光电效应的图像问题
高中物理选择题之巧妙解答物理图像选择题
|巧妙解答物理图像选择题[考法·学法] 物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，是分析物理问题的有效手段之一，也是高三复习的重点、难点，更是当今高考命题的热点。
考查的题型既有选择题，又有计算题。
在高考试卷中，有些题目直接给出图像，通过图像所提供信息进行分析；有些题目没有给出图像，但可以利用图像法求解，解题思路简洁、高效。
复习本讲内容时，要侧重对各个常见图像的理解，掌握图像问题的分析方法。
一、图像的识别[全练题点]1．a 、b 两车在公路上沿同一方向做直线运动，在t ＝0时刻，b 车在a 车前方500 m 处，它们的v -t 图像如图所示，下列说法正确的是( )A ．a 、b 加速时，a 车的加速度等于b 车的加速度B ．在整个运动过程中，a 、b 两车可以相遇两次C ．在第60 s 时，a 车在b 车的前方D ．在第40 s 末，a 、b 两车相距900 m解析：选B 由题图可知，a 车加速度为a 1＝1.5 m/s 2，b 车加速度为a 2＝2 m/s 2，A 错误；第20 s 时，a 车位移为x 1＝40＋102×20 m ＝500 m ，b 车没动x 2＝0 m ，则x 1＝x 0，a 车追上b 车；第60 s 时，a 车位移为x 1′＝x 1＋40×40 m ＝2 100 m ，b 车位移为x 2′＝40×802m ＝1 600 m ，则x 1′＝x 2′＋x 0，b 车追上a 车，即在整个运动过程中两车相遇两次，B 正确，C 错误；在第40 s 末，a 车位移x 1″＝x 1＋40×20 m ＝1 300 m ，b 车位移x 2″＝40×202m ＝400 m ，则两车相距Δx ＝x 1″－(x 2″＋x 0)＝400 m ，则D 错误。
2．[多选]甲、乙两个质点，质点甲固定在坐标原点，质点乙只能在x 轴上运动，甲、乙之间的作用力F 与x 的关系如图所示。
高中物理 光电效应习题及解析
A. 1.9eVB. 0.6eVC. 2.5eVD. 3.1eV
光电流的大小与入射光的时间无关，入射光的强度越大，饱和光电流越大，故A错误；发生光电效应时，能否发生光电效应与入射光的强度无关，减小入射光的强度，光电流不能消失，故B错误；用频率为v的光照射时，有光电流产生，用频率小于v的光照射，光电效应现象不一定消失，还要看入射光的频率是否小于极限频率．故C错误；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，故D正确；
光电效应
一、选择题
1.用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是（ ）
A.光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的
B.实验现象揭示了光具有波动性
C 实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电
D.实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A、光电效应是由赫兹首先发现的，故A错误．B、光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B错误．C、光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C正确．D、光电效应中应该用紫外线照射锌板，当用可见光时，频率降低，小于极限频率，则不满足光电效应反生条件．故D错误．故选C．
8.在光电效应实验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb．h为普朗克常量．下列说法正确的是（）
A. 若va＞vb，则一定有Ua＜Ub
B. 若va＞vb，则一定有Eka＜Ekb
光电效应知识点归纳
光电效应知识点归纳张阿兵高考(全国卷)命题分析1.考查方式：高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和填空题.2.命题趋势：由于本部分内容涉及点较多，且已经改为必考内容，今后的命题将向着多个考点融合的方向发展，且以选择题的形式考查.光电效应是指在光的作用下，从物体表面释放电子的现象。
这种现象是1887年赫兹研究电磁波时发现的，1905年爱因斯坦提出“光量子”假设，并用光电方程成功的解释了这一实验结果。
约十年后密立根用实验证实了爱因斯坦的光电子理论，并测定了普朗克常数。
爱因斯坦与密立根都因光电效应方面的杰出贡献分别获得1921年和1923年的诺贝尔物理学奖。
而今光电效应已经广泛地应用于各科技领域。
如利用光电效应制成的光电管、光电池、光电倍增管等光电转换器件,把光学量转换成电学量来测量，已成为石油钻井、传真电报、自动控制等生产和科研中不可缺少的元件。
光电效应1.定义：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子称为光电子．2．光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成．阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子． 3．光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流． 4．极限频率对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，ν0称为极限频率(也叫截止频率)． 5.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限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无关，只随入射光频率的增大而增大. (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比. 光子说对光电效应的解释(1)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，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为．如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应．(2)当光的频率高于极限频率时，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，这样光电子的最大初动能E k ＝12mv 2max ＝hν－W 0，其中W 0为金属的逸出功，可见光的频率越高，电子的最大初动能越大．而遏止电压U 0对应着光电子的最大初动能，即eU 0＝12mv 2max .所以当W 0一定时，U 0只与入射光的频率ν有关，与光照强弱无关．(3)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应的发生几乎是瞬时的．(4)发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与光强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的光电子数目也就越多，光电流也就越大． 两条对应关系(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大. 6.光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率. 7. 三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：hν＝12mv2＋W.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU0.(3)逸出功与极限频率的关系W＝hν0.（逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.）理解：光电效应方程揭示的是：光子照射金属时，金属表面的电子吸收光子能量（一个光子对一个电子）后，为了脱离原子核及周围电子的阻力，必须克服中金属中正电荷引力做功即W0。
