人教版选择性必修三第四章4.2光电效应学案

4.2光电效应学案
一学科核心素养
物理观念∶知道光电效应的实验规律以及用波动理论解释中的疑难。
科学思维∶运用光的波动理论能对光电效应的实验规律提出有依据的质疑，形成对比、质疑的思维。
科学探究：通过观察光电效应的实验过程培养学生观察能力，感悟以实验为基础的科学探究方法。
科学态度与责任∶领略微观世界的奇妙和谐，培养学生对科学的好奇心和求知欲，能够体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
二学习重难点
重点：光电效应的实验规律。
难点：光电效应的实验规律。
三课前预习
1．某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该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示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和－b，已知电子所带电荷量为e，由图线可以得到
（1）该金属的逸出功为______，普朗克常量为______；
（2）当入射光的频率为2a时，逸出光电子的最大初动能为______。
2．分别以频率为1和2的单色光照射某一光电管。若1>2（均大于红限频率0），则当两种频率的入射光的光强相同时，所产生的光电子的最大初动能E1_____E2；为阻止光电子到达阳极，所加的遏止电压|Ua1|______|Ua2|；所产生的饱和光电流is1_____is2．（用＞或＝或＜填入）
3．光电效应经典解释中的疑难
(1)逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的___________值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小___________ （填“相同”或“不相同”）。
(2)光电效应经典解释
①不应存在___________频率。
②遏止电压Uc应该与光的强弱有关。
③电子获得逸出表面所需的能量需要的时间远远大于实验中产生光电流的时间。
4．某型号光电管连接在如图的电路中，用一种单色光照射能够窗口产生光电效应，如果只增大入射光的强度，光电子最大初动能________（填“增大”“不变”或“减小”），经过测量发现此金属逸出功为6.5eV，现接通电源，用光子能量为11.5eV的光照射阴极电源K，灵敏电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的示数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为________ V。
5．如图所示，阴极用极限波长的金属制成，用波长的光照射阴极K，调整两极板间电压，当A板电压比阴极高出2.5V时，光电流达到饱和，电流表示数为I、已知普朗克常量为h，光电子电荷量为e，光速为c、
（1）每秒阴极K发射的光电子数为___________；光电子飞出阴极K时的最大初动能为___________。
（2）如果把照射到阴极K的光照强度增大为原来的2倍，则每秒钟阴极K发射的光电子数为___________；光电子飞出阴极K时的最大初动能将___________（填“增大”“不变”或“减小”）。
6．在光电效应实验中，某金属的截止频率相对应的光的波长为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，则其最大的初动能为________。（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）
7．某金属在光照下发生光电效应，光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，已知普朗克常量为h，可知该金属的逸出功为______；用某一单色光照射该金属时，实验测得遏止电压为，已知电子电量的绝对值为e，则该单色光的频率为______。
8．当用不同波长的光照射某种金属表面时，所测得的光电子的遏止电压如下表所示：
序号 波长（m） 遏止电压（V）
1 1.20 8.00
2 2.00 4.00
3 3.00 2.00
4 4.00
5 5.00 0.40
查询数据可知元电荷，光速。
由本表和查询数据可推知：
（1）要想发生光电效应，入射光的波长应满足___________；
（2）这种金属的逸出功为___________eV；
（3）普朗克常量h为___________；
（4）序号4对应的遏止电压为___________V。
四自我检测
1．关于光电效应的实验现象，下列说法正确的是（　　）
A．入射光的频率一定时，光电流随着入射光强度的增大而增大
B．遏止电压随着入射光强度的增大而增大
C．照射时间越长，光电子的最大初动能越大
D．入射光的波长大于极限波长时不能发生光电效应
2．根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于（h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长）（ ）
A． B． C． D．
3．A、B两种光子的能量之比为1∶2，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB，则下列说法不正确的是（　　）
A．A、B两种光子的频率之比为1∶2
B．A、B两种光子的动量之比为1∶2
C．该金属的逸出功W0=EA-2EB
D．该金属的极限频率
4．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对应的光电子最大初动能
5．利用光电管研究光电效应的实验电路图如图所示，用波长为的光照射某种金属，发生光电效应时，光电子的最大初动能为；若用波长为的光照射该金属发生光电效应时光电子的最大初动能为。则该金属的极限波长为（　　）
A． B． C． D．
6．用如图所示的装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表示数为0，则下列说法错误的是（　　）
A．光电管阴极的逸出功为1.8eV
B．电键S断开后，有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为0.7eV
D．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
7．在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大动能Ek与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图线不能求出（　　）
A．该金属的极限频率和极限波长 B．普朗克常量
C．该金属的逸出功 D．单位时间逸出的光电子数
8．以“拓展亚欧光电市场，打造丝路光电核心区”为宗旨的第七届亚欧光电展于2020年4月19日至21日在新疆国际会展中心举办。关于光电效应现象，以下说法正确的是（ ）
A．极限频率越大的金属材料逸出功越小
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面出来的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．若发生了光电效应且入射光的频率一定时，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越多
9．用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为。已知普朗克常量为，真空中的光速为，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（　　）
A．1×1014 Hz B．8×1014 Hz C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz
10．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是（　　）
A．延长光照时间 B．增大光的强度
C．换用频率较高的光照射 D．换用频率较低的光照射
参考答案：
三课前预习
1．
2． > > <
3． 最小 不相同 极限
4． 不变 5.0
5． 不变
6． hc
7．
8． 2 1.00
四自我检测
1．D
2．A
3．C
4．B
5．B
6．D
7．D
8．D
9．B
10．C
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