《高考物理总复习第十二章近代物理第一节光电效应测试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习第十二章近代物理第一节光电效应测试题（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节光电效应学生用书P229【基础梳理】一、光电效应1定义：在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)2产生条件：入射光的频率大于极限频率3光电效应规律(1)存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应(3)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过109 s.二、光电效应方程1基本物理量(1)光子的能量h，其中h6.6261034 Js(称为普朗克常量)(
2、2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值2光电效应方程：EkhW0三、光的波粒二象性与物质波1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性(2)光电效应说明光具有粒子性(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性2物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长，p为运动物体的动量，h
3、为普朗克常量【自我诊断】 判一判(1)只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应()(2)光电子就是光子()(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大()(4)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()(5)入射光的频率越大，逸出功越大()提示：(1)(2)(3)(4)(5) 做一做(多选)(高考广东卷)在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A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改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大提示：选AD.增大入射光强度，单位
4、时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误用频率为的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hW逸mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确对光电效应现象的理解学生用书P230【知识提炼】1与光电效应有关的五组概念对比(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光电效应的因，光电子是果(2)光电子的初动能与光电子的最大初动能
5、：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；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，才具有最大初动能光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能(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：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对
6、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没有简单的正比关系2光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强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光电子的最大初动能大【典题例析】(多选)(2016高考全国卷改编)现用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，始终有光电流产生解析根据光电效
7、应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误答案AC(多选)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 ()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
8、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解析：选AD.根据光电效应现象的实验规律，只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应，故A、D正确根据光电效应方程，最大初动能与入射光频率为线性关系，但非正比关系，B错误；根据光电效应现象的实验规律，光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误光电效应方程学生用书P230【知识提炼】1三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程EkhW0.(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即EkeUc，其中Uc是遏止电压(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率c的关系是W0hc.
9、2四类图象图象名称图象形状由图象直接(间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率的关系图象(1)极限频率：图象与轴交点的横坐标c(2)逸出功：图象与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0|E|E(3)普朗克常量：图象的斜率kh颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc：图象与横轴的交点的横坐标的绝对值(2)饱和光电流Im：电流的最大值是强光大于弱光(3)最大初动能：EkmeUc颜色不同时，光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc1、Uc2(2)最大初动能：Ek1eUc1、Ek2eUc2遏止电压Uc与入射光频率的关系图线(1)截止频率c：图线与横轴的交点的横坐标；(2)遏止电压Uc：随入
10、射光频率的增大而增大；(3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即hke(注：此时两极之间接反向电压)【典题例析】(多选)(2017高考全国卷)在光电效应实验中，分别用频率为a、b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ab，则一定有UaUbB若ab，则一定有EkaEkbC若UaUb，则一定有EkaEkb D若ab，则一定有haEkahbEkb解析设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有EkhW，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随的增大而增大，B项正确；又Eke
11、U，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eUhW，遏止电压U随增大而增大，A项错误；又有hEkW，W相同，则D项错误答案BC1应用光电效应方程时的注意事项(1)每种金属都有一个截止频率，光频率大于这个截止频率才能发生光电效应(2)截止频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的极限波长和金属的逸出功，即h0hW0.(3)应用光电效应方程EkhW0时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV1.61019 J)(4)作为能量守恒的一种表达式可以定性理解方程hW0mv2的意义：即入射光子的能量一部分相当于转换在金属的逸出功上，剩余部分转化为光电子的动能对某种金属来说W0为定值，因而光子频
12、率决定了能否发生光电效应及光电子的初动能大小每个光子的一份能量h与一个光电子的动能mv2对应2光电效应中有关图象问题的解题方法(1)明确图象中纵坐标和横坐标所表示的物理量(2)明确图象所表示的物理意义及所对应的函数关系，同时还要知道截距、交点等特殊点的意义例如，Ekm图象，表示了光电子的最大初动能Ekm随入射光频率的变化曲线，图甲中横轴上的截距是阴极金属的极限频率，纵轴上的截距表示了阴极金属的逸出功负值，直线的斜率为普朗克常量，图象的函数式：EkhW0. 光电效应中的IU图象，是光电流强度I随两极板间电压U的变化曲线，图乙中的Im是饱和光电流，Uc为遏止电压【迁移题组】 迁移1对Ek图象的理解
13、1(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4.271014 HzB该金属的截止频率为5.51014 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 eV解析：选AC.图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、B错误；由光电效应方程EkhW0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为：W0h0 eV1.77 eV，D错误 迁移2对IU图象的理解2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三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如
14、图所示则可判断出()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对应的光电子最大初动能解析：选B.由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eUcEk和hW0Ek得甲、乙光频率相等，A错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B正确；由hcW0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D错误 迁移3对Uc图象的理解3(2015高考全国卷)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率的关系如图所示若该直线的斜率和截距分别为k和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_解析：根据光电效应方程EkmhW0及EkmeUc得Uc，故k，b，得hek，W0eb.答案：ekeb光的波粒二象性物质波学生用书P232【知识提炼】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从数量上看：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