光电效应
一．对光电效应实验规律，方程以及图像的考查1.光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做.2.光电效应规律(1)每种金属都有一个.(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大.(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是的.(4)光电流的强度与入射光的成正比.(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子.光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34 J·s.(2)光电效应方程：.其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功.4.遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的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.(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的，叫做该金属的逸出功.1.1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象.关于光电效应，下列说法正确的是（AD ）A.当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应2.用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度则A.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C.逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D.光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了3.关于光电效应的规律，下列说法中正确的是(D)A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于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目与入射光强度成正比4.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为4.27，与纵轴交点坐标为0.5).由图可知(AC)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.该金属的逸出功为0.5 eV5.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.答案hcλ0hc(λ0－λ)eλ0λ6.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4甲所示.已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留三位有效数字.(1)图甲中电极A为光电管的______(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＝7.00×1014Hz，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(5.10×1014～5.20×1014均可) 3.41×10－19(3.38×10－19～3.45×10－19均可)(3)1.23×10－19(1.19×10－19～1.26×10－19均可)7. 研究光电效应的电路如图5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的关系图象中，正确的是___C_____.8.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 ( C )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9. 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图如图7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可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量)( B )A.U ＝hνe －W eB.U ＝2hνe －W eC.U ＝2hν－WD.U ＝5hν2e －W e10. 如图8所示，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( D )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 光在真空中的速度大于b 光在真空中的速度D.a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长11.如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P 向右移动到某一位置时，毫安表的读 数恰好减小到零，此时电压表读数为U .若此时增加黄光照射的强度，则毫安________(选填“有”或“无”)示数.若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安 表________(选填“有”或“无”)示数.答案 无 有12.光电效应实验中，下列表述正确的是( CD )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时才能产生光电子13.光电效应的实验结论是：对于某种金属( AD )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14.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，下列说法中正确的是( D )A.有可能不发生光电效应B.从光照射到金属表面上至发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C.逸出的光电子的最大初动能将减小D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少15.对光电效应的理解正确的是 ( BD )A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，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需做的最小功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属发生光电效应，入射光的最低频率也不同16.如图1是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象.由图象可知( ABC )A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于hνcC.