高二物理选修3-5第十七章波粒二象性 第二节 光的粒子性 学案教师版

1、.第十七章 波粒二象性第二节 光的粒子性 学案班别 姓名 学号 一、自主预习1光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属外表逸出的现象，叫做_，发射出来的电子叫做光电子。2光电效应规1每种金属都有一个极限_。2光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的_增大而增大。3光照射到金属外表时，光电子的发射几乎是_的。4光电流的强度与入射光的_成正比。3爱因斯坦光电效应方程1光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是_的，每一份叫做一个光子。光子的能量为=h，其中h是普朗克常量，其值为_。2光电效应方程：Ek=hW0。其中h为入射光的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的_。4遏止

2、电压与截止频率1遏止电压：使光电流减小到_的反向电压Uc。2截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的_又叫极限频率。不同的金属对应着不同的极限频率。3逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的_。光电效应频率 频率 瞬时 强度一份一份 6.63×1034 J·s 逸出功零 截止频率 逸出功二、课堂打破两条线索1通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大。2通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大。图象名称图线形状由图线直接间接 得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率的关系图线极限频率：图线与轴交点的横坐标c

3、逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0=|E|=E普朗克常量：图线的斜率k=h颜色一样、强度不同的光，光电流与电压的关系遏止电压Uc：图线与横轴的交点饱和光电流Im：电流的最大值最大初动能：Ekm=eUc颜色不同时，光电流与电压的关系遏止电压Uc1、Uc2饱和光电流最大初动能Ek1=eUc1，Ek2=eUc2遏止电压Uc与入射光频率的关系图线截止频率c：图线与横轴的交点遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即h=ke。注：此时两极之间接反向电压【例题】如图是光电管的原理图，当有频率为0的光照射到阴极 K上时，电路中有光电流，那么 A当换用频率为1

4、1<0的光照射阴极 K时，电路中一定没有光电流B当换用频率为22>0的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C当增大电路中电的电压时，电路中的光电流一定增大D当将电极性反接时，电路中一定没有光电流产生参考答案：BA、当换用频率为110的光照射阴极K时，入射光的频率可能大于金属的极限频率，发生光电效应，电路中可能有光电流故A错误B、频率为0的光照射到阴极K上时，电路中有光电流，知发生了光电效应，当换用频率为2 20的光照射阴极K时，一定能发生光电效应，一定有光电流故B正确C、增大电源电源，电路中的光电流可能到达饱和值，保持不变故C错误D、将电源的极性反接，电子做减速运动，可能能到达阳极A

5、，电路中可能有光电流故D错误应选：B三、稳固训练1某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如下图。表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料 A仅钠能产生光电子B仅钠、铜能产生光电子C仅铜、铂能产生光电子D都能产生光电子2用光照射某种金属，有光电子从金属外表逸出，假如光的频率不变，而减弱光的强度，那么 A逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了3运用光子说对光电效应现象进展解释，可以得出的正确结论是 A当光照时间增大为原来的2倍时，光

6、电流的强度也增大为原来的2倍B当入射光频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍C当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍D当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍4用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是 A改用红光照射 B改用X射线照射C改用强度更大的原紫外线照射 D延长原紫外线的照射时间5关于光的本性，以下说法正确的选项是 A光电效应反响光的波动性B光子的能量由光的强度所决定C光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说有机地统一起来D光在空间传播时，是不连续的，是一份一

7、份的，每一份叫做一个光子7爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如下图，以下说法正确的选项是 Aa的绝对值表示逸出功，与入射光频率有关BEkm与入射光强度成正比C0是该金属极限频率，当入射光频率<0时，会逸出光电子D图中直线的斜率表示普朗克常量8关于光电效应，以下说法正确的选项是 A极限频率越大的金属材料逸出功越大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发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度有关D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多9在演示光电

8、效应的实验中，把某种金同板连在验电器上。第一次，用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开一个角度。第二次，在弧光灯和金属板之间，插入一块普通的玻璃板，再用弧光灯照射，验电器指针不张开。由此可以断定，使金属板产生光电效应的是弧光中的 A可见光成份B紫外光成份C红外光成份D无线电波成份10光电效应的实验结论是：对于某种金属 A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光频率越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D发生光电效应所产生的光电子最大初动能，与入射光的频率成正比11关于光电效应，以下说法中正确的选项是

9、 A发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大B不同金属产生光电效应的入射光的最低频率是一样的C金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能发生光电效应D假如入射光子的能量小于金属外表的电子抑制原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应12如下图，用可见光照射金属板，发现与该金属板相连的验电器指针张开一定角度，以下说法中不正确的有 A验电器指针带正电B有一部分电子从金属板外表逸出C假如改用一样强度的红外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度D假如改用一样强度的紫外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度13如图，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指

