2018-2019版物理新導(dǎo)學(xué)筆記滬科通用版選修3-5講義：第2章 波和粒子 2.2

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2.2涅槃鳳凰再飛翔[學(xué)習(xí)目標(biāo)］1。了解光電效應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律，以及光電效應(yīng)與電磁理論的矛盾.2.知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及應(yīng)用.3.了解康普頓效應(yīng)及其意義，了解光子的動(dòng)量．一、光電效應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律［導(dǎo)學(xué)探究］1．探究光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件如圖1所示，取一塊鋅板，用砂紙將其一面擦一遍,去掉表面的氧化層，連接在驗(yàn)電器上(弧光燈發(fā)射紫外線)．圖1（1）用弧光燈照射鋅板,看到的現(xiàn)象為_______________________________________________,說明___________________________________________________________________________________________________________________________________________________.（2)在弧光燈和鋅板之間插入一塊普通玻璃板，再用弧光燈照射，看到的現(xiàn)象為______________________________________________________,說明____________________________________________________________________________________________________.(3）撤去弧光燈，換用白熾燈發(fā)出的強(qiáng)光照射鋅板，并且照射較長(zhǎng)時(shí)間，看到的現(xiàn)象為________________________________________________________________________，說明________________________________________________________________________．答案(1）驗(yàn)電器箔片張開鋅板帶電了．弧光燈發(fā)出的紫外線照射到鋅板上，在鋅板表面發(fā)射出光電子，從而使鋅板帶上了正電（2)箔片張角明顯減小鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng)是光中紫外線照射的結(jié)果而不是可見光(3）觀察不到箔片張開可見光不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)2．研究光電效應(yīng)的規(guī)律如圖2甲是研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置圖，圖乙是研究光電效應(yīng)的電路圖，請(qǐng)結(jié)合裝置圖及產(chǎn)生的現(xiàn)象回答下列問題：圖2（1)在甲圖中發(fā)現(xiàn)，利用紫外線照射鋅板無論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器都有張角，而用紅光照射鋅板，無論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器總無張角，這說明了什么？（2）在乙圖中光電管兩端加正向電壓，用一定強(qiáng)度的光照射時(shí)，若增加電壓，電流表示數(shù)不變，而光強(qiáng)增加時(shí)，同樣電壓，電流表示數(shù)會(huì)增大，這說明了什么？（3)在乙圖中若加反向電壓，當(dāng)光強(qiáng)增大時(shí)，遏止電壓不變，而入射光的頻率增加時(shí)，遏止電壓卻增加，這一現(xiàn)象說明了什么？（4）光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明,發(fā)射電子的能量與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，而與光的頻率有關(guān),試用光子說分析原因．答案(1）金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)，決定于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)．（2）保持入射光頻率不變，當(dāng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飛出的光電子個(gè)數(shù)只與光的強(qiáng)度有關(guān)．(3）光電子的能量與入射光頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)．（4)由于光的能量是一份一份的，那么金屬中的電子也只能一份一份地吸收光子的能量．而且這個(gè)傳遞能量的過程只能是一個(gè)光子對(duì)應(yīng)一個(gè)電子的行為．如果光的頻率低于極限頻率，則光子提供給電子的能量不足以克服原來的束縛，就不能發(fā)生光電效應(yīng)．而當(dāng)光的頻率高于極限頻率時(shí)，能量傳遞給電子以后,電子擺脫束縛要消耗一部分能量,剩余的能量以光電子的動(dòng)能形式存在．[知識(shí)梳理]1．光電效應(yīng)在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)．發(fā)射出來的電子叫光電子．2．