第四章 波粒二象性 章末综合提升-【优化探究】2025-2026学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案配套PPT课件（粤教版）

章末综合提升 第四章　波粒二象性 章末检测 内容索引 一、构建思维导图 波粒二象性 波粒二象性 二、归纳整合提升 素养1　物理观念——光电效应的规律 1.光电效应规律 (1)任何一种金属都对应一个截止频率,入射光频率必须大于截止频率才会产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光频率的增大而增大。 (3)当入射光频率大于截止频率时,保持频率不变,光电流的强度与入射光的强度成正比。 (4)入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s。 2.爱因斯坦光电效应方程hν=Ek+W0 W0表示金属的逸出功,ν0表示金属的截止频率,则W0=hν0。 [例1]　在光电效应的实验结果中,与光的波动理论不矛盾的是(　　) A.光电效应是瞬时发生的 B.所有金属都存在截止频率 C.光电流随着入射光增强而变大 D.入射光频率越大,光电子最大初动能越大 C [解析]　光的波动理论认为只要光照射的时间足够长、足够强就能发生光电效应,且光电子的初动能就大,但实验中金属表面逸出电子的条件是入射光的频率大于金属的截止频率,发生是瞬时的,且入射光频率越大,光电子最大初动能越大,这与光的波动理论相矛盾,故A、B、D三项错误。波动理论认为光强度越大,光电流越大;光电效应中认为光强度越大,光子越多,金属表面逸出的光电子越多,即光电流越大,所以该实验结果与波动理论不矛盾,故C项正确。 [素养提升] 应用光电效应规律解题的技巧 1.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)。因为光电流未达到饱和值之前,其大小不仅与入射光的强度有关,还与光电管两极间的电压有关,只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比。 2.明确两个决定关系 (1)逸出功W0一定时,入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能。 (2)入射光的频率一定时,入射光的强度决定着单位时间内发射出的光电子数。 素养2　科学思维——光电效应的图像问题 图像名称 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)截止频率:图线与ν轴交点的横坐标ν0 (2)逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值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)饱和电流Im:电流的最大值 (3)最大初动能:Ek=eUc 图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量 颜色不同时,光电流与电压的 关系   (1)遏止电压Uc1、Uc2 (2)饱和电流 (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)截止频率ν0: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) [例2]　(多选)如图甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光,分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图像。对于这两个光电管,下列判断正确的是(　　) A.因为材料不同逸出功不同,所以遏止电压Uc不同 B.光电子的最大初动能不同 C.因为光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和电流也可能相同 D.两个光电管的Uc-ν图像的斜率可能不同 [答案]　ABC [解析]　因为不同材料有不同的逸出功,所以遏止电压Uc不同,A项正确;根据光电效应方程得Ek=hν-W0,因为不同材料有不同的逸出功,所以光电子的最大初动能不同,B项正确;在入射光的频率大于截止频率的情况下,发射出的光电子数与入射光的强度成正比,光强不确定,所以单位时间逸出的光电子数可能相同,饱和电流也可能相同,C项正确;由Uc=-可知,Uc-ν图像的斜率k=是常数,D项错误。 [素养提升] 求解光电效应问题应抓住的三个关系式 1.爱因斯坦光电效应方程hν=Ek+W0。 2.光电子的最大初动能Ek,可以利用光电管用实验的方法测得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止电压。 3.光电效应方程中的W0为逸出功,它与截止频率ν0(或截止波长λ0)的关系是W0=hν0=h。 素养3　科学探究——探究光电效应的规律 实验装置如图所示: 发生光电效应时,从金属表面逸出的光电子向四面八方运动,部分光电子能够到达阳极A形成光电流。 (1)饱和光电流:若电源右侧为正极,即将阴极K接电源负极,阳极A接电源正极,在K与A之间就形成了向左的电场。电场力迫使原来未到达阳极A的光电子向阳极A聚集,电压逐渐增大,电场力增大,迫使作用更加强烈,到达阳极A的光电子数增多,光电流增大。当电压达到一定值时,电场力迫使所有的光电子都到达阳极,这时若继续增大电压,到达阳极A的光电子数也不会增加,即光电流不再增加,达到饱和光电流。此时若想增大光电流只能增加出来的光子数,即增大光照强度。 (2)遏止电压:若电源左侧为正极,即将阴极K接电源正极,阳极A接电源负极,在K与A之间就形成了使光电子减速的向右的电场。电场阻碍光电子到达阳极A,逐渐增大U,电场力增大,阻碍作用更加强烈,到达阳极A的光电子数减少,光电流逐渐减小。当电压达到一定值时,电场力的阻碍作用使最易到达阳极A的光电子(具有最大初动能且朝向阳极A运动)不能到达阳极A时,光电流恰好减到零,此时的电压就是遏止电压。 [例3]　以往我们认识的光电效应是单光子光电效应, 即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从 金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电 效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大, 一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,从而 形成多光子光电效应,这已被实验证实。