物理鲁科选修35同步测控：第五章第1节光电效应 含解析
鲁科版高中物理选修3-55.1光电效应同步练习(含答案解析)(4)
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作5.1 光电效应同步练习1．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则（）A．在真空中，a光的传播速度较大B．在水中，a光的波长较小C．在真空中，b光光子的能量较大D．在水中，b光的折射率较小解析：根据光电效应产生的条件知道，入射光的频率必须大于或等于金属的极限频率，才能产生光电效应现象，所以a光的频率大于b光的频率。
在同一种介质中a光的折射率大于b光的折射率。
根据公式n=C/v，在同一种介质中a光的传播速度小于b光，根据爱因斯坦的光子说，光子的能量E=hγ，a光光子的能量大于b光光子的能量。
根据波速公式v=λν，在水中a光的波长小于b光的波长。
答案： BD2．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa >λb>λc，用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应。
若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（）A．a光速照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小．解析：由a、b、c三束单色光的波长关系λa >λb>λc，及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：va <vb<vc。
故当b光恰能使金属发生光电效应时，a光必然不能使该金属发生光电效应，c光必然能使该金属发生光电效应，A对，B错；又因为发生光电效应时释放的光电子数目与光照强度有关，光照越强，光电子数目越多，由于光照强度未知，所以光电子数目无法判断，C错；而光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D错，故正确答案为A。
答案：A3．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能，若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量) （）A．hv B．Nhv/2 C．Nhv D．2Nhv解析：据光子说可知：光子能量与频率有关，一个光子能量为E=hv(h为普朗克常量)，N个光子的能量为Nhv，所以C正确。
高二物理鲁科版选修35课件：5.15.2 光电效应 康普顿效应
探究一
探究二
●名师精讲●
(1)光子说对康普顿效应的解释: 假定 X 射线光子与电子发生完全弹性碰撞,这种碰撞跟台球比赛中的 两球碰撞很相似。按照爱因斯坦的光子说,一个 X 射线光子不仅具有能量 E=hν,而且还有动量,如图所示。这个光子与静止的电子发生弹性斜碰,光子 把部分能量转移给了电子,能量由 hν 减小为 hν',因此频率减小,波长增大。 同时,光子还使电子获得一定的动量。
10-9s 内发生光电效应。 2.光电效应的理论解释 (1)看似连续的光实际上是由个数有限、分立于空间各点的光子组成的,
每个光子的能量为 hν。 (2)hν=W+12mv2 称为爱因斯坦光电效应方程。
思考你对光电效应中的“光”是怎样认识的?
提示:这里的光,可以是可见光,也可以是紫外线、X 光等。
3.光电效应的应用 光电开关、光电成像和光电池都是光电效应的应用。
第5章 波与粒子
第1节 光电效应 第2节 康普顿效应
情境导入
用弧光灯照射连在验电器 上的锌板,验电器的金属 箔会张开一个角度;早晚 霞的颜色都是橘红色的。 你想知道上述现象的原因 吗?
课程目标
1.知道什么是光电效应,通过实验了解光电效 应实验现象。 2.理解爱因斯坦光子说,并能够用它解释光电效应 实验现象。 3.理解爱因斯坦光电方程,并能运用它来解决一些 简单问题。 4.了解康普顿效应的实验现象,了解光子理论对康 普顿效应的解释。 5.认识到光电效应证明了光子是具有能量的量子, 而康普顿效应进一步证明光子还具有动量,能像 实物粒子一样发生弹性碰撞,真正具有粒子的特 性。 6.认识光具有的波粒二象性,了解玻恩的概率波理 论对光的波粒二象性的解释。
鲁科版高中物理选修3-5课件 光电效应课件1
课
前 自 主 导
子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是 0～12mv2 范围内
课 时 作 业
学 的任何数值．
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程．
课
学 教
能量为 E＝hν 的光子被电子所吸收，电子把这些能量的 堂 互
法 分 析
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 W，则电
悦.