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1）對(duì)于各種金屬都存在著一個(gè)極限頻率，當(dāng)入射光的頻率高于這個(gè)極限頻率時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；(2）光電子的最大動(dòng)能隨著入射光頻率的增加而增加，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)；(3)保持入射光頻率不變,當(dāng)產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度有關(guān)；(4）入射光射到金屬表面時(shí),光電子的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的,不超過1×10－9s.[即學(xué)即用］判斷下列說法的正誤．(1）任何頻率的光照射到金屬表面都可以發(fā)生光電效應(yīng)．（×)(2）金屬表面是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)．（×)(3)“光子”就是“光電子”的簡(jiǎn)稱．（×）二、愛因斯坦的光子說[導(dǎo)學(xué)探究］用如圖3所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象．用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng),電流表的示數(shù)不為零；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1。7V時(shí)，電流表示數(shù)為0。圖3（1）光電子的最大動(dòng)能是多少？遏止電壓為多少？（2)光電管陰極的逸出功又是多少？（3)當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí),光電流變大還是變??？(4）當(dāng)入射光的頻率增大時(shí)，光電子最大動(dòng)能如何變化？遏止電壓呢?答案（1）1.7eV1.7V（2）W＝hν－Ekm＝2。75eV－1。7eV＝1.05eV(3)變大（4)變大變大［知識(shí)梳理］1．光子說：光在空間傳播時(shí)是不連續(xù)的,而是一份一份的，一份叫做一個(gè)光量子，簡(jiǎn)稱光子．光子的能量E＝hν.2．逸出功使電子脫離某種金屬所做功的最小值，用W表示,不同金屬的逸出功不同．3．最大動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值．4．遏止電壓與極限頻率（1）遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓．（2)極限頻率:能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的極限頻率．不同的金屬對(duì)應(yīng)著不同的極限頻率．5．光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝Ekm＋W或Ekm＝hν－W.(2)物理意義：金屬中電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量一部分用于克服金屬的逸出功W，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大動(dòng)能．(3）光電效應(yīng)方程說明了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件若有光電子逸出，則光電子的最大動(dòng)能必須大于零，即Ekm＝hν－W>0,亦即hν〉W，ν〉eq\f(W，h），而ν0＝eq\f(W,h）恰好是光電效應(yīng)的極限頻率．［即學(xué)即用]判斷下列說法的正誤．（1）從金屬表面出來的光電子的最大動(dòng)能越大,這種金屬的逸出功越?。?×)(2)光電子的最大動(dòng)能與入射光的頻率成正比．（×）（3）入射光若能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則該入射光的強(qiáng)度越大,照射出的光電子越多．(√）（4）遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān),與入射光的光強(qiáng)無關(guān)．（√）三、康普頓效應(yīng)［導(dǎo)學(xué)探究]太陽(yáng)光從小孔射入室內(nèi)時(shí)，我們從側(cè)面可以看到這束光；白天的天空各處都是亮的；宇航員在太空中會(huì)發(fā)現(xiàn)盡管太陽(yáng)光耀眼刺目，其他方向的天空卻是黑的，為什么？答案在地球上存在著大氣,太陽(yáng)光經(jīng)大氣中微粒散射后傳向各個(gè)方向,而在太空中的真空環(huán)境下光不再散射只向前傳播．［知識(shí)梳理]1．康普頓效應(yīng)美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中,除了與入線射波長(zhǎng)相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于入射線波長(zhǎng)的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)．2．康普頓效應(yīng)的意義：康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外，還具有動(dòng)量，進(jìn)一步為光的粒子性提供了證據(jù)．3．光子的動(dòng)量表達(dá)式：p＝eq\f(h,λ）.[即學(xué)即用］判斷以下說法的正誤．（1）光子的動(dòng)量與波長(zhǎng)成反比．（√）(2）光子發(fā)生散射后，其動(dòng)量大小發(fā)生變化，但光子的頻率不發(fā)生變化．（×)(3）有些光子發(fā)生散射后,其波長(zhǎng)變大．(√）一、光電效應(yīng)現(xiàn)象及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律1．光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)：光現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)化為)）電現(xiàn)象．