入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED.入射光的频率为νc 2时，产生的光电子的最大初动能为E 217.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，可得到光电子的最大初动能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坐标图中，以实线表示钨，虚线表示锌，如图所示，则正确反映这一过程的图象是 ( A )18.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2所示，则可判断出( B )A.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的光电子最大初动能19.如图3所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( B )A.若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B.若换用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C.增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大D.若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生12.2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图象传感器.他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理.如图4所示电路可研究光电效应规律.图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极.理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压.现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K，电流计中有示数；若将滑动变阻器的滑片P 缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0 V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为______，若增大入射光的强度，电流计的读数______(选填“为零”或“不为零”).答案 4.5 eV为零13.现有a、b两种单色光，其波长关系为λa>λb，用a光照射某种金属时，恰好发生光电效应.则：(1)用b光照射该金属时，________发生光电效应；(填“能”或“不能”)(2)增加a光的强度，释放出光电子的最大初动能________增大.(填“会”或“不会”)答案(1)能(2)不会二、光的波粒二象性，物质波光既具有波动性，又具有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性.(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，而贯穿本领越强.(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性.1、关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是(D)A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C.波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性2.用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图3所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明(D)A.光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C.少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D.少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性3.下列说法正确的是(C)A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性4.物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度.使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果下列认识正确的是(BCD)A.曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B.单个光子的运动没有确定的规律C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才表现出波动性。
高中物理光电效应图像问题
1．四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．(4)光电子不是光子，而是电子．2．两条对应关系(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．3．三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc.例1(多选)利用光电管研究光电效应的实验电路图如图所示，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．改用紫外线照射K，电流表中没有电流通过B．只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变大C．若将滑动变阻器的滑片滑到A端，电流表中一定无电流通过D．若将滑动变阻器的滑片向B端滑动，电流表示数可能不变图像问题：的关①极限频率：图线与②逸出功：对值③普朗克常量：图线的斜率强度不光电流与①遏止电压②饱和光电流③最大初动能：光电①遏止电压②饱和光电流③最大初动能的关系①极限频率②遏止电压③普朗克常量量的乘积，即电压例2 在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系如图所示，则( )A ．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B ．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压U c 随之增大C ．若某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定也能使乙金属发生光电效应D ．若增加入射光的强度，不改变入射光频率ν，则光电子的最大初动能将增大变式1.某金属发生光电效应，光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν之间的关系如图所示．已知h 为普朗克常量，e 为电子电荷量的绝对值，结合图象所给信息，下列说法正确的是( )A ．入射光的频率小于νc 也可能发生光电效应现象B ．该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大C ．若用频率是2νc 的光照射该金属，则遏止电压为hνc eD ．遏止电压与入射光的频率无关例3 用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流与照射光的强弱、频率等物理量的关系．