课 时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
课
学
堂
教 法
●课标解读
互 动
分 析
探
1．知道什么是光电效应，通过实验了解光电效应现象， 究
知道光电效应的瞬时性和极限频率的概念及其与电磁理论
教 学
的矛盾．
当 堂
方
双
案 设
2．理解爱因斯坦的光子说及光电方程，并用来解释光
基 达
计
标
电效应现象．
课
前
课
自
基 达
计
标
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
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
LK·物理 选修 3-5
教
课
学
堂
教 法
【解析】 根据光电效应的实验规律知，从光照射金属 互 动
分 析
表面到光电子发射的时间间隔极短，这与光的强度无关，故
探 究
A 错误；实验规律还指出，逸出光电子的最大初动能与入射
鲁科版选修(3-5)第1节《光电效应》word学案
第 周 第一课时 年 月 日 班级 姓名 学习内容：光电效应学习目标：1、理解光电效应中极限频率的概念。
2、知道光电效应的瞬时性。
3、理解光子说及其对光电效应的解释。
4、理解爱因斯坦光电效应方程并学会解决柬大问题。
课前检测：1、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，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 、锌板带负电，指针带正电；D 、锌板带负电，指针带负电。
2、某介质中光子的能量是E ，波长是λ，则此介质的折射率是：（C 为真空中传播的速度）A 、λE/h ；B 、λE/ch ；C 、ch/λE ；D 、h/λE 。
讲与练：（一）光电效应：1、光电效应：在光（包括不可见光）的照射下从物体 的现象称为光电效应。
2、光电效应的规律：（1）任何一种金属都有一个 υ0，入射光的频率必须 υ0 ，才能产生光电效应；（2）光电子的最大初动能与入射光的强度 ,只随入射光的频率（3）入射光照射到光电子发射几乎是 ；（4）发生光电效应时，光电流的强度与入射光强度成 .3、波动说对光电效应解释的困难：（1）金属中的自由电子，由于受到带正电的原子核的吸引，必须从外部获得足够的能量才能从金属中逸出。
按照波动理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关，因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能够使电子获得足够的能量产生光电效应。
然而这跟实验结果是直接矛盾的。
极限频率的存在，即频率低于某一数值的光不论强度如何都不能产生光电效应，这是波动理论不能解释的。
（2）波动理论也不能解释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）产生光电效应的时间之短，也跟波动理论相矛盾，一束很弱的光波照射到物体上时，它的能量分布到大量的原子上，怎么可能在极短的时间内把足够的能量集中到一个电子上面使它从物体中飞出来呢？（二）光子说：1、光子说：在空间传播的光是不连续的，而是 ，每一份叫一个 ，光子的能量 （h 为普朗克常量）2、光子说可以完全解释光电效应：3、逸出功（W ）：金属表面上的电子逸出时要克服金属原子核的吸引力而做的功。
鲁科版高中物理选修3-5同步练测：第五章第一节光电效应.docx
高中物理学习材料桑水制作第一节光电效应建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图1所示，这时（）图1A.锌板带正电，指针带负电B.锌板带正电，指针带正电C.锌板带负电，指针带正电D.锌板带负电，指针带负电2.（上海物理）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，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3.在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括X光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量ℎ、电子电荷量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（）A.最短波长为ceUℎB.最长波长为ℎceUC.最小频率为eUℎD.最大频率为eUℎ4. (重庆理综)真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ1和λ2）制成，极板面积为S，间距为d.现用波长为λ(λ1＜λ＜λ2)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q正比于（）A.dS(λ−λ1λλ1) B.dS(λ2−λλλ2)C.Sd(λ−λ1λλ1) D.Sd(λ2−λλλ2)5.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.从光照到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6.下列对光子的认识，正确的是（）A.光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的光电子B.光子说中的光子就是光电效应中的光电子C.在空间传播中的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子桑水D.光子的能量跟光的频率成正比7.对光电效应的解释正确的是（）A.金属内的每一个电子都要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所做的最小功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子能量就越大，光电子的初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光最低频率也不同8.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.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坐标图中,用实线表示钨，虚线表示锌,则正确反映这一过程的图象是图2所示中的( )图29.关于光电效应，下列说法正确的是（）A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多10.(江苏高考)研究光电效应规律的实验装置如图3所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生.由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极图3A做减速运动.光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出.当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0.图4表示光电效应实验规律的图象中，错误的是（）图4二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.在伦琴射线管两极间加6.63×104 V的电压，设从阴极发出的电子的初速度为零，加速到达阳极时具有的动能的10%变为伦琴射线的光子的能量，普朗克常量为 6.63×10-34 J·s，电子电荷量为1.6×10-19 C，伦琴射线的波长为 .12. (上海物理)如图5所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零，用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带电（选填“正”或“负”）；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会偏转，说明金属锌的极限频率红外线的频率（选填“大于”或“小于”）.