专题76 光电效应、波尔理论-【鼎力高考】2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练 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】 1、 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】现用波长为λ的光照射某金属，已知该金属的极限波长为，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，电子的电荷量为e，下列说法正确的是（　　） A．该金属的逸出功为 B．用波长为λ的光照射该金属材料，不能发生光电效应 C．用波长为λ的光照射该金属材料，逸出的光电子的最大初动能为 D．此种情况下对应的遏止电压为 【例2】某实验小组用如图甲所示的实验装置探究不同金属发生光电效应时的实验规律，当用频率为v的入射光照射金属时电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为，该电压称为遏止电压，该实验小组得到与v的关系如图乙中的①所示，则下列有关说法中正确的是（　　） A．实验时电源的左端为正极 B．分别用从氢原子能级2到1和能级3到1辐射的光照射金属得到遏止电压和，则 C．换用不同的光照射逸出功更大的金属时，得到的关系可能如图乙中的②所示 D．当滑片P向左滑动的过程中电流表的示数先增加后不变 2、 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】为了研究大量处于能级的氢原子跃迁时的发光特点，现利用大量此种氢原子跃迁时产生的三种单色光照射同一个光电管，如图甲所示，移动滑动变阻器的滑片调节光电管两端电压，分别得到三种光照射时光电流与光电管两端电压的关系，如图乙所示，则对于a、b、c三种光，下列说法正确的是（　　） A．三种光的频率最大的是c B．a、b、c三种光从同一种介质射向真空中，发生全反射的临界角最大的是c C．用a光照射另外某种金属能发生光电效应，则用c光照射也一定能发生 D．通过同一个单缝装置进行单缝衍射实验，中央条纹宽度a光最宽 【例4】如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验原理图，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图像，电子的电荷量，则下列说法正确的是（　　） A．由图乙可知，该金属的极限频率为 B．图甲中入射光的频率为时，滑动变阻器的滑片