图中A 、K 两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调，分别用a 、b 、c 三束单色光照射，调节A 、K 间的电压U ，得到光电流I 与电压U 的关系如图乙所示，由图可知( )A ．单色光a 和c 的频率相同，且a 光更弱些，b 光频率最大B ．单色光a 和c 的频率相同，且a 光更强些，b 光频率最大C ．单色光a 和c 的频率相同，且a 光更弱些，b 光频率最小D ．单色光a 和c 的频率不同，且a 光更强些，b 光频率最小例4利用图甲所示的电路研究光电效应中金属的遏止电压U c 与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h .图乙中U 1、ν1、ν0均已知，电子电荷量用e 表示．当入射光的频率增大时，为了测定遏止电压，滑动变阻器的滑片P 应向________(选填“M ”或“N ”)端移动，由U c －ν图象可求得普朗克常量h ＝________(用题中字母表示)．变式2．从1907年起，美国物理学家密立根就开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量．他通过如图4甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，作出图乙所示的U c －ν图象，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射测出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．已知电子的电荷量为e ，则下列普朗克常量h 的表达式正确的是( )A ．h ＝e (U c2－U c1)ν2－ν1B ．h ＝U c2－U c1e (ν2－ν1)C ．h ＝ν2－ν1e (U c2－U c1)D ．h ＝e (ν2－ν1)U c2－U c1。
原子物理知识点
考点一光电效应1．与光电效应有关的五组概念(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。
光子是因，光电子是果。
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
(3)光电流和饱和光电流：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。
(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。
(5)光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大，但不是简单的正比关系。
2.对光电效应规律的理解1)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光。
2)能否发生光电效应,不取决于光的强度和光照时间而取决于光的频率。
任何一种金属都有一个截止频率,入射光的频率低于这个频率则不能使该金属发生光电效应。
3)光电效应的发生几乎是瞬时的。
4)五个关系：最大初动能与入射光频率的关系:E k=hν-W0（光电子的最大初动能与入射光的强度无关）．最大初动能与遏止电压U c的关系:E k=eU c,U c可以利用光电管实验的方法测得．逸出功W0与极限频率νc的关系:W0=hνc。
光子频率一定时光照强度与光电流的关系：光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大．光子频率与最大初动能的关系：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．(5)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关。
(6)若入射光子的能量恰等于金属的逸出功W0,则光电子的最大初动能为零,入射光的频率就是金属的截止频率。
此,可求出截止频率。
时有hνc=W0,即νc=W0h考点二光电效应的图像问题1.解答光电效应有关图像问题的三个“关键”1)明确图像的种类。
高中物理选择性必修第三册课后习题 第4章 原子结构和波粒二象性 分层作业19 光电效应
分层作业19 光电效应A组必备知识基础练题组一光电效应的实验规律1.用一种单色光照射某金属,产生光电子的最大初动能为E k,单位时间内发射光电子数量为n,若增大该入射光的强度,则( )A.E k增加,n增加B.E k增加,n不变C.E k不变,n不变D.E k不变,n增加2.(江苏常州高二期末)“研究影响饱和电流的因素”的实验电路如图所示,用某频率的光照射光电管,发生了光电效应,下列说法正确的是( )A.电源的左端为负极B.滑动变阻器的滑片移至最左端,电流表示数为零C.用频率更高的光照射光电管时,电流表示数一定增大D.当光的频率不变,光增强时,饱和电流值一定增大题组二爱因斯坦的光电效应理论3.(多选)(山东潍坊高二期末)如图所示,A、K为光电管的两个电极,阴极K 由截止频率为ν0的钾制成,电压表V、电流表G均为理想电表。
现用波长为λ的光照射阴极K发生光电效应,已知普朗克常量为h,真空中光速为c,电子的电荷量为e。
则下列说法正确的是( )A.阴极K能发生光电效应,说明光具有粒子性B.若电源N端为正极,将滑动变阻器的滑片缓慢向右滑动,从阴极K逸出的光电子最大初动能一定增大C.若电源M端为正极,电压表示数为hcλe −hν0e时,电流表的示数恰好为0D.若光电管两端的正向电压为U,则光电子到达阳极A的最大动能为hcλ-hν0题组三光电效应的图像问题4.(多选)某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示,其中ν0为极限频率。
由图可知( )A.ν<ν0时,不会逸出光电子B.E km与入射光强度成正比C.逸出功与入射光的频率有关D.图中直线斜率为普朗克常量5.(山东济南高二期末)用如图甲所示的装置研究光电效应,得到光电流I 与A、K之间电压U的关系图像如图乙所示,遏止电压U c与入射光频率ν的关系图像如图丙所示。
已知一个光电子电荷量为e,下列说法正确的是( )A.a光的频率大于b光的频率B.a光比b光弱eC.根据图丙可计算出普朗克常量h=cdD.根据图丙可计算出该金属逸出功的大小为c题组四康普顿效应和光的波粒二象性6.(江西宜春高二期末)如图所示,美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现散射后有的射线波长发生了改变。
光电效应
光电效应实验装臵
光电伏安特性曲线
。
1899—1902年，勒纳德（P.Lenard，1862— 1947）对进行了系统的研究，并首先将这其称 为“光电效应”。勒纳德在电极间加一可调节 反向电压，直到使光电流截止，从反向电压的 截止值，可以推算电子逸出金属表面时的最大 速度。他总结出光电效应的一些实验规律。根 据动能定理qU=mv^2/2，可计算出发射出电子 的能量。可得出：hf=(1/2)mv^2+I+W
什么是光电效应？
光电效应：当波长较短的可见光或紫外光照射到某些
金属表面上时,金属中有电子逸出的现象。 （Photoelectric effect）在光电效应中逸出的电子 称为光电子。
光 电 效 应 示 意 图
一、光电效应的理论发展历史
光照射到某些物质上，引起物质的电性质发 生变化，也就是光能量转换成电能。这类光致 电变的现象被人们统称为光电效应 （Photoelectric effect）。这一现象是1887 年赫兹在实验研究麦克斯韦电磁理论时偶然发 现的。 1888年，德国物理学家霍尔瓦克斯 （Wilhelm Hallwachs)证实是由于在放电间隙 内出现荷电体的缘故。1899年，J·J·汤姆孙 通过实验证实该荷电体与阴极射线一样是电子 流。
1 光电效应的一般规律及其与经典 理论的矛盾
⑴ 实验结论
①.