图5三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）桑水13.（8分）光具有波动性已被人们所接受,光具有能量,光的能量是连续的还是分立的? 光是否也具有粒子性呢?14.（13分）已知金属铯的极限波长为0.66μm.用0.50μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳?铯金属的逸出功为多少焦耳?15.（13分）一束频率为5×1014 Hz的黄光，以60°的入射角从真空中射入玻璃，其折射角为30°，求黄光在玻璃中的速度、波长和每个光子的能量.16.（14分）在半径r=10 m的球壳中心有一盏功率为P=40 W的钠光灯（可视为点光源），发出的钠黄光的波长为λ＝0.59μm，已知普朗克常量ℎ＝6.63×10-34J·s，真空中光速c=3×108 m/s.试求每秒钟穿过S=1 cm2球壳表面的光子数目.桑水第一节光电效应答题纸得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11． 12.三、计算与简答题1314.1516.桑水第一节光电效应参考答案一、选择题1.B 解析：本题应从光电效应、验电器原理来考虑解答.锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器指针亦带正电，故B对.2. AD 解析：能不能发生光电效应，取决于灯光的频率是不是大于极限频率与灯光的强度无关，A对，B错；由E k＝ℎν−W知，灯光频率ν越大，光电子的最大初动能E k就越大，与灯光的强度无关，C错.D 对.3. D 解析：电子被电场加速获得的动能为eU.产生光子能量的最大值E=ℎν=eU.故光子频率的最大值为ν=eUℎ.光子波长的最小值为λ=cν=ℎceU,选项D正确.4.D 解析：由C=QU 可知，Q=CU=εS4πkdU.从金属板钾中打出的光电子的最大初动能E km=ℎcλ−ℎcλ2,当eU=E km时极板上带电荷量最多，联立可知D项正确.5.C 解析：发生光电效应几乎是瞬间的，所以选项A错误.入射光强度减弱，说明单位时间内入射光子数减少；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，选项B也是错误的.入射光子数目减少，逸出的光电子数目也减少，可见选项C正确.入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率大于这种金属的极限频率，一定能发生光电效应，故选项D错误.6. CD 解析：根据光子说，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，简称光子，而牛顿的“微粒说”中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒，光电效应中的光电子指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，称为光电子，故A、B选项错误而C选项正确.由E=ℎν知光子能量E与其频率ν成正比，故D选项正确.7.BD 解析：按照爱因斯坦光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关.入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大，但要使电子离开金属，需使电子吸收一个光子，因此只要光子的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应.从金属中逸出时，只有在金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功，不同金属逸出功不同.故正确选项为B、D.8. A 解析：根据爱因斯坦光电效应方程E k=ℎν−W.设极限频率为ν0,则W=ℎν0， E k=ℎν−ℎν0=ℎ(ν−ν0).9. A 解析：由爱因斯坦光电效应方程可知W=ℎν0，所以极限频率越大，逸出功越大，A正确；低于极限频率的光无论强度多大，照射时间多长，都不可能产生光电效应，B错误；光电子的最大初动能还与照射光子的频率有关，C错误；单位时间内逸出光电子个数与光强成正比，与频率无关，D错误.10. B 解析：A选项，反向电压U和频率一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阴极A的光电子数与光强也成正比，故光电流i与光强I成正比，A正确.B选项，由动能定理，−qU0=0−E km,又因E km=ℎν−W,所以U0=ℎq ν−Wq，可知截止电压U0与频率ν是线性关系，不是正比关系，故B错误.桑水C选项，光强I与频率ν一定时，光电流i随反向电压的增大而减小，又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知C正确.D选项，由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的,时间小于10-9 s,10-9 s后，光强I和频率ν一定时，光电流恒定，故D正确.二、填空题11. 1.875×10-10 m解析：电子在伦琴射线管中加速到阳极所获得的动能E k=eU伦琴射线光子的能量E=ηE k =ℎcλ光子的波长λ=ℎcηE k =ℎcηeU= 6.63×10−34×3.0×1080.1×1.6×10−19×6.63×104m=1.875×10−10 m.12.正大于解析：紫外线照射锌板后，与锌板相连的验电器指针发生明显偏转，可知锌板带电.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因此橡胶棒与锌板接触，验电器指针张角变小，说明锌板上的电荷与橡胶棒上的电荷电性相反，由此可判断锌板带正电.金属要发生光电效应，入射光的频率必须大于金属的极限频率，本题中红外线照射锌板.验电器指针不偏转，说明没发生光电效应.因此可判断锌的极限频率大于红外线的频率.三、计算与简答题13.解析：光的能量是分立的，具有量子化特点，光具有粒子性14. 9.6×10-20J 3.0×10-19 J解析：光波的波长越小,频率就越大,光子的能量就越大,反之光子能量就越小.当光子能量等于逸出功时波长最长,所以W=ℎν0=ℎcλ0=6.63×10-34×3×1080.66×10−6J≈3.0×10-19 J.由爱因斯坦光电效应方程12mv02=ℎν−W所以12mv02=ℎcλ−ℎcλ0=6.63×10−34×3×108×(10.50×10−6−10.66×10−6) J≈9.6×10-20 J.15. v=1.732×108 m/s λ=3.5×10-7 m E=3.3×10-19 J16. 9.4×1012个解析：钠黄光的频率ν=cλ＝3×1080.59×10−6Hz=5.1×1014 Hz则一个光子的能量E0＝ℎν=6.63×10-34×5.1×1014 J=3.4×10-19 J 又钠黄灯在t=1 s内发出光能E=Pt=40×1 J＝40 J那么在t=1 s内穿过球壳S=1 cm2的光子能量E1=S·E4πr2=1×10−44×3.14×102×40 J=3.2×10−6 J则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数n=E1E0= 3.2×10−63.4×10−19=9.4×1012（个）.桑水。
鲁科版高中物理第五章第一节 光电效应教案
鲁科版高中物理第五章第一节光电效应教案
第一节光电效应
鲁科版高中物理（选修）教案
第五章波与粒子
第一节光电效应
三维教学目标
1、知识与技能
（1）通过实验了解光电效应的实验规律。
（2）知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
（3）了解康普顿效应，了解光子的动量
2、过程与方法：经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。
3、情感、态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点：光电效应的实验规律
