4.2光电效应-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第三册）

4.2光电效应 一：知识精讲归纳 考点一、光电效应的实验规律 1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象． 2．光电子：光电效应中发射出来的电子． 3光电效应的实验规律 (1)存在截止频率：当入射光的频率低于截止频率时不(填“能”或“不”)发生光电效应． (2)存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大． (3)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc，且满足mevc2＝eUc. (4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的． 考点二、爱因斯坦的光电效应理论 1． 光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为光子． 2．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)． 3．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0. (2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能Ek. (3)Uc与ν、W0的关系 ①表达式：Uc＝ν－. ②图像：Uc－ν图像是一条斜率为的直线． 技巧归纳一：光电效应现象和光电效应方程的应用 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率. (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光. (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关. (4)光电子不是光子，而是电子. 2.两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→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. 3.三个关系式 (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. 技巧归纳二：　光电效应图象四类图象 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ν的关系图线 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 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：图线与横轴的交点 ②饱和光电流Im：光电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝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 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率νc：图线与横轴的交点 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.(注：此时两极之间接反向电压) 二：考点题型归纳 题型一：光电效应的规律 1．（2021秋·高二单元测试）光电效应实验的装置如图所示，现用发出紫外线的弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度。下列判断正确的是（　　） A．锌板带正电，验电器带负电 B．将带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角变大 C．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器指针偏角变大 D．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针偏角变大 2．（2022春·湖南益阳·高二校联考期末）研究光电效应的电路图如图1所示。某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电压的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图2所示，则下列说法正确的是（　　） A．光电效应现象说明光具有波动性 B．甲光与乙光的频率不相同 C．丙光照射时金属的逸出功大于甲光照射时金属的逸出功 D．丙光的波长小于乙光的波长 3．（2022春·四川自贡·高二统考期末）关于光电效应，下列表述正确的是（　　） A．光照时间越长，光电流越大 B．不同的金属逸出功都是一样的 C．入射光足够强，就可以有光电流 D．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子 题型二：爱因斯坦的光电效应理论 4．（2023春·辽宁·高二校联考期中）在光电效应实验中，分别用频率为，的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为和、光电子的最大初动能分别为和。为普朗克常量。下列说法正确的是（　　） A．若，则一定有 B．若，则一定有 C．若，则一定有 D．若，则一定有 5．（2023春·河北邯郸·高二涉县第二中学校联考期中）某探究小组的同学在研究光电效应现象时，利用a、b、c三束单色光照射同一光电管时所得到的光电流I与光电管两端所加电压U的关系如图所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合，下列说法正确的是