反向电压加至Ua时光电流为零，称Ua为 遏止电压。遏止电压的存在说明光电子具有初 动能：1/2mv^2=∣e Ua∣ 实验表明：遏止电势差Ua 与光强度无关。 ②. 存在遏止频率（又称红限 频率） 实验表明：遏止电势差Ua 和入射光的频率之间具有线 性关系Ua=kv-Uo 1/2mvm^2=ekv-eUo
地球气象图
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光电效应图像专题限频率.从图中可以确定的是（ bed ）A. E km 与入射光强度成正比B. 图中直线的斜率与昔朗克常量有关C.光电子的逸出功与入射光频率 v 无关D. 当v v v o 时，无论入射光强度多大都不会逸出光电子E. 当v v v o 时，只要入射光强度足够强也会逸出光电子 3某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能 E k 与入射光频率v 的关系如图所示，试求：① 普朗克常量h （用图中字母表示）；② 入射光的频率为3V C 时，产生的光电子的最大处动能氐.② 普朗克常量为②入射光的频率为3V C 时，产生的光电子的最大处动能 2E. 4某金属逸出的光电子的最大初动能和入射光的频率 v 变化的 关系图象如图所示，直线与横轴的交点坐标为 4.29 X 1014H Z ,与纵轴交点坐标为0.5eV •则下列说法正确的是（）盘4电/ (1)Z AMl,(T2某种金属逸出光电子的虽大初动能E 与入射光频率 v 的关系如图所示，其中比为极该金属的逸出功 该金属的极限频率单位时间内逸出的光电子数 普朗克恒量1在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初 动能日与入射光的频率v 的关系如图所示，由实验图象可求出（）B. C. D.A. 该金属的逸出功为0.5eVB. 该金属的极限频率为4.29 X 1014H ZC. 当入射光频率为5.5 X 1014H Z时，光的强度越大D. 直线的斜率表示普朗克常量hE. 该图说明了光电子的最大初动能与入射光的频率成正比5用不同频率光照射某一金属发生光电效应时，光电子逸出最大初动能随入射光频率变化的图象如图所示，则图中横、纵轴截距及斜率的物理意义为（）A. 斜率为普朗克常数的倒数B. 纵轴截距为逸出功的倒数C. 横轴截距为极限频率D. 横轴截距为极限波长6美国物理学家密里根在研究光电效应现象时，通过实验的方法测出金属遏止电压Uc,进而得到光电子的最大初动能E k,再结合入射光的频率v,可以算出普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性. 图是按照密里根的方法，进行实验得到的某种金属的光电子最大初动能H与入射光的频率v 的图线.由图可知，这种金属的截止频率为 _____________________________ H z,普朗克常量为Js .在某次光电实验中，所用金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如图所B. 入射光的频率v> V0时，就会逸出光电子C. 光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D. 入射光的频率恒定时，光电流的大小与入射的强度成正比E. 遏止电压的大小与入射的频率成正比7美国物理学家密立根以精湛的技术测出了光电效应中几个重要的物理量•若某次实验 中，他用光照射某种金属时发现其发生了光电效应，且得到该金属逸出的光电子的最大 初动能随入射光频率的变化图象如图所示，经准确测量发现图象与横轴的交点坐标为 4.77,与纵轴交点坐标为 0.5•已知电子的电荷量为 1.6X 10「19C ,由图中数据可知普朗克常量为_________ J ? s,金属的极限频率为 _____________ Hz .（均保留两位有效数字）JEM4*5 5.0 53 SO O 7S 73 J/jo i*8图示是某金属发生光电效应时光电子的最大初动能E k 与入射光频率v 的关系图象,可知该金属的逸出功为 ________ .若入射光的频率为2v o ,则产生的光电子最大初动能 为 ______ .已知普朗克常量为h .9某种金属逸出光电子的最大初动能 &与入射光频率v 的关系如图示.已知该金属的逸出功为W 0,普朗克常量为h .下列说法正确的是（）A. 入射光的频率越高，金属的逸出功越大B. E k 与入射光的频率成正比C. 图中图线的斜率为 hD. 图线在横轴上的截距为-吕CDh10如图所示是甲、乙两种金属的光电子的最大初动能与入射光频率的关系图象,A.