教学难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备
一）引入新课
回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？
（多媒体投影，见课件。
）光的干涉、衍射现。
2018年鲁科版物理选修3-5 第5章 第1节 光电效应 第2节 康普顿效应
第1节 光电效应第2节 康普顿效应光 电 效 应[先填空]1．光电效应现象：在物理学中，在光的照射下电子从物体表面逸出的现象．2．光电效应的实验规律(1)发生的条件：每一种金属对应一种光的最小频率，又称极限频率．只有当光的频率大于或等于这个最小频率时，才会产生光电效应．当光的频率小于这个最小频率时，即使增加光的强度或照射时间，也不能产生光电效应．(2)与光的强度的关系：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多．(3)发生光电效应所需的时间：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．3．光子说：看似连续的光实际上是由个数有限、分立于空间各点的光子组成的，每一个光子的能量为hν.光在发射和吸收时能量是一份一份的．4．光电效应方程(1)表达式：hν＝W＋12m v2.(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于从金属表面逸出时做功，剩下的表现为电子逸出后的最大初动能．5．光电效应的应用(1)光电开关．(2)光电成像．(3)光电池．[再判断]1．光电效应实验中光照时间越长光电流越大．(×)2．光电效应实验中入射光足够强就可以有光电流．(×)3．光电子的最大初动能与入射光的强度无关．(√)[后思考]你对光电效应中的“光”是怎样认识的？【提示】这里的光，可以是可见光，也可以是紫外线、X光等．[核心点击]1．爱因斯坦光子理论对光电效应的解释(1)解释极限频率的存在：光照射到金属板时，光子将能量传递给电子，每个光子的能量为hν，所以一个光子传递给一个电子的能量为hν，电子要脱离原子核的引力，有一个最小能量，最小能量对应发生光电效应时入射光的最小频率，即极限频率．如果小于这一频率，即使增大光强，也不会使电子逸出．这是因为增大光强，只是增加了吸收光子能量的电子数，单个电子吸收的光子能量仍为hν，电子仍不能逸出．(2)解释光电效应的瞬时性：电子吸收光子的能量时间很短，几乎是瞬时的．如果入射光频率低于极限频率，即使增加照射时间，也不能使电子逸出．因为一个电子吸收一个光子后，在极短的时间内就可以把能量传递给其他粒子，所以电子不可能通过能量积累逸出金属表面．(3)解释最大初动能与频率的关系：由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋12m v2可知，电子从金属中逸出所需克服束缚而消耗的能量的最小值为逸出功，从金属表面逸出的电子消耗的能量最少，逸出时的动能值最大，称为最大初动能．就其他逸出的电子而言，离开金属时的动能小于最大初动能．最大初动能的大小与光的强度无关，与光的频率有关．2．光电效应规律中的两个关系(1)由hν＝W＋12m v2得12m v2＝hν－W，逸出电子的最大初动能Ekm(即12m v2)与入射光的频率成一次函数关系．(2)产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多．即如果形成光电流，光电流的强度与入射光的强度成正比．1．(多选)光电效应实验的装置如图5-1-1所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下面说法中正确的是()图5-1-1A．用紫外线照射锌板，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．使验电器指针发生偏转的是正电荷【解析】弧光灯发出的紫外线可使锌板发生光电效应，锌板带正电，验电器小球带正电，验电器指针也带正电，使其指针发生偏转，故A、D正确，C错误；绿光的频率小于锌板的极限频率，所以用绿光照射锌板，验电器指针不会发生偏转，B错误．【答案】AD2．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() 【导学号：64772062】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，不能发生光电效应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【解析】增大入射光的强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A项正确．减小入射光的强度，只是光电流减小，光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与光的强度无关，B项错误．改用频率小于ν的光照射，但只要光的频率大于极限频率ν0仍然可以发生光电效应，C项错误．由爱因斯坦光电效应方程hν－W逸＝12m v2得：光频率ν增大，而W逸不变，故光电子的最大初动能变大，但ν与12m v2不成正比，故D错误．【答案】 A3．(多选)如图5-1-2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()图5-1-2A．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【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－W0，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＝W0，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W0＝E，故选项A正确，选项C、D错误．【答案】AB(1)极限频率为ν0的光照射金属对应逸出电子的最大初动能为零，逸出功W ＝hν0.(2)某种金属的逸出功是一定值，随入射光频率的增大，光电子的最大初动能增大，但光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比.康普顿效应及光的波粒二象性[先填空]1．光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生改变的现象．蔚蓝的天空、殷红的晚霞是大气层对阳光散射形成的，夜晚探照灯或激光的光柱，是空气中微粒对光散射形成的．2．康普顿效应在光的散射现象中，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．这种现象称为康普顿效应．3．康普顿的理论当光子与电子相互作用时，既遵守能量守恒定律，又遵守动量守恒定律．在碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子能量减少，波长变长．4．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，为光子说提供了又一例证．5．光电效应与康普顿效应发生光电效应或康普顿效应取决于入射光的波长．当波长较短的X射线或γ射线入射时，产生康普顿效应；当波长较长的可见光或紫外光入射时，主要产生光电效应．6．光的波粒二象性(1)光的本性：光子既有粒子的特征，又有波的特征，即光具有波粒二象性．(2)光是一种电磁波．(3)当光的波长较长时，光在传播过程中波动性明显；当光的波长较短时，光子与粒子相互作用时，粒子性明显．[再判断]1．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量．(√)2．康普顿效应进一步说明光具有粒子性．(√)3．光的波动性和粒子性是统一的，光具有波粒二象性．(√)[后思考]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，尽管太阳光线耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的，为什么？【提示】地球上存在着大气，太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空的真空环境下，光不再散射，只向前传播．