第六章　专题强化5　光电效应方程及其应用（课件 学案 练习，共3份）教科版（2019）选择性必修第三册

专题强化5　光电效应方程及其应用 ［学习目标］　1.进一步理解爱因斯坦光电效应方程并会分析有关问题(重点)。2.会用图像描述光电效应有关物理量之间的关系，能利用图像求光电子的最大初动能、截止频率和普朗克常量(重难点)。 一、光电效应方程的应用 1.光电效应方程的理解 (1)Ek(m)为光电子的最大初动能，与金属的逸出功W和光的频率ν有关。 (2)若Ek=0，则hν=W，此时的ν即为金属的截止频率ν0。 2.光电效应的有关计算 (1)最大初动能的计算：Ek=hν-W=hν-hν0； (2)截止频率的计算：hν0=W，即ν0=； (3)截止电压的计算：-eUKA=0-Ek， 即UKA==。 例1　如图所示，分别用波长为λ、2λ的光照射光电管的阴极K，对应的截止电压之比为3∶1，光在真空中的传播速度为c，则光电管的截止频率为(　　) A. B. C. D. 例2　(多选)(2023·广元市高二检测)如图甲所示为氢原子部分能级图，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，恰好发生光电效应，则下列说法正确的是(　　) A.从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定不能使阴极K发生光电效应 B.用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射阴极K，阴极K的逸出功会变大 C.在光的频率不变的情况下，饱和光电流不随入射光强度的变化而变化 D.用从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射n=4能级的氢原子，可以使其电离 二、光电效应图像问题 1.(1)写出金属光电子的最大初动能与入射光频率ν的关系方程； (2)根据方程画出Ek-ν图像，说明从图像中可以获取哪些信息。 2.(1)试写出UKA与ν的关系式； (2)画出某金属截止电压UKA与入射光频率ν的关系图像，图像的斜率为k。说明从图像上可以获取哪些信息。 3.(1)如图为光电流大小与电压关系图像。从图中可以获取哪些信息。 (2)试说明下列两幅图中饱和光电流，截止电压为何出现图示情况。 例3　(2022·河北卷)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知(　　) A.钠的逸出功为hνc B.钠的截止频率为8.5×1014Hz C.图中直线的斜率为普朗克常量h D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比 例4　(多选)(2023·雅安市高二期末)如图所示为光电效应演示实验中，用a、b、c三束单色光照射某金属得到的电流与电压之间的关系曲线。下列说法正确的是(　　) A.同一介质中a光的波长大于c光的波长 B.同一介质中a光的速度小于c光的速度 C.a光的光照强度大于b光的光照强度 D.a光照射时光电子最大初动能最大 答案精析 一、 例1　A　［设光电管的截止频率为ν0，用波长为λ的光照射光电管的阴极K时，对应的截止电压为UKA，则有 Ek=h-hν0=eUKA 用波长为2λ的光照射光电管的阴极K时，对应的截止电压为UKA'，则有Ek'=h-hν0=eUKA' 又UKA=3UKA'，联立解得ν0=，A正确，B、C、D错误。］ 例2　AD　［根据跃迁规律可知，高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级能量差，可知从n=2向n=1跃迁时辐射光子的能量小于从n=3向n=1跃迁时辐射光子的能量，则不能使阴极K发生光电效应，故A正确；金属的逸出功只与金属本身有关，故B错误；在光的频率不变的情况下，由于光子能量相等，当光越强时，则其对应饱和光电流越大，故C错误；从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量为1.89 eV，能量大于0.85 eV，可使处于n=4能级的氢原子电离，故D正确。］ 二、 1.(1)Ek=hν-W (2)①金属的截止频率(极限频率)ν0； ②金属的逸出功W=|-E|=E； ③普朗克常量等于图线的斜率，即h=k=。 2.(1)UKA=ν- (2)①金属的截止频率(极限频率)ν0； ②普朗克常量h等于图线的斜率与 ... ...