甲金属的逸出功比乙金属的逸出功大由图象B. 同一色光照射下，甲金属发射的光电子的最大初动能比乙金属发射的光电子的最大 初动能大C. 要获得相等的最大初动能的光电子，照射甲金属的光的频率要比照射乙金属的光的 频率大D. 无论用什么金属做实验，图象的斜率不变BD11图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v 的关系B. 该金属的逸出功等于hv 0C. 入射光的频率为2v o 时，产生的光电子的最大初动能为2ED. 入射光的频率为卫时，产生的光电子的最大初动能为亘2 212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频 率的变化曲线，由图可知（）心¥4』4,5 5,5 加 $5 ” A. 该金属的极限频率为4.27 X 10 14H Z B. 该金属的极限频率为5.5 X 10 14H Z C. 该图线的斜率表示普朗克常量 D. 该金属的逸出功为0.5eV AC如图甲所示光电管的原理图， 当频率为v 的可见光照射到阴极 K 上时，电流表中有电流 通过.（1） __________________________ 当变阻器的滑片 P 向 滑动时（填“左”或“右”），通过电流表的电流将 会减小.（2） 由乙图I - U 图象可知光电子的最大初动能为 ________ .3）如果不改变入射光的频率，而减小入射光的强度，则光电子的最大初动能 （填“增加”•“减小”或“不变”）.(该金属的逸出功等于 A . 甲（1）右；（2）2eV; （3）不变在研究光电效应现象中，所作的I - U图象，如图所示.已知阴极材料的截止频率为 4.2 x 1014H Z,普朗克常数h=6.63 x 10「34J ? s，电子电量e=1.6 X 10「19C.（结果保留两位有效数字）求：①照射光的频率丫；②阴极K每秒钟发射的光电子数n.①照射光的频率Y是5.6 x 1014H Z;②阴极K每秒钟发射的光电子数n是3.1 x 1018个用图甲所示实验装置研究光电效应现象，分别用a, b, c三束光照射光电管阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a, c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为U ci,根据你所学的相关理论下列论述正确的是（）A. a, c两束光的光强相同B. a, c两束光的频率相同C. b光束的光的波长最短D. a光束照射时光电管发出的光电子的最大初动能最大E. b光束光子的动量最大BCE如图甲所示为研究发生光电效应时通过光电管上的电流随电压变化的电路，用频率为u的单色光照射阴极K时，能发生光电效应，改变光电管两端的电压，测得电流随电压变化的图象如图乙所示，已知电子的带电荷量为-e,真空中的光速为c,普朗克常量为h .①从阴极K逸出光电子的最大初动能丘= _______ ，阴极K的极限频率u 0= ___________ ;②若用上述单色光照射一群处于基态的氢原子，恰能使氢原子跃迁到n=4的激发态，氢原子处于基态时的能量E i= _________ （已知氢原子n级上的能量E n与基态的能量满足叫生应①eU c, v - h :②仍如图1所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示.则光电子的最大初动能为J，金属的逸出功为_____________ J.加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是（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. 当入射光的频率大于极限频率时，频率增为原来的2倍，光电子最大初动能也增为 2 倍D. 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ABD用频率为但强度不同的甲乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，___________ （选填甲或乙）光的强度大，已知普朗克常量为h，被照射金属的逸出功为W0，则光电子的最大初动能为___________ 。