[核心点击]1．对康普顿效应的理解(1)实验现象X射线管发出波长为λ0的X射线，通过小孔投射到散射物石墨上．X射线在石墨上被散射，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．(2)康普顿效应与经典物理理论的矛盾按照经典物理理论，入射光引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光．散射光的频率应该等于粒子受迫振动的频率(即入射光的频率)．因此散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应该出现波长变长的散射光．另外，经典物理理论无法解释波长改变与散射角的关系．(3)光子说对康普顿效应的解释假定X射线光子与电子发生弹性碰撞．①光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长．②因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长的改变与散射角有关．2．对光的波粒二象性的理解(1)光的粒子性的含义粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的，光的粒子即光子，不同于宏观概念的粒子，但也具有动量和能量．①当光同物质发生作用时，表现出粒子的性质．②少量或个别光子易显示出光的粒子性．③频率高，波长短的光，粒子性特征显著．(2)光的波动性的含义光的波动性是光子本身的一种属性，它不同于宏观的波，它是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性(概率)大小可用波动规律描述．①足够能量的光(大量光子)在传播时，表现出波的性质．②频率低，波长长的光，波动性特征显著．(3)光的波粒二象性①光的粒子性并不否定光的波动性，光既具有波动性，又具有粒子性，波动性、粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．②只有从波粒二象性的角度，才能统一说明光的各种行为．4．康普顿散射的主要特征是() 【导学号：64772114】A．散射光的波长与入射光的波长全然不同B．散射光的波长有些与入射光的相同，但有些变短了，散射角的大小与散射波长无关C．散射光的波长有些与入射光的相同，但也有变长的，也有变短的D．散射光的波长有些与入射光的相同，有些散射光的波长比入射光的波长长些，且散射光波长的改变量与散射角的大小有关【解析】光子和电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长．散射角不同，能量减少情况不同，散射光的波长也有所不同，也有一部分光子与原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变，故只有D正确．【答案】 D5．(多选)对光的认识，下列说法正确的是()A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在某些场合下光的粒子性表现明显【解析】光是一种概率波，少量光子的行为易显示出粒子性，而大量光子的行为往往显示出波动性，A选项正确；光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，而是光的一种属性，这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实，B选项正确；粒子性和波动性是光同时具备的两种属性，C选项错误，D选项正确．【答案】ABD6．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图5-1-3给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿________方向运动，并且波长________(选填“不变”“变短”或“变长”). 【导学号：64772063】图5-1-3【解析】因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．【答案】1变长对光的波粒二象性的两点提醒1．光的干涉和衍射及偏振说明光具有波动性，而光电效应和康普顿效应是光具有粒子性的例证．2．波动性和粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．当光与其他物质发生作用时，表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高波长短的光，粒子性显著．大量光子在传播时表现为波动性；频率低波长长的光，波动性显著．学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)[学业达标]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 ．从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增大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】 光电效应几乎是瞬时发生的，与入射光强度无关，A 不对．由于已经发生光电效应，说明入射光的频率大于该金属的极限频率，当频率保持不变时，一定能发生光电效应，D 错．入射光的强度减弱，说明单位时间内入射到金属表面的光子数减少，所以单位时间内从金属表面逸出的光电子数目也将减少，C 选项正确．逸出的光电子的最大初动能与入射光频率有关，与入射光强度无关，B 错．【答案】 C2．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( ) 【导学号：64772115】A ．频率变大B ．速度变小C ．光子能量变大D ．波长变长【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，由λ＝h p ，E ＝hν，可知光子频率变小，波长变长，故D 正确，A 、C 错误．由于光子速度是不变的，故B错误．【答案】 D3．(多选)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5-1-4(a)、(b)、(c)所示的图像，则下列说法正确的是()图5-1-4A．图像(a)表明光具有粒子性B．图像(c)表明光具有波动性C．实验表明光是一种概率波D．实验表明光是一种电磁波【解析】用很弱的光做双缝干涉实验得到的图片上的一个一个无分布规律的光点，体现了光的粒子性，故A正确；经过较长时间曝光的图片(c)，出现了明暗相间的条纹，波动性较为明显，本实验表明光是一种概率波，但不能表明光是一种电磁波，故B、C均正确，D错误．【答案】ABC4．(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与照射光的波长成反比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】E k＝hν－W＝h cλ－W，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．【答案】ACD5．(多选)对于光的波粒二象性的理解正确的是()A．大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子C．高频光是粒子，低频光是波D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著【解析】光具有波粒二象性，大量光子显示波动性、个别光子显示出粒子性，光传播时显示波动性，与物质相互作用时显示粒子性，频率高显示粒子性，频率低显示波动性，而不是粒子和波转换．故B、C错误，A、D正确．【答案】AD6．(多选)实验得到金属钙的光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图5-1-5所示．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是()【导学号：64772064】图5-1-5A.km斜率大B．