光电效应实 验装置示意如图。用频率为ν的普通光源照射阴极K,没有发生光电效应。换用同样频率ν的强激光照射阴极K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极K接电源正极,阳极A接电源负极,在KA之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电荷量)(　　) A.U=-　　B.U=- C.U=2hν-W D.U=- B [解析]　由题意可知一个电子吸收多个光子仍然遵守光电效应方程,设电子吸收了n个光子,则逸出的光电子的最大初动能为Ek=nhν-W(n=2,3,4,…),逸出的光电子在遏止电压下运动时应有Ek=eU,由以上两式联立得U=,若取n=2,则B正确。 章末检测(四)　波粒二象性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。 1.下列关于能量量子化的说法,正确的是(　　) A.能量子与电磁波的频率成反比 B.电磁波波长越长,其能量子越大 C.微观粒子的能量是不连续(分立)的 D.能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:由ε=hν可知,能量子与电磁波的频率成正比,故A错误;由ε=hν=可知,电磁波波长越长,其能量子越小,故B错误;普朗克提出了能量子假说,他认为,物质辐射(或吸收)的能量都是不连续的,是一份一份进行的,故C正确;能量子假设是由普朗克最早提出来的,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 2.下列说法正确的是(　　) A.黑体只吸收电磁波,不辐射电磁波 B.光的波长越长,光子的能量越大 C.光的波长越短,越容易发生衍射 D.在光的干涉中,明条纹是光子到达概率大的地方 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射而不发生反射,这样的物体称为黑体,黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,故A错误;光的波长越长,频率越小,则光子的能量越小,故B错误;光的波长越短,越不容易发生衍射,故C错误;光波是概率波,在光的干涉现象中,暗条纹是指振动减弱的地方,是光子到达概率最小的地方,并非光子不能到达的地方,明条纹是光子到达概率最大的地方,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 3.下列说法正确的是(　　) A.爱因斯坦为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论 B.大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明所有的电子都落在明条纹处 C.电子和其他微观粒子都具有波粒二象性 D.光波是一种概率波,光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的,是光子自身的固有性质 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:普朗克在对黑体辐射问题研究时,第一次提出了能量量子化理论,故A错误;大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明落在明条纹处的电子较多、落在暗条纹处的电子较少,故B错误;任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都有一种波与之对应,这种波称为物质波,故电子和其他微观粒子,都具有波粒二象性,故C正确;波粒二象性是光的根本属性,与光子之间的相互作用无关,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 4. 在光电效应实验中,某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。由图可判断出(　　) A.甲光的频率大于乙光的频率 B.乙光的波长大于丙光的波长 C.乙光对应的截止频率大于丙光 对应的截止频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:由图像知,甲、乙光对应的遏止电压相等,由eUc=Ek和hν=W0+Ek得甲、乙光频率相等,且小于丙光频率,A错误;丙光的频率大于乙光的频率,则丙光的波长小于乙光的波长,B正确;同一光电管,截止频率相同,C错误;丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压,所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 5.(2024·广州高二期末)图甲是“探究光电效应”的实验电路图,光电管遏止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是(　　)   A.入射光的频率ν不同时,遏止电压Uc不同 B.入射光的频率ν不同时,Uc-ν图像的斜率不同 C.图甲所示电路中,当电压增大到一定数值时,电流表的示数将达到饱和电流 D.只要入射光的光照强度相同,光电子的最大初动能就一定相同 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:根据Ek=hν-W0,可知入射光的频率不同时,光电子的最大初动能不同,又eUc=Ek,得Uc=ν-,可见入射光的频率ν不同时,遏止电压Uc不同,A正确;由Uc=ν-,知Uc-ν图像的斜率k=,与入射光的频率ν无关,B错误;题图甲所示电路中,必须把电源正负极对调,才能用来验证光电流与电压的关系,即当电压增大到一定数值时,电流表的示数将达到饱和电流,C错误;根据Ek=hν-W0可知,光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 6.如图甲,合上开关,用光子能量为2.6 eV的一束光照射阴极K,发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.50 V时,电流表读数仍不为零,当电压表读数大于或等于0.50 V时,电流表读数为零。