图甲是光电效应的实验装置图, 图乙是用同一光电管在不同实验条件下得到的光电流与/员光汹3.2X 10-19；4.8X 10-19旳比°甲 E Km h W o在如图一所示的光电管的实验中（电源正负极可以对调） ，用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线（图二中的甲光、乙光、丙光） •下列说法中正确的有（ ）C. （图一中）电流表 G 的电流方向可以是a 流向b 也可以是b 流向aD.（图二中）由于甲光和乙光有共同的 U C2,可以确定甲光和乙光是同一种色光 AD研究光电效应电路如图1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. 图2光电流 I 与 之间的电压 5的关系图象中，正确的是 ______________ .K（2） 钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子.光电子从金 属表面逸出的过程中，其动量的大小 __________ （选填“增大、“减小”或“不变”）， 原因是 ________ .（3） 已知氢原子处在第一、 第二激发态的能级分别为-3.4eV 和-1.51eV ,金属钠的截 止频率为5.53 X 1014H Z ,普朗克常量h=6.63 X 10「34Jgs .请通过计算判断，氢原子从第 二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应.试题17082697答案：C ;减小，克服金属束缚做功；不能发生光电效应用同一光电管研究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（）B.同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的极限频率（截止频率）试题17251774答案：（1）有，（2） 5.14X 1014, 3.41 X 10-19在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到如图所示的相应的 荷量为e ,则下列判断正确的是（U c -v 图象，已知电子电A. B. C.甲、乙图线斜率表示普朗克常数 h 甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功大 在能发生光电效应的前提下，用频率相同的光照射金属，甲实验中光电子的最大初动能比乙实验中光电子的最大初动能大D. 在乙实验中用某一频率的光照射金属发生光电效应，用频率相同的光在甲实验中照 射金属一定能发生光电效应B. b 光的能量小C. a 光的频率小D. a 光更不容易衍射“光电效应”实验电路如图（a ）所示，若光电管的阴极材料为铷，已知普朗克常量h=6.63 X 10 34J s .（1） 若电源断开，入射光的频率大于铷的截止频率，电流表中 ___________ （填“有”或 "无”）光电流通过.（2） 实验中测得铷的遏止电压 U C 与入射光频率V 之间的关系如图（b ）所示，则铷的 截止频率V c = __________________ H z ,逸出功W= _____________ J .（结果保留三位有效数字）(17018749)欢迎下载 11 试题16977312答案：CD在某次光电效应实验中， 得到的遏制电压U o 与入射光的频率V 的关系如图所示，若该直 线的斜率为k 、横截距为b ,电子电荷量的绝对值为 e ,则普朗克常量可表示为_________________________________________________________________________________ ，所用材料的逸出功可表示为 ________ .试题17018749答案：ek , keb通过如图甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压"与入射光频率V ,作出U C - v 的图 象，由此算出普朗克常量 h ,图中频率V 1、V 2,遏止电压Uh 、U C 2以及电子的电荷量e 为 已知，则:如图所示，是某次试验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压U C 与入射光频率 V 关系图 象，两金属的逸出功分别为 W 甲、W,如果用V o 频率的光照射两种金属，光电子的最大 初动能分别为E 甲、E 乙，则下列关系正确的是.（ ） 如图所示，是甲、乙两种金属的遏止电压 U e 与入射光频率V 的关系图象，如果用频率为 V o 的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为 E 甲、E 乙，则关于E 甲、E 乙大小关系E 甲v E 乙 D.无法判断D. E 甲=E 乙试题17131948答案:C. E 甲v E 乙欢迎下载12欢迎下载10。