应能在电路中定向移动到达阳极。

光电子能否到达阳极，应由光电子的初动能大小和两极间所加电压的正负和大小共同决定。

一旦电压正负极接反，即使具有很大初动能的光电子也可能不能到达阳极，即使发生了光电效应现象，电路中也不能形成光电流。

故该题的正确答案是B、D。

4．(2009年上海卷)光电效应的实验结论是：对于某种金属A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：根据光电效应规律可知A正确，B、C错误．根据光电效应方程12mv2m＝hν－W，频率ν越高，初动能就越大，D正确．答案：A D5．(2009年广东卷)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件．下列表述正确的是A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析：电池是把其他形式的能转化成电能的装置．而硅光电池即是把光能转变成电能的一种装置．答案：A6.（2011上海物理）用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则A．图像(a)表明光具有粒子性B．图像(c)表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图像D．实验表明光是一种概率波解析：当少量光打到屏上时，得到一些亮点，如图(a),光具有粒子性。

2018-2019学年教科版选修3-5光电效应与光的量子说光的波粒二象性第1课时作业

4.2光电效应与光的量子说 4.3光的波粒二象性1．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )解析：依据光电效应方程E k ＝h ν－W 可知，E k ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W h，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确．答案：A2．(多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k ，下列说法正确的是( )A ．对于同种金属，E k 与照射光的强度无关B ．对于同种金属，E k 与照射光的时间成正比C ．对于同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系D ．对于不同种金属，若照射光频率不变，E k 与金属的逸出功成线性关系解析：发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，E k ＝h ν－W ，所以E k 与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，A 正确，B 错误；由E k ＝h ν－W 可知，对同种金属，E k 与照射光的频率成线性关系，若频率不变，对不同金属，E k 与W 成线性关系，C 、D 正确．答案：ACD3．(多选)(2018·承德模拟)用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( )A ．增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定减小B ．a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C ．a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长D ．若a 光是氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的解析：增大a 光的强度，从金属板中打出的光电子数增多，验电器带电荷量增大，指针偏角一定增大，选项A 错误；a 光照射到金属板时发生光电效应现象，从金属板中打出电子，金属板带正电，因此，验电器的金属小球带正电，选项B 错误；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，因此a 光的频率大于b 光的频率，a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长，选项C 正确；氢原子从n ＝4的能级向n ＝1的能级跃迁时产生的光子能量大于氢原子从n ＝5的能级向n ＝2的能级跃迁时产生的光子能量，选项D 正确．答案：CD4．(多选)如图所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间短D ．电源正、负极接反解析：入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确．答案：BD5．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知( )A ．该金属的截止频率为4. 27×1014 HzB ．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC ．该图线的斜率表示普朗克常量D ．该金属的逸出功约为1.8 eV解析：由光电效应方程E k ＝h ν－W 0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A 正确，B 错误；图线的斜率表示普朗克常量h ，C 正确；该金属的逸出功W 0＝h ν0＝6.63×10－34×4.27×1014 J ＝1.8 eV ，选项D 正确．答案：ACD6．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )解析：依据光电效应方程E k ＝h ν－W 0可知，E k ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k ν图线应该平行．图线的横轴截距代表截止频率νc ，而νc ＝W 0h，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确．答案：A7．下列说法中正确的是( )A ．物质波属于机械波B．只有像电子、质子、中子这样的微观粒子才具有波动性C．德布罗意认为任何一个运动的物体，小到电子、质子、中子，大到行星、太阳都有一种波与之相对应，这种波叫物质波D．宏观物体运动时，看不到它的衍射和干涉现象，所以宏观物体运动时不具有波动性答案 C解析物质波是由实物粒子的运动形成，而机械波是由组成物体的质点做周期性运动形成，故A错误；不论是微观粒子，还是宏观物体，只要它们运动，就有与之对应的物质波，故B、D均错误，C正确。

高中物理教科版选修(3-5)4.2 同步练习 《光电效应与量子说》(教科)

高中物理教科版选修(3-5)4.2 教学设计 《光电效应与光的量子说》(教科)

2018-2019学年教科版选修3-5 光电效应与光的量子说 第1课时 作业