2017-2018学年下学期高二物理人教版（期中复习）每日一题2018年4月19日+光电效应规律的理解
文档属性
| 名称 | 2017-2018学年下学期高二物理人教版（期中复习）每日一题2018年4月19日+光电效应规律的理解 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 411.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-04-18 17:26:25 | ||
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文档简介
4月19日 光电效应规律的理解
考纲要求：Ⅰ
难易程度：★★★☆☆
如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压随入射光频串v 变化的函数关系图象。对于这两个光电管，下列判断正确的是
A．两个光电管的饱和光电流一定相同
B．光电子的最大初动能相同
C．两个光电管的–ν图象的斜率相同
D．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压不同
【参考答案】CD
【试题解析】虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，故A错误；根据光电效应方程Ekm=hν–W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，故B错误；由可知，Uc–ν图象的斜率，所以两个光电管的Uc–ν图象的斜率一定相同，故C正确；根据光电效应方程有Ekm=hν–W0，根据能量守恒定律得：eUc=Ekm，联立得：eUC=hν–W0，即可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压Uc也不同，故D正确。
【名师点睛】根据光电效应方程Ekm=hν–W0和eUc=Ekm得出遏止电压Uc与入射光频率ν的关系式，分析遏止电压Uc的关系以及光电子的最大初动能的关系。结合数学知识分析Uc–ν图象的斜率关系。饱和光电流与入射光的强度有关。
【知识补给】
光电效应
1．实验规律：
（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（νc）。
（2）入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。
（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（Uc）。表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。
2．爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν–W0
3．光电流与电压的关系图象（I–U图象）
（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流Im，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压Uc，光电子的最大初动能Ek=eUc。
（2）频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。
（3）不同频率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。
4．最大初动能与入射光频率的关系图象（Ek–ν图象）
（1）函数方程为Ek=hν–W0=hν–hνc。
（2）图线斜率等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率vc，纵轴截距绝对值E等于逸出功W0=hνc。
5．遏止电压与入射光频率的关系图象（Uc–ν图象）
（1）函数方程为Uc=ν–=ν–。
（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率νc，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。
用一单色光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果
A．增大入射光的强度，光电子的最大初动能增大
B．减小入射光的强度，就可能没有光电子逸出了
C．增大入射光的频率，逸出的光电子数目一定增多
D．减小入射光的频率，就可能没有光电子逸出了
如图所示，电路中所有元件完好，有光照射到光电管上，但灵敏电流计没有示数，其原因可能是
A．入射光太弱
B．入射光波长太长
C．光照时间短
D．电源正负极接反
用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、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AK键的电压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，但a更弱些
B．单色光a和b的频率相同，但a更强些
C．单色光a的频率大于单色光c的频率
D．单色光a的频率小于单色光b的频率
如图所示，用频率为ν0的光照射某金属能够使验电器指针张开，当用频率为2ν0的单色光照射该金属时
A．一定能发生光电效应
B．验电器指针带负电
C．金属的逸出功增大
D．逸出电子的最大初动能变为原来的2倍
某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列说法中正确的是
A．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v=
B．阴极K金属的逸出功W0=hν1–eU1
C．阴极K金属的极限频率νc=
D．普朗克常量h=
图甲和乙是两个著名物理实验的示意图，这两个实验使人们对光的本性有了全面、深刻的认识。有关这两个实验，下列说法正确的是
A．图甲为单缝衍射实验的示意图，实验证明了光具有波动性
B．图乙为光电效应实验的示意图，实验证明了光具有粒子性
C．图甲实验中光屏上接收到的条纹是与双缝垂直的竖条纹
D．图乙实验中用紫外线照射锌板，验电器的指针张开，若改用黄光照射，验电器的指针也张开
【参考答案】
D 入射光的强度只能影响单位时间逸出光电子的数目，不影响光电子的最大初动能，AB错误；入射光的频率，只能影响逸出光电子的最大初动能，如果减小入射光的频率，小于金属的极限频率，金属不发生光电效应，没有光电子逸出，C错误，D正确。
【名师点睛】光电效应问题的解题关键：（1）根据爱因斯坦光电效应方程分析光电子的最大初动能；（2）光强与光子数有关，光强与光电效应发生的次数有关，而与每次发生的光电效应无关。
D a、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等，即频率相同，由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大，故AC错误；a光的遏止电压小于b光的遏止电压，所以产生的光电子最大初动能，根据爱因斯坦光电效应方程，可知，，故B错误，D正确。
【名师点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系，并知道饱和光电流与光照强度有关。
【名师点睛】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程Ekm=hν–W0。注意最大初动能与频率不成正比，及理解逸出功与入射光的频率无关。
ABC 光电子在光电管中减速，根据动能定理有–eU1=0–mv2，则用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v=，A正确；由爱因斯坦光电效应方程有hν1=eU1+W0，hν2=eU2+W0，得阴极K金属的逸出功W0=hν1–eU1，得h=，B正确，D错误；阴极K金属的极限频率νc==，C正确。
