人教版高中物理选择性必修第三册第四章原子结构和波粒二象性习题课4光电效应规律的综合应用课件+学案+练习含答案

习题课4　光电效应规律的综合应用 题型一　对光电效应概念的理解 INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF" 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 (1)光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量，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。 (2)只有金属表面的电子可以直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。 3．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ε＝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hν与入射光子数n的乘积。即光强等于nhν。 4．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。 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。 INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF" 【例1】　(多选)(2020·丘北县月考) 如图，这是一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的截止频率为4.5×1014 Hz，则以下判断正确的是(　　) A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度 C．用λ＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中有光电流产生 D．光照射的时间越长，电路中的光电流越大 [解析]　在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关，即只与入射光的强度有关，据此可判断A、D错误，B正确；波长λ＝0.5 μm的光子的频率ν＝＝Hz＝6×1014 Hz>4.5×1014 Hz，可发生光电效应，电路中有光电流产生，所以C正确。 [答案]　BC [针对训练1]　关于光电效应现象，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 s D．保持入射光频率不变，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 解析：选D。由ε＝hν＝h知，当入射光波长大于极限波长时，不能发生光电效应，A错误；由Ek＝hν－W0知，最大初动能与入射光频率有关，与入射光的强度无关，B错误；发生光电效应的时间一般不超过10－9 s，C错误；保持入射光频率不变，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，D正确。 题型二　光电效应图像问题 INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF" 1．Ek－ν图线 光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化图线如图所示，由Ek＝hν－W0知，横轴上的截距是阴极金属的截止频率νc，纵轴上的截距是阴极金属的逸出功的负值－W0，斜率是普朗克常量h。 2．I－U图线 如图，这是光电流I随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中 Im为饱和光电流，Uc为遏止电压。 特别提醒：(1)由Ek＝eUc和Ek＝hν－W0知，同一色光，遏止电压相同，与入射光强度无关；不同色光，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。 INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF" ... ...