如用金属钠做实验得到的E km-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C．如用金属钠做实验得到的E km-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－E k2)，则E k2<E k1D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，不可能有光电子逸出【解析】由光电效应方程E km＝hν－W可知E km-ν图线是直线，且斜率相同，A、B错误；由表中列出的截止频率和逸出功数据可知，C正确，当入射光的频率小于金属钨的截止频率时，不发生光电效应，不可能有光电子逸出，D正确．【答案】CD7．太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射直接转换成电能．如图5-1-6所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．图5-1-6(1)在图上标出电源和电流表的正、负极；(2)入射光应照射在________极上；(3)若电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少________个．【解析】由题图可以看出，光电管的B极为阴极，所以光应照射在B极上，要形成光电流，应加正向电压，即电源左边是正极，右边是负极，电流表是上正下负，Q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5C，而n＝Qe，所以含有6.25×1013个光电子．【答案】(1)电源左边是正极，右边是负极，电流表是上正下负(2)B(3)6.25×10138．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 cλ＝4.42×10－19 J.(2)紫光频率ν＝cλ＝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 J[能力提升]9．(多选)下列说法中正确的是() 【导学号：64772116】A．光的波粒二象性学说是牛顿的微粒说加惠更斯的波动说组成的B．光的波粒二象性彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说C．光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量E＝hν中，频率ν表示波的特性，E表示粒子的特性D．光波不同于宏观观念中连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波【解析】光的波粒二象性不是惠更斯的波动说与牛顿的粒子说相加，光子说也没有否定电磁说．【答案】CD10．(多选)如图5-1-7所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接，用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而且另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G 的指针不偏转．下列说法正确的是()图5-1-7A．a光的频率一定大于b光的频率B．电源正极可能与c接线柱连接C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→f【解析】用单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用单色光b照射时，电流计G的指针不偏转，说明单色光a的频率一定大于单色光b的频率，A对．单色光a照射时一定发生光电效应，单色光b照射时可能发生光电效应，但由于加反向电压，光电流为零，也可能没有发生光电效应，C错误，B对．若灵敏电流计的指针发生偏转，电流方向一定是与电子定向运动的方向相反，由e→G→f，D对．【答案】ABD11．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图5-1-8甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.图5-1-8(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)光电管中光束直接照射的K极为光电管的阴极，所以电极A 为光电管的阳极．(2)由U c-ν图线可知，铷的截止频率νc＝5.15×1014 Hz金属的逸出功W＝hνc ＝6.63×10－34×5.15×1014 J＝3.41×10－19J.(3)由光电效应方程E k＝hν－W可得产生的光电子的最大初动能E k＝6.63×10－34×7.00×1014 J－3.41×10－19 J＝1.23×10－19 J.【答案】(1)阳极(2)5.15×1014 3.41×10－19(3)1.23×10－1912．A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E k A、E k B.求该金属的逸出功. 【导学号：64772066】【解析】由光电效应方程可得：E k A＝E A－W，E k B＝E B－W，又E A∶E B＝2∶1，可解得该金属的逸出功W＝E k A－2E k B. 【答案】E k A－2E k B。
物理鲁科版选修3-5学案：知识导航第五章第1节光电效应含解析
第5章波与粒子第1节光电效应思维激活爱因斯坦的光子说是如何被认可的？提示：爱因斯坦提出光子说后，尽管他的论证清晰简明，但当时科学界的反应十分冷淡.量子论的创始人普朗克也责怪爱因斯坦的光子说“走得太远”.美国实验物理学家密立根将自己视为光的波动理论的捍卫者，并定下了工作目标:对爱因斯坦的光电效应方程进行彻底检验,以扼制这种“不可思议的”“大胆的"和“轻率的”光子说.密立根对光电效应进行了长期研究.在1916年发表的论文中，他公布了实验结果：光电子的最大动能与入射光频率的关系曲线,确实是一条直线，由直线斜率还精确测定了h的值。
他写道：“尽管有时我认为我掌握了与该方程不相符合的证据，但我发现,研究的时间越长，误差消除得越干净，方程预见的结果就越发符合我观察到的结果.”但他仍然认为“引出该方程的物理理论似乎是完全站不住脚的”。
从中我们可以见到，虽然密立根对光子说采取排斥态度，但他毕竟是一位科学家,具有实事求是的科学精神.密立根的实验结果促成爱因斯坦“因在数学物理方面的成就,尤其是发现了光电效应的规律"而荣获1921年的诺贝尔物理学奖，密立根也“因基本电荷及光电效应方面的工作”而荣获1923年的诺贝尔物理学奖.自主整理1。
在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射________的现象,叫做光电效应，发射出的________叫光电子.2。
光电效应的实验规律(1）任何一种金属都有一个________，入射光的频率必须________这个频率，才能产生光电效应。
(2）光电子的最大初动能与入射光的强度________,只随入射光的________增大而增大.（3)入射光照射到金属板上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不会超过________s.（4）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与________成正比.3。
光子说光是一份一份地不连续传播的，每一份叫做一个光子，光子能量跟它的________成正比，即E=________（普朗克常量h=6.63×10—34J·s)。
高二物理鲁科版选修3-5课件第5章 第1讲 光电效应
板，可观察到验电器指针________(选填“有”或“无”)偏转.
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.
2.掌握三个概念的含义
(1)入射光频率决定着能否发生光电效应和光电子的最大初动能 . (2)入射光的强度决定着单位时间内发射的光电子数. (3)饱和光电流决定于单位时间内发射的光电子数. 3.逸出功
使电子脱离某种金属表面所做功的最小值，用W表示，不同金
属的逸出功不同.