2．光電效應(yīng)中的光包括不可見光和可見光．3．光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)還是電子．4．能不能發(fā)生光電效應(yīng)由入射光的頻率決定,與入射光的強(qiáng)度無關(guān)．5．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),在光的顏色不變的情況下,入射光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多．6．光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與光強(qiáng)有關(guān),與所加的正向電壓大小無關(guān)．且飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的．對(duì)于不同頻率的光,由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系．例1(多選）現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí),有光電流產(chǎn)生．下列說法正確的是（)A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大,飽和光電流變大B．入射光的頻率變高，飽和光電流變大C．入射光的頻率變高，光電子的最大動(dòng)能變大D．保持入射光的光強(qiáng)不變,不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生答案AC解析保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，單位時(shí)間內(nèi)光電子變多，飽和光電流變大,A對(duì)；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知，入射光的頻率變高，光電子的最大動(dòng)能變大，飽和光電流不變，B錯(cuò)，C對(duì)；當(dāng)hν〈W時(shí)沒有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)．針對(duì)訓(xùn)練1(多選)如圖4所示，電路中所有元件完好，光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過．其原因可能是(）圖4A．入射光太弱B．入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C．光照時(shí)間太短D．電源正、負(fù)極接反答案BD解析金屬存在極限頻率，超過極限頻率的光照射金屬時(shí)才會(huì)有光電子射出．射出的光電子的動(dòng)能隨頻率的增大而增大，動(dòng)能小時(shí)不能克服反向電壓，也不會(huì)有光電流．入射光的頻率低于極限頻率，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光照強(qiáng)弱無關(guān)，選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;電路中電源正、負(fù)極接反，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生,D正確;光電效應(yīng)的產(chǎn)生與光照時(shí)間無關(guān),C錯(cuò)誤．二、光電效應(yīng)方程的理解和應(yīng)用1．光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W的四點(diǎn)理解（1）式中的Ekm是光電子的最大動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開金屬時(shí)剩余動(dòng)能大小可以是0~Ekm范圍內(nèi)的任何數(shù)值．（2)光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程．①能量為ε＝hν的光子被電子吸收，電子把這些能量的一部分用來克服金屬表面對(duì)它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面時(shí)的動(dòng)能．②如要克服吸引力做功最少為W，則電子離開金屬表面時(shí)動(dòng)能最大為Ekm，根據(jù)能量守恒定律可知：Ekm＝hν－W.（3)光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件．若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大動(dòng)能必須大于零,即Ekm＝hν－W>0，亦即hν〉W，ν〉eq\f(W,h）＝ν0，而ν0＝eq\f（W，h）恰好是光電效應(yīng)的極限頻率．2．光電效應(yīng)規(guī)律中的兩條線索、兩個(gè)關(guān)系：(1）兩條線索：（2)兩個(gè)關(guān)系：光照強(qiáng)度越強(qiáng)→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大動(dòng)能大．例2如圖5所示,當(dāng)開關(guān)K斷開時(shí)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.6V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零．當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0。6V時(shí)，電流表讀數(shù)為零．由此可知陰極材料的逸出功為()圖5A．1。9eVB．0。6eVC．2。5eVD．3.1eV答案A解析由題意知光電子的最大動(dòng)能為Ekm＝eU0＝0.6eV所以根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可得W＝hν－Ekm＝(2。