内容正文:
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二轮· 物理
情境命题 · 创新应用
关键能力 · 考向突破
限时训练 · 巩固提高
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光电效应问题
1.两条对应关系
(1)光强大→单位时间内光子数目多→单位时间内发射光电子多→光电流大。
(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
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2.三个关系式
(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)逸出功与极限频率的关系:W0=hνc。
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3.四类图像
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[典例1] (2022·河北卷)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知( )
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A.钠的逸出功为hνc
B.钠的截止频率为8.5×1014 Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比
[答案] A
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[解析] 根据遏止电压与最大初动能的关系有
eUc=Ekmax
根据电效应方程有
Ekmax=hν-W0
结合图像可知,当Uc为0时
W0=hνc
A正确;
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规律总结
解决光电效应问题的“两看、两注意”
(1)看到“遏止电压”,想到“Ek=eUc”。
(2)看到“逸出功”,想到“W0=hνc”。
(3)注意Ek=hν-W0与能量守恒定律是完全一致的。
(4)注意Ek不是每个光电子的初动能,而是最大初动能。
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1.(多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生。下列说法正确的是( )
A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大
B.入射光的频率变高,饱和光电流变大
C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大
D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生
AC
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解析:产生光电效应时,光的强度越大,单位时间内逸出的光电子数越多,饱和光电流越大,A正确;饱和光电流大小与入射光的频率无关,B错误;光电子的最大初动能随入射光频率的升高而增加,与入射光的强度无关,C正确;减小入射光的频率,如低于极限频率,则不能发生光电效应,没有光电流产生,D错误。
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2.(多选)如图甲所示,合上开关,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K,发现电流表示数不为零。调节滑动变阻器,发现当电压表示数小于0.60 V时,电流表示数仍不为零,当电压表示数大于或等于0.60 V时,电流表示数为零。把电路改为图乙,当电压表示数为2 V时,下列说法正确的是( )
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A.阴极K的逸出功为1.9 eV
B.阴极K的逸出功为1.7 eV
C.电子到达阳极时的最大动能为2.6 eV
D.电子到达阳极时的最大动能为4.5 eV
答案:AC
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3.(2022·江苏常州三模)某金属在不同频率光的照射下发生光电效应,产生光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的图像如图所示。换用其他金属开展相同实验,下列