B 由图甲可知，该实验装置是英国物理学家托马斯?杨做的双缝干涉实验的示意图，该实验是光具有波动性的有力证据，故A错误；由图乙所示可知，图乙是光电效应实验的示意图，该实验是光的粒子说的有力证据，故B正确；图甲实验中光屏上接收到的条纹是与双缝平行的明暗相间的横条纹，故C错误；因为黄光频率低于紫外线频率，紫外线照射锌板能发生光电效应，黄光照射不一定发生光电效应，故D错误。
考纲要求：Ⅰ
难易程度：★★★☆☆
如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压随入射光频串v 变化的函数关系图象。对于这两个光电管，下列判断正确的是
A．两个光电管的饱和光电流一定相同
B．光电子的最大初动能相同
C．两个光电管的–ν图象的斜率相同
D．因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压不同
【参考答案】CD
【试题解析】虽然光的频率相同，但光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，故A错误；根据光电效应方程Ekm=hν–W0得，相同的频率，不同的逸出功，则光电子的最大初动能也不同，故B错误；由可知，Uc–ν图象的斜率，所以两个光电管的Uc–ν图象的斜率一定相同，故C正确；根据光电效应方程有Ekm=hν–W0，根据能量守恒定律得：eUc=Ekm，联立得：eUC=hν–W0，即可知，入射光的频率相同，逸出功W0不同，则遏止电压Uc也不同，故D正确。
【名师点睛】根据光电效应方程Ekm=hν–W0和eUc=Ekm得出遏止电压Uc与入射光频率ν的关系式，分析遏止电压Uc的关系以及光电子的最大初动能的关系。结合数学知识分析Uc–ν图象的斜率关系。饱和光电流与入射光的强度有关。
【知识补给】
光电效应
1．实验规律：
（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（νc）。
（2）入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。
（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（Uc）。表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。
2．爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν–W0
3．光电流与电压的关系图象（I–U图象）
（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流Im，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压Uc，光电子的最大初动能Ek=eUc。
（2）频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。
（3）不同频率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。
4．最大初动能与入射光频率的关系图象（Ek–ν图象）
（1）函数方程为Ek=hν–W0=hν–hνc。
（2）图线斜率等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率vc，纵轴截距绝对值E等于逸出功W0=hνc。
5．遏止电压与入射光频率的关系图象（Uc–ν图象）
（1）函数方程为Uc=ν–=ν–。
（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h，横轴截距等于截止频率νc，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。
用一单色光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果
A．增大入射光的强度，光电子的最大初动能增大
B．减小入射光的强度，就可能没有光电子逸出了
C．增大入射光的频率，逸出的光电子数目一定增多
D．减小入射光的频率，就可能没有光电子逸出了
如图所示，电路中所有元件完好，有光照射到光电管上，但灵敏电流计没有示数，其原因可能是
A．入射光太弱
B．入射光波长太长
C．光照时间短
D．电源正负极接反
用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、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AK键的电压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，但a更弱些
B．单色光a和b的频率相同，但a更强些
C．单色光a的频率大于单色光c的频率
D．单色光a的频率小于单色光b的频率
如图所示，用频率为ν0的光照射某金属能够使验电器指针张开，当用频率为2ν0的单色光照射该金属时
A．一定能发生光电效应
B．验电器指针带负电
C．金属的逸出功增大
D．逸出电子的最大初动能变为原来的2倍
某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列说法中正确的是
A．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v=
B．阴极K金属的逸出功W0=hν1–eU1
C．阴极K金属的极限频率νc=
D．普朗克常量h=
图甲和乙是两个著名物理实验的示意图，这两个实验使人们对光的本性有了全面、深刻的认识。有关这两个实验，下列说法正确的是
A．图甲为单缝衍射实验的示意图，实验证明了光具有波动性
B．图乙为光电效应实验的示意图，实验证明了光具有粒子性
C．图甲实验中光屏上接收到的条纹是与双缝垂直的竖条纹
D．图乙实验中用紫外线照射锌板，验电器的指针张开，若改用黄光照射，验电器的指针也张开
【参考答案】
D 入射光的强度只能影响单位时间逸出光电子的数目，不影响光电子的最大初动能，AB错误；入射光的频率，只能影响逸出光电子的最大初动能，如果减小入射光的频率，小于金属的极限频率，金属不发生光电效应，没有光电子逸出，C错误，D正确。
【名师点睛】光电效应问题的解题关键：（1）根据爱因斯坦光电效应方程分析光电子的最大初动能；（2）光强与光子数有关，光强与光电效应发生的次数有关，而与每次发生的光电效应无关。
D a、c两光照射后遏止电压相同，知产生的光电子最大初动能相等，可知a、c两光的频率相等，光子能量相等，即频率相同，由于a光的饱和电流较大，则a光的强度较大，故AC错误；a光的遏止电压小于b光的遏止电压，所以产生的光电子最大初动能，根据爱因斯坦光电效应方程，可知，，故B错误，D正确。
【名师点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率的关系，并知道饱和光电流与光照强度有关。
【名师点睛】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及掌握光电效应方程Ekm=hν–W0。注意最大初动能与频率不成正比，及理解逸出功与入射光的频率无关。
ABC 光电子在光电管中减速，根据动能定理有–eU1=0–mv2，则用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v=，A正确；由爱因斯坦光电效应方程有hν1=eU1+W0，hν2=eU2+W0，得阴极K金属的逸出功W0=hν1–eU1，得h=，B正确，D错误；阴极K金属的极限频率νc==，C正确。
B 由图甲可知，该实验装置是英国物理学家托马斯?杨做的双缝干涉实验的示意图，该实验是光具有波动性的有力证据，故A错误；由图乙所示可知，图乙是光电效应实验的示意图，该实验是光的粒子说的有力证据，故B正确；图甲实验中光屏上接收到的条纹是与双缝平行的明暗相间的横条纹，故C错误；因为黄光频率低于紫外线频率，紫外线照射锌板能发生光电效应，黄光照射不一定发生光电效应，故D错误。