5－0.6)eV＝1.9eV.例3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)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖6所示，則可判斷出（)圖6A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C．乙光的頻率大于丙光的頻率D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大動(dòng)能大于丙光對(duì)應(yīng)的光電子最大動(dòng)能答案B解析當(dāng)光電管兩端加上遏止電壓光電流為零時(shí)，有Ekm＝eU0，對(duì)同一光電管(逸出功W相同)使用不同頻率的光照射，有hν－W＝Ekm，兩式聯(lián)立可得hν－W＝eU0，丙光的遏止電壓最大，則丙光的頻率最大，甲光的頻率等于乙光的頻率,A、C錯(cuò)誤;由λ＝eq\f（c，ν）可見λ丙<λ乙,B正確；又由hν－W＝Ekm或由Ekm－0＝eU0可知丙光對(duì)應(yīng)的最大動(dòng)能最大，D錯(cuò)誤．光電效應(yīng)圖線的理解和應(yīng)用1．Ekm－ν圖線：如圖7甲所示是光電子最大動(dòng)能Ekm隨入射光頻率ν的變化圖線．這里，橫軸上的截距是陰極金屬的極限頻率；縱軸上的截距是陰極金屬的逸出功的負(fù)值；斜率為普朗克常量(Ekm＝hν－W，Ekm是ν的一次函數(shù),不是正比例函數(shù)）．圖72．I－U曲線：如圖乙所示是光電流I隨光電管兩極板間電壓U的變化曲線，圖中Im為飽和光電流,U0為遏止電壓．說明：①由Ekm＝eU和Ekm＝hν－W知,同一色光,遏止電壓相同，與入射光強(qiáng)度無關(guān)；頻率越大，遏止電壓越大;②在入射光頻率一定時(shí)，飽和光電流隨入射光強(qiáng)度的增大而增大．針對(duì)訓(xùn)練2在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓U0與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖8所示．若該直線的斜率和縱截距分別為k和b，電子電荷量的絕對(duì)值為e，則普朗克常量可表示為________，所用材料的逸出功可表示為________．圖8答案ek－eb1．（光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解）（多選)如圖9所示，用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，驗(yàn)電器箔片張開一個(gè)角度，則下列說法中正確的是（）圖9A．用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器箔片會(huì)張開B．用紅光照射鋅板,驗(yàn)電器箔片一定會(huì)張開C．鋅板帶的是負(fù)電荷D．使驗(yàn)電器箔片張開的是正電荷答案AD2．(光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律）利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖10所示,用頻率為ν的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則（)圖10A．用紫外線照射,電流表不一定有電流通過B．用紅光照射，電流表一定無電流通過C．用頻率為ν的可見光照射K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí)，電流表中一定無電流通過D．用頻率為ν的可見光照射K，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)可能不變答案D解析因紫外線的頻率比可見光的頻率高，所以用紫外線照射時(shí)，電流表中一定有電流通過，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．因不知陰極K的截止頻率，所以用紅光照射時(shí)，不一定發(fā)生光電效應(yīng)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤．即使UAK＝0,電流表中也可能有電流通過，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向B端滑動(dòng)時(shí),UAK增大，陽(yáng)極A吸收光電子的能力增強(qiáng)，光電流會(huì)增大，直至達(dá)到飽和電流．若在滑動(dòng)前，電流已經(jīng)達(dá)到飽和電流,那么即使增大UAK，光電流也不會(huì)增大，所以選項(xiàng)D正確．3．（光電效應(yīng)中的圖像問題）如圖11所示是光電效應(yīng)中光電子的最大動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系圖像．從圖中可知(）圖11A．Ekm與ν成正比B．入射光頻率必須小于極限頻率νc時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．對(duì)同一種金屬而言，Ekm僅與ν有關(guān)D．Ekm與入射光強(qiáng)度成正比答案C解析由Ekm＝hν－W知C正確，A、B、D錯(cuò)誤．4．(光電效應(yīng)方程的應(yīng)用)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的極限頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為λ0,該金屬的逸出功為______．若用波長(zhǎng)為λ（λ<λ0）的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為________．已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h。