新高考物理一轮复习分层提升练习专题76 光电效应、波尔理论（原卷版）.doc

专题76光电效应、波尔理论

导练目标

导练内容

目标1

光电效应

目标2

光电效应的四类图像

目标3

原子波尔理论

【知识导学与典例导练】

光电效应

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。光子是因，光电子是果。

(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：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。

(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，而光子能量E＝hν。

(5)光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大，但不是简单的正比关系。

2．光电效应的研究思路

(1)两条线索：

(2)两条对应关系：

入射光强度大→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。

3.三个定量关系式

（1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.

（2）最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.

（3）逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc.

4.光电管上加正向与反向电压情况分析

(1)光电管加正向电压时的情况

①P右移时,参与导电的光电子数增加;

②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值;

③P再右移时,光电流不再增大。

(2)光电管加反向电压时的情况

①P右移时,参与导电的光电子数减少;

②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压;

③P再右移时,光电流始终为0。

【例1】用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。该单色光的波长为SKIPIF10，金属的极限波长为SKIPIF10，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有（）

A．光电子的最大初动能为SKIPIF10

B．SKIPIF10

C．波长超过SKIPIF10的光都不能使该金属发生光电效应

D．波长超过SKIPIF10的光都能使该金属发生光电效应

【例2】某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点。用光子能量为SKIPIF10的光照射到光电管上，此时电流表G有读数。向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（??）

A．光电子最大初动能为SKIPIF10

B．光电管阴极的逸出功为SKIPIF10

C．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零

D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大

光电效应的四类图像

图像名称

图线形状

读取信息

最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线

①截止频率(极限频率)：横轴截距

②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E

③普朗克常量：图线的斜率k＝h

遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线

①截止频率νc：横轴截距

②遏止电压Uc：随入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荷量的乘积，即h＝ke

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：横轴截距

②饱和光电流Im：电流的最大值

③最大初动能：Ekm＝eUc

颜色不同时，光电流与电压的关系

①遏止电压Uc1、Uc2

②饱和光电流

③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

【例3】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SKIPIF10与入射光频率SKIPIF10的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为SKIPIF10和SKIPIF10，已知电子所带电荷量为SKIPIF10，由图线可以得到（）

A．该金属的逸出功为零

B．普朗克常量为SKIPIF10，单位为SKIPIF10·SKIPIF10

C．当入射光的频率为SKIPIF1