10、针会发生偏转，那么 A电源右端应为正极B流过电流表G的电流大小取决于照射光的频率C流过电流表G的电流方向是a流向bD普朗克解释了光电效应并提出光子能量E=h14用如下图装置做光电效应实验，下述正确的选项是 A光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的B实验现象提醒了光具有波动性C实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电D实验中，假设用可见光照射锌板，也能发生光电效应15用某单色光照射金属外表，金属外表有光电子飞出假设照射光的频率增大，强度减弱，那么单位时间内飞出金属外表的光电子的 A能量增大，数量增多 B能量减小，数量减少C能量增大，数量减小 D能量减小，数量增多16如图1所示的装置研究光电效应现象，当

11、用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示。那么光电子的最大初动能为_J，金属的逸出功为_J。参考答案1D【解析】由题图可知，该光源发出的光的波长大约在50 nm到440 nm之间，而三种材料中，极限频率最小的铂的极限波长是196 nm，大于50 nm，所以该光源能使三种材料都产生光电效应。2A【解析】根据光电效应方程Ekm=hvW0得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少，

12、故BCD错误，A正确。3. D. A、根据爱因斯坦光电效应方程，EK=h-W，可知，当入射频率进步2倍时，产生光电子的最大初动能大于原来的两倍；与照射的时间无关故A错误，B错误；C、根据爱因斯坦光电效应方程，EK=h-W=hc-W，当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能减小故C错误；D、当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内的光子数是原来的2倍，所以单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍故D正确4B【解析】根据光电效应的条件>0，要产生光电效应，必须用能量更大，即频率更高的粒子，能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关，X射线的频率大于紫外线的频率，故A、C、D错误

13、，B正确。5D【解析】光电效应反映光的粒子性，故A错误；根据E=hv，可知：光子的能量与光的频率成正比，故B错误；牛顿的“微粒说认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说认为光是一种量子化的物质，麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说，光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性，故C错误；由爱因斯坦的光子说：光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子，故D正确。7. DA、金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，其大小W=h，故A错误B、根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=h-W，可知光电子的最大初动能Ekm与入射光的频率成线性关系故B错误C、要有光电子逸出，那么光电子

14、的最大初动能Ekm0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率，即0时，才会有光电子逸出故C错误D、根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=h-W，可知：k=Ekmv=h，故D正确；8A【解析】逸出功W=hv0，知极限频率越大，逸出功越大，故A正确。光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，故B错误。在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而入射光越强，光电流的饱和值越大，故C错误。根据光电效应方程Ekm=hvW0知，光电子的最大初动能随着照射光频率的增大而增大，而光电子数目与光强有关，故D错误。9B【解析】第一次能发生光电效应，第二次不能发生光电效应，得知能使金属发

15、生光电效应的光不能透过普通玻璃，使金属板产生光电效应的是弧光灯中的紫外线，因为紫外线不能透过普通玻璃。10A【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A正确，B错误。根据光电效应方程Ekm=hvW0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C错误。根据光电效应方程Ekm=hvW0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，但不是成正比，故D错误。11D【解析】光子的能量与光照强度无关，只与光的频率有关，光子的最大初动能与光照强度无关

16、，随着入射光的频率增大而增大，故A错误；每种金属都有自己的极限频率，故B错误；金属内的每个电子一次只能吸收一个光子，而且是不能积累的，故C错误；根据光电效应产生的条件可知，当入射光光子的能量小于金属的逸出功时，不能发生光电效应，故D正确。12C【解析】验电器的铝箔张开一个角度，说明可见光照射到锌板，有光电子出来，能使锌板带正电，所以验电器指针带正电，故A正确，B正确。红外线的频率小于可见光的频率，假如改用一样强度的红外线照射，不一定发生光电效应，那么验电器指针不一定会张开一定角度，故C错误；紫外线的频率大于可见光的频率，假如改用一样强度的紫外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度，故D正确。1

17、3. C.分析 当发生光电效应时，假设要使电路中有电流，那么需要加一个正向的电压，或反向的电压比较小，使电阻可以到达负极通过电子的流向判断出电流的方向流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度解答 解：A、发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向挪动的方向相反，所以流过电流表G的电流方向是a流向b，所以电源左端可能为正极故A错误，C正确B、流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度，与光的频率无关；能否产生光电效应，是看入射光的频率故B错误；D、爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E=h故D错误应选：C点评 此题考察了产生光电效应的条件和影响光电流大小的因素，要知道是爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E=h14.C. A、光电效应是由赫兹首先发现的，故A错误；B、光电效应现象提醒了光具有粒子性，故B错误；C、光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C正确；