資源簡介

4.2光電效應學案
一學科核心素養
物理觀念∶知道光電效應的實驗規律以及用波動理論解釋中的疑難。
科學思維∶運用光的波動理論能對光電效應的實驗規律提出有依據的質疑，形成對比、質疑的思維。
科學探究：通過觀察光電效應的實驗過程培養學生觀察能力，感悟以實驗為基礎的科學探究方法。
科學態度與責任∶領略微觀世界的奇妙和諧，培養學生對科學的好奇心和求知欲，能夠體驗探索自然規律的艱辛與喜悅。
二學習重難點
重點：光電效應的實驗規律。
難點：光電效應的實驗規律。
三課前預習
1．某同學在研究某金屬的光電效應現象時，發現該金屬逸出光電子的最大初動能與入射光頻率的關系如圖所示。若圖線在橫、縱坐標軸上的截距分別為a和－b，已知電子所帶電荷量為e，由圖線可以得到
（1）該金屬的逸出功為______，普朗克常量為______；
（2）當入射光的頻率為2a時，逸出光電子的最大初動能為______。
2．分別以頻率為1和2的單色光照射某一光電管。若1>2（均大于紅限頻率0），則當兩種頻率的入射光的光強相同時，所產生的光電子的最大初動能E1_____E2；為阻止光電子到達陽極，所加的遏止電壓|Ua1|______|Ua2|；所產生的飽和光電流is1_____is2．（用＞或＝或＜填入）
3．光電效應經典解釋中的疑難
(1)逸出功：使電子脫離某種金屬，外界對它做功的___________值，用W0表示。不同種類的金屬，其逸出功的大小___________ （填“相同”或“不相同”）。
(2)光電效應經典解釋
①不應存在___________頻率。
②遏止電壓Uc應該與光的強弱有關。
③電子獲得逸出表面所需的能量需要的時間遠遠大于實驗中產生光電流的時間。
4．某型號光電管連接在如圖的電路中，用一種單色光照射能夠窗口產生光電效應，如果只增大入射光的強度，光電子最大初動能________（填“增大”“不變”或“減小”），經過測量發現此金屬逸出功為6.5eV，現接通電源，用光子能量為11.5eV的光照射陰極電源K，靈敏電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的示數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，此時電壓表的示數為________ V。
5．如圖所示，陰極用極限波長的金屬制成，用波長的光照射陰極K，調整兩極板間電壓，當A板電壓比陰極高出2.5V時，光電流達到飽和，電流表示數為I、已知普朗克常量為h，光電子電荷量為e，光速為c、
（1）每秒陰極K發射的光電子數為___________；光電子飛出陰極K時的最大初動能為___________。
（2）如果把照射到陰極K的光照強度增大為原來的2倍，則每秒鐘陰極K發射的光電子數為___________；光電子飛出陰極K時的最大初動能將___________（填“增大”“不變”或“減小”）。
6．在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率相對應的光的波長為λ0，該金屬的逸出功為________。若用波長為λ（λ<λ0）的單色光做該實驗，則其最大的初動能為________。（已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h）
7．某金屬在光照下發生光電效應，光電子的最大初動能與入射光頻率v的關系如圖所示，已知普朗克常量為h，可知該金屬的逸出功為______；用某一單色光照射該金屬時，實驗測得遏止電壓為，已知電子電量的絕對值為e，則該單色光的頻率為______。
8．當用不同波長的光照射某種金屬表面時，所測得的光電子的遏止電壓如下表所示：
序號 波長（m） 遏止電壓（V）
1 1.20 8.00
2 2.00 4.00
3 3.00 2.00
4 4.00
5 5.00 0.40
查詢數據可知元電荷，光速。
由本表和查詢數據可推知：
（1）要想發生光電效應，入射光的波長應滿足___________；
（2）這種金屬的逸出功為___________eV；
（3）普朗克常量h為___________；
（4）序號4對應的遏止電壓為___________V。
四自我檢測
1．關于光電效應的實驗現象，下列說法正確的是（　　）
A．入射光的頻率一定時，光電流隨著入射光強度的增大而增大
B．遏止電壓隨著入射光強度的增大而增大
C．照射時間越長，光電子的最大初動能越大
D．入射光的波長大于極限波長時不能發生光電效應
2．根據愛因斯坦光子說，光子能量E等于（h為普朗克常量，c、λ為真空中的光速和波長）（ ）
A． B． C． D．
3．A、B兩種光子的能量之比為1∶2，它們都能使某種金屬發生光電效應，且所產生的光電子最大初動能分別為EA、EB，則下列說法不正確的是（　　）
A．A、B兩種光子的頻率之比為1∶2
B．A、B兩種光子的動量之比為1∶2
C．該金屬的逸出功W0=EA-2EB
D．該金屬的極限頻率
4．在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示，則可判斷出（　　）
A．甲光的頻率大于乙光的頻率
B．乙光的波長大于丙光的波長
C．乙光的頻率大于丙光的頻率
D．甲光對應的光電子最大初動能大于丙光對應的光電子最大初動能
5．利用光電管研究光電效應的實驗電路圖如圖所示，用波長為的光照射某種金屬，發生光電效應時，光電子的最大初動能為；若用波長為的光照射該金屬發生光電效應時光電子的最大初動能為。則該金屬的極限波長為（　　）
A． B． C． D．
6．用如圖所示的裝置研究光電效應現象。所用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時發生了光電效應，電流表G的示數不為零；移動變阻器的觸點c，發現當電壓表的示數大于或等于0.7V時，電流表示數為0，則下列說法錯誤的是（　　）
A．光電管陰極的逸出功為1.8eV
B．電鍵S斷開后，有電流流過電流表G
C．光電子的最大初動能為0.7eV
D．改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G也有電流，但電流較小
7．在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發生了光電效應，實驗測得光電子的最大動能Ek與入射光的頻率ν的關系如圖所示，由實驗圖線不能求出（　　）
A．該金屬的極限頻率和極限波長 B．普朗克常量
C．該金屬的逸出功 D．單位時間逸出的光電子數
8．以“拓展亞歐光電市場，打造絲路光電核心區”為宗旨的第七屆亞歐光電展于2020年4月19日至21日在新疆國際會展中心舉辦。關于光電效應現象，以下說法正確的是（ ）
A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越小
B．只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產生光電效應
C．從金屬表面出來的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比
D．若發生了光電效應且入射光的頻率一定時，光強越強，單位時間內逸出的光電子數就越多
9．用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為。已知普朗克常量為，真空中的光速為，能使鋅產生光電效應的單色光的最低頻率約為（　　）
A．1×1014 Hz B．8×1014 Hz C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz
10．某單色光照射某金屬時不能產生光電效應，則下述措施中可能使該金屬產生光電效應的是（　　）
A．延長光照時間 B．增大光的強度
C．換用頻率較高的光照射 D．換用頻率較低的光照射
參考答案：
三課前預習
1．
2． > > <
3． 最小 不相同 極限
4． 不變 5.0
5． 不變
6． hc
7．
8． 2 1.00
四自我檢測
1．D
2．A
3．C
4．B
5．B
6．D
7．D
8．D
9．B
10．C
第1頁，共3頁

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