4.光电效应与光的电磁理论的矛盾 按光的电磁理论，应有：
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N端滑
动时，电流表示数可能不变
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 的极限频率，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UAK＝0，电流表中也有电流，所以选项C错误；
例1
一验电器与锌板相连(如图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_______(选填“增 大”、“减小”或“不变”).
图1Leabharlann (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
5.1 光电效应同步课件 鲁科版选修3-5课件
解析
答案
因为玻璃不能挡住可见光，且红外线与无线电波频
D
分类例析 课堂对点演练
率都比可见光小，故D对．
光电效应规律及其解释
江苏)研究光电效应的电路如 2．(2010·
图5－1－6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，正确 的是 ( )． 图5－1－6
子最大初动能Ekm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5－1－2
分类例析
课堂对点演练
光子说对光电效应的解释 (1)由爱因斯坦光电效应方程可以看出，光电子的最大初
动能Ek和入射光的频率ν有关，且成线性关系，而与光的
强弱无关．只有当hν>W0时，才有光电子逸出．
分类例析
课堂对点演练
光电效应现象及演示实验
1．在做光电效应演示实验个角
度，第二次在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃，再
用弧光灯照射，验电器的指针不张开．由此可判定，使金 属板产生光电效应的是弧光灯中的 A．可见光成分 C．无线电波成分 B．红外线成分 D．紫外线成分 ( )．
分类例析
课堂对点演练
有最大初动能．光电子的初动能小于或等于光电子的最大 初动能． 光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的
能量，其值为E＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率
决定．入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面 积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与 入射光子数的乘积． 光电流和饱和光电流：(1)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．
光电效应-课件ppt课件
逸出功
光子能量
h W 1 mv2
2 最大初动能
爱因斯坦光电效应方程
.
三、光电效应的理论解释
2.爱因斯坦的解释 h W 1 mv2
2
条件
= W 为 截 止 频 率 ， 小 于 截 止 频 率 则 不 能 发 生 光 电 效 应 。 h
.
三、光电效应的理论解释
3.爱因斯坦解释的验证
密里根通过测量光电效应的几个物理量， 由此计算普朗克常量h，并与黑体辐射 得到的h相比较，来验证爱因斯坦方程 的正确性。 爱因斯坦因为光电效应的工作获1921年 诺贝尔物理学奖。
思考10：如果你是密里根，你将 如何通过实验得到普朗克常量？
(课后思考)
.
能越大。
与强度无关。
同等频率下，光强越 大，单位时间逸出越 多。
同等频率下，光强越大，单 位时间逸出越多。
不矛盾
矛盾 可以通过长时间累积 光电效应具有瞬时性，几乎
能量使电子逸出。 不需要时间。
.
三、光电效应的理论解释 思考9：如何提出新的理论来解释光电效应？ 关键：给电子足够的能量逸出。
.
三、光电效应的理论解释
.
二、光电效应的实验规律 思考5：光电流的大小能够准确表示单位时间内逸 出的电子数吗？
A
.
二、光电效应的实验规律
思考5：光电流的大小能够准确表示单位时间内逸 出的电子数吗？
-
+
A
E
S
.
二、光电效应的实验规律
K
A
A V
R
E
S
.
二、光电效应的实验规律
鲁科版高中物理选修3-55.1光电效应同步练习(含答案解析)(1)
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）5.1 光电效应同步练习1．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是()A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．温度越高，物体辐射的电磁波越强C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色解析：一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特性，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误。
答案：B2．如图1所示，一验电器与锌板用导线相连，用紫外线光源照射锌板时，验电器指针发生了偏转，下列判断正确的是()A．此时锌板带正电B．紫外线越强，验电器的指针偏角越大图1C．改用红外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转D．将一不带电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角会减小解析：用紫外线照射锌板，锌板发生了光电效应，即锌板有电子逸出，锌板带正电，A正确；紫外线越强，即单位时间打在锌板上的光子越多，逸出的电子越多，锌板所带的电荷量越多，验电器的指针偏角越大，B正确；由于红外线的频率比紫外线的频率小，因此不一定能发生光电效应，验电器指针不一定会发生偏转，C错误；将一不带电的金属小球与锌板接触，锌板将部分电荷转移给金属小球，验电器指针的偏角将减小，D正确。
答案：ABD3．光子有能量，也有动量，动量p＝hλ，它也遵守有关动量的规律。
如图2所示，真空中，有“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。
当用图2平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( )A ．顺时针方向转动B ．逆时针方向转动C ．都有可能D ．不会转动解析：根据动量定理Ft ＝m v t －m v 0，由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力，所以装置开始时逆时针方向转动，B 选项正确。
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我夯基，我达标
1.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
解析：频率越大的光最有可能，并且逸出的光电子的速率最大.从给出的四种光来看，D 项的频率最大.
答案：D
2.关于光电效应的规律，下列说法不正确的是 …( )
A.当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大
B.当某种色光照射金属表面时能产生光电效应，则入射光的强度越大产生的光电子数越多
C.对某金属，入射光波长必须小于一极限波长才能产生光电效应
D.同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也大
解析：由光电效应规律及光电效应方程hν=W+2
1mv 2可知，A 、B 、C 说法正确，D 项说法错误.