答案eq\f（hc，λ0)eq\f（hcλ0－λ,eλ0λ)解析由光電效應(yīng)方程知，光電子的最大動(dòng)能Ekm＝hν－W，其中金屬的逸出功W＝hν0,又由c＝λν知W＝eq\f（hc,λ0），用波長(zhǎng)為λ的單色光照射時(shí)，其Ekm＝eq\f（hc,λ）－eq\f(hc，λ0）＝hceq\f(λ0－λ,λ0λ）.又因?yàn)閑U0＝Ekm，所以遏止電壓U0＝eq\f（Ekm,e）＝eq\f（hcλ0－λ,eλ0λ）.一、選擇題考點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律1．關(guān)于光電效應(yīng)，下列說法正確的是（)A．當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)B．只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．光電效應(yīng)現(xiàn)象中存在極限頻率，導(dǎo)致含有光電管的電路存在飽和電流D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多答案A2．入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱,而頻率保持不變，那么（)A．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B．逸出的光電子的最大動(dòng)能將減小C．單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng)答案C解析發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．入射光的強(qiáng)度減弱,說明單位時(shí)間內(nèi)的入射光子數(shù)目減少;頻率不變，說明光子能量不變，逸出的光電子的最大動(dòng)能也就不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．入射光子的數(shù)目減少，逸出的光電子數(shù)目也就減少,故選項(xiàng)C正確．入射光照射到某金屬上發(fā)生光電效應(yīng),說明入射光頻率不低于這種金屬的極限頻率，入射光的強(qiáng)度減弱而頻率不變，同樣能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．3．關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是()A．只有入射光的波長(zhǎng)大于該金屬的極限波長(zhǎng)，光電效應(yīng)才能發(fā)生B．光電子的最大動(dòng)能跟入射光的強(qiáng)度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般都大于10－7sD．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，當(dāng)入射光頻率一定時(shí),單位時(shí)間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度有關(guān)答案D解析由ε＝hν＝heq\f(c，λ)知，當(dāng)入射光波長(zhǎng)大于極限波長(zhǎng)時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng),A錯(cuò)；由Ekm＝hν－W0知,最大動(dòng)能與入射光頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，B錯(cuò);發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過10－9s，C錯(cuò)．4。如圖1，用一定頻率的單色光照射光電管時(shí),電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),則(）圖1A．電源右端應(yīng)為正極B．流過電流表G的電流大小取決于入射光的頻率C．流過電流表G的電流方向是a流向bD．普朗克解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量ε＝hν答案C解析發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電子從光電管右端運(yùn)動(dòng)到左端，電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反,所以流過電流表G的電流方向是a流向b，故C正確；光電管兩端可能是正向電壓也可能是反向電壓，所以電源右端可能為正極，也可能為負(fù)極,故A錯(cuò)誤；流過電流表G的電流大小取決于入射光的強(qiáng)度，與入射光的頻率無關(guān)，故B錯(cuò)誤;愛因斯坦解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量ε＝hν，故D錯(cuò)誤．5．研究光電效應(yīng)的電路如圖2所示．用頻率相同、強(qiáng)度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K），鈉極板發(fā)射出的光電子被陽(yáng)極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖像中,正確的是(）圖2答案C解析用頻率相同的光照射同一金屬時(shí),發(fā)射出的光電子的最大動(dòng)能相同,所以遏止電壓相同；飽和光電流與光的強(qiáng)度有關(guān)，光的強(qiáng)度越大，飽和光電流越大，故選項(xiàng)C正確．考點(diǎn)二光電效應(yīng)方程的應(yīng)用6．分別用波長(zhǎng)為λ和eq\f（2，3)λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大動(dòng)能之比為1∶2，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為（）A.eq\f（hc，2λ）B。eq\f(3hc，2λ)C。eq\f(3hc,4λ）D。