答案：D
3.用频率为ν的光照射某金属表面时，逸出的光电子最大初动能为E k ,若改用频率为3ν的光照射该金属时，则逸出光电子的最大初动能为( )
A.3E k
B.3E k
C.3hν-E k
D.2hν+E k
解析：由方程hν=W+E k 知：3hν=W+E k ′
所以E k ′=2hν+E k .
答案：D
4.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少 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.①③
B.②③
C.①②
D.③④
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，故知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，即选项③也正确.
答案：A
5.(2006高考全国理综卷Ⅱ,19)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大一倍 解析：因照射光的频率大于极限频率产生光电效应，所以A 正确.因为极限频率为ν0，所以W=hν0,再E k =hν-W 得，E k =2hν0-hν0=hν0,B 正确.因为逸出功是光电子恰好逸出时需要的功，对于同种金属是恒定的，故C 项错误.由E k =hν-W=hν-hν0=h(ν-ν0),当ν加倍时,E k ′/E k =0
02v v v v --≠2，故D 项错.
6.(2006上海高考)光照射到金属表面上能够发生光电效应，下列关于光电效应的叙述中，正确的是( )
A.金属电子逸出功与入射光的频率成正比
B.单位时间内逸出的光电子数与入射光强度无关
C.用绿光照射金属比用紫光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大
D.对某一种金属，入射光的波长必须小于极限波长才能产生光电效应
解析：光电子的最大初动能根据爱因斯坦光电方程可知与光照频率有关，要使逸出光电子的最大初动能增大，应改用紫光照射，D 正确.
答案：D
7.下列说法中正确的是( )
A.光电效应说明光具有波动性，光的干涉现象说明光具有粒子性
B.光电效应说明光具有波动性，光的干涉现象说明光具有波动性
C.光电效应说明光具有粒子性，光的干涉现象说明光具有波动性
D.光电效应说明光具有粒子性，光的干涉现象说明光具有粒子性
解析：光具有波粒二象性，其中证明光的波动性的典型论据是光的干涉和衍射；证明光的粒子性的典型实验是光电效应，C 正确.
答案：C
现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种？(普朗克常量h=6.6×10-34 J·s ，光速c=3.00×108 m/s)( )
A.2种
B.3种
C.4种
D.5种
解析：要发生光电效应，入射光的能量要大于金属的逸出功，由题中数据可算出波长为400 nm 的光子能量为E=hν0=h
0λc =4.95×10-19 J,大于铯和钙的逸出功.A 正确.
答案：A
我综合，我发展
9.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV,用波长为2.5×10-7 m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108 m/s ，元电荷为1.6×10-19 C,普朗克常量为6.63×10-34 J·s ，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是( )
A.5.3×1014 Hz,2.2 J
B.5.3×1014 Hz,4.4×10-19 J
C.3.3×1033 Hz,2.2 J
D.3.3×1033 Hz,4.4×10-19 J 解析：W=hν0,ν0=h
W ≈34191063.6106.121.2--⨯⨯⨯Hz=5.3×1014Hz ，由光电效应方程，hν=W+E km ,E km =hν-W=h λ
c -W=6.63×10-34×78105.2100.3-⨯⨯J-W=4.4×10-19 J,所以B 选项正确. 答案：B
10.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h 为普朗克常量)( )
A.hν
B.2
1Nhν C.Nhν D.2Nhν 解析：由爱因斯坦的光子说，每一个光子能量为E=hν，则N 个光子的总能量为Nhν，所以选项C 正确.
答案：C
11.如图5-1-5，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，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5-1-5
A.1.9 eV
B.0.6 eV
C.2.5 eV
D.3.1 eV
解析：开关闭合后，光电管两端加的电压为反向电压，其作用是阻碍由光电管阴极发射出的光电子向阳极的运动.当电压为0.6 V 时，电路中恰无电流，说明由阴极发射的具有最大初动能的光电子也恰好不能到达阳极——即具有最大初动能的光电子到达阳极速度恰减为零，即eU=E km =0.6 eV.由爱因斯坦光电效应方程：E km =hν-W 得：W=hν-E km =2.5 eV-0.6 eV=1.9 eV,所以选项A 正确.
答案：A
12.(2006广东物理，13)人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律.请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV ，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s ，求该紫外线的波长λ(电子质量m e =9.11×10-31 kg ，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,1 eV=1.60×10-19 J)
解析：爱因斯坦提出的光子学说很好地解释了光电效应①
根据爱因斯坦光电效应方程h c/λ=W+2
1m e v 2② 所以λ=2.01×10-7 m.③
答案：2.01×10-7 m
13.某真空光电管的金属阴极的逸出功是4.0×10-19 J ，某种单色光的能量恰好等于这种金属的逸出功，试求：
(1)这种单色光的频率为多大？
(2)在光电管的阳极和阴极间加30 V 的加速电压，用这种单色光照射光电管的阴极，光电子到达阳极时的动能有多大？
解析：(1)hν=W
ν=3419
10
63.6100.4--⨯⨯=h W Hz=6×1014 Hz. (2)E k =e·U=1.6×10-19×30 J=4.8×10-18J.
答案：(1)6×1014 Hz (2)4.8×10-18J。