eq\f（2hλ,c）答案A解析根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ekm1＝heq\f（c,λ)－W①Ekm2＝heq\f(c，\f（2,3）λ）－W②又Ekm2＝2Ekm1③聯(lián)立①②③得W＝eq\f（hc,2λ),A正確．7．（多選）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0,則()A．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大動(dòng)能為hν0C．當(dāng)入射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大，則逸出功增大D．當(dāng)入射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大動(dòng)能也增大一倍答案AB解析因入射光的頻率大于或等于極限頻率時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，所以A正確；因?yàn)榻饘俚臉O限頻率為νc，所以逸出功W0＝hν0，再由Ekm＝hν－W得，Ekm＝2hν0－h(huán)ν0＝hν0，B正確；因?yàn)橐莩龉κ枪怆娮忧『靡莩鰰r(shí)需要做的功,對(duì)于同種金屬是恒定的，故C錯(cuò)誤；由Ekm＝hν－W＝hν－h(huán)ν0＝h（ν－ν0）可得，當(dāng)ν增大一倍時(shí)：eq\f（Ekm′,Ekm）＝eq\f(2ν－ν0，ν－ν0）≠2，故D錯(cuò)誤．8．（多選）如圖3所示，兩平行金屬板A、B間電壓恒為U,一束波長(zhǎng)為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)，已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m，電荷量的絕對(duì)值為e,普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法中正確的是（)圖3A．入射光子的能量為heq\f（c，λ）B．到達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為heq\f(c，λ）－W＋eUC．若增大兩板間電壓，B板沒有光電子逸出D．若減小入射光的波長(zhǎng)一定會(huì)有光電子逸出答案ABD解析根據(jù)ε＝hν，而ν＝eq\f(c,λ)，則光子的能量為heq\f(c，λ），故A正確；逸出的光電子的最大動(dòng)能Ekm＝heq\f（c，λ）－W，根據(jù)動(dòng)能定理,Ekm′－Ekm＝eU，則到達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為Ekm′＝heq\f(c,λ)－W＋eU，故B正確；若增大兩板間電壓,不會(huì)影響光電效應(yīng)現(xiàn)象,仍有光電子逸出，故C錯(cuò)誤；若減小入射光的波長(zhǎng)，那么頻率增大，一定會(huì)有光電子逸出，故D正確．考點(diǎn)三光電效應(yīng)圖像問題9．（多選）在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖4所示,若該直線的斜率和縱截距分別為k和－b，電子電荷量的絕對(duì)值為e,則（)圖4A．普朗克常量可表示為eq\f（k,e)B．若更換材料再實(shí)驗(yàn)，得到的圖線的k不改變，b改變C．所用材料的逸出功可表示為ebD．b由入射光決定，與所用材料無關(guān)答案BC解析根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W，以及Ekm＝eU0得：U0＝eq\f(hν，e）－eq\f(W，e），圖線的斜率k＝eq\f（h,e)，解得普朗克常量h＝ke,故A錯(cuò)誤;縱軸截距的絕對(duì)值b＝eq\f(W，e）,解得逸出功W＝eb，故C正確；b等于逸出功與電子電荷量的比值，而逸出功與材料有關(guān)，則b與材料有關(guān)，故D錯(cuò)誤；更換材料再實(shí)驗(yàn)，由于逸出功變化，可知圖線的斜率不變，縱軸截距改變，故B正確．10．（多選)美國(guó)物理學(xué)家密立根利用圖5甲所示的電路研究金屬的遏止電壓U0與入射光頻率ν的關(guān)系,描繪出圖乙中的圖像,由此算出普朗克常量h，電子電荷量的絕對(duì)值用e表示，下列說法正確的是（）圖5A．入射光的頻率增大，測(cè)遏止電壓時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向M端移動(dòng)B．增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大動(dòng)能也增大C．由U0－ν圖像可知，這種金屬極限頻率為ν0D．由U0－ν圖像可得普朗克常量的表達(dá)式為h＝eq\f（U1e,ν1－ν0）答案CD解析入射光的頻率增大,光電子的最大動(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N端移動(dòng)，故A錯(cuò)誤;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W知，光電子的最大動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Ekm＝hν－W＝eU0，解得U0＝eq\f（hν，e)－eq\f（hν0，e),圖線的斜率k＝eq\f（h,e）＝eq\f(U1，ν1－ν0），則h＝eq\f（U1e，ν1－ν0），當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，ν＝ν0，故C、D正確．二、非選擇題11．(對(duì)光電管實(shí)驗(yàn)及圖像的考查)小明用陰極為金屬銣的光電管觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖6甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s。圖6(1)圖甲中電極A為光電管的____________(選填“陰極”或“陽(yáng)極”)；