把电路改为图乙,当电压表读数为1 V时,逸出功及电子到达阳极时的最大动能为(　　) A.1.6 eV,0.5 eV B.2.1 eV,1.5 eV C.1.9 eV,2.1 eV D.3.1 eV,4.5 eV B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:设用光子能量为2.6 eV的光照射时,光电子的最大初动能为Ekm,阴极材料逸出功为W0,当反向电压达到U=0.50 V以后,具有最大初动能的光电子也达不到阳极,因此,有eU=Ekm 由光电效应方程有Ekm=hν-W0 由以上两式得Ekm=0.5 eV,W0=2.1 eV 所以此时最大初动能为0.5 eV, 该材料的逸出功为2.1 eV 当电压表读数为1 V时,则电子到达阳极时的最大动能为 Ekm'=0.5 eV+1.0 eV=1.5 eV,故B正确,A、C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 7.小宇同学参加学校科技嘉年华,设计了一个光电烟雾探测器,如图所示,S为光源,发出一束光,当有烟雾进入探测器时,来自S的光会被烟雾散射进入光电管C,当光射到光电管中的钠表面(钠的截止频率为6.00×1014 Hz)时,会产生光电子,当光电流大于10-8 A时,便会触发报警系统报警。已知元电荷e=1.6×10-19 C,下列说法不正确的是(　　) A.要使该探测器正常工作,光源S发出的 光波波长不能大于0.5 μm B.若光源S发出的光波能使光电管发生 光电效应,则光源越强,光电烟雾探测器 探测到光电子数越多 C.光束遇到烟雾发生散射是一种折射现象 D.若5%射向光电管C的光子会产生光电子,当报警器报警时,每秒射向钠表面的光子数目最少是1.25×1012个 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:根据逸出功W0=hν0=h,解得最大波长λ== m=5×10-7 m= 0.5 μm,即光源S发出的光不能超过0.5 μm,故A正确;在光电管能发生光电效应的情况下,同种色光,光源越强,单位时间内产生的光子数越多,对应能与更多的电子形成光电子,光电子数越多,故B正确;光束遇到烟雾发生散射是光的反射现象,不是折射现象,故C不正确;由Q=It=ne=N×5%e,则要产生10-8 A的光电流,需要的光电子 个数N=== 1.25×1012(个),故D正确。 本题选不正确的,故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 8.下列关于实物粒子、光的波粒二象性的说法正确的是(　　) A.对于同种金属产生光电效应时,照射光的频率越大,逸出光电子的初动能也越大 B.德布罗意首先提出了物质波的猜想,而电子衍射实验证实了他的猜想 C.人们常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同 D.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象 BC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:根据光电效应方程Ek=hν-W可知,逸出光电子的最大初动能 Ek与照射光的频率呈线性关系,照射光的频率越大,逸出光电子的最大初动能也越大,故A错误。德布罗意首先提出了物质波的猜想,而电子衍射实验证实了他的猜想,故B正确。晶体中相邻原子之间的距离大致与中子的德布罗意波长相同,故能发生明显的衍射现象,而衍射是波特有的性质,故C正确。门镜可以扩大视野利用的是光的折射现象,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 9.如图所示,甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图像,以下说法正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 A.图甲是遏止电压Uc与入射光频率ν的关系 图像,由图像可求得普朗克常量h= B.图乙是光电子的最大初动能与入射光频 率的关系图像,由图像可知实线对应金属的 逸出功比虚线的大 C.图丙是光电流与电压的关系图像,由图像可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大 D.图丁是光电流与电压的关系图像,由图像可知电压越高则光电流越大 答案:ABC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:根据光电效应方程结合动能定理可知, eUc=Ek=hν-W0=hν-hν0,解得Uc=ν-ν0,斜率 k==,解得普朗克常量h=,故A正确;根据 爱因斯坦光电效应方程可知,Ek=hν-W0,纵轴 截距的绝对值表示逸出功,则实线对应金属 的逸出功比虚线的大,故B正确;饱和光电流由入射光的强度决定,同一束光,即光的颜色不变的情况下,入射光越强,单位时间内产生的光电子数越多,饱和光电流越大,故C正确;分析图丁可知,当达到饱和光电流以后,增加光电管两端的电压,光电流不变,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 10.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时,会发生光电效应现象。闭合开关S,在阳极A和阴极K之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压,直至电流计中电流恰为零,此电压表的电压值U称为遏止电压,根据遏止电压,可以计算出光电子的最大初动能Ek,现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极,测量到遏止电压分别为U1和U2,设电子质量为m、电荷量为e,则下列关系式中正确的是(　 　) A.用频率为ν1的光照射时,光电子的最大初速度v= B.阴极K金属的逸出功W0= C.阴极K金属的截止频率ν0= D.普朗克常量h= ABC 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:光电子在电场中做减速运动,根据动能定理得-eU1=0-mv2,则得光电子的最大初速度v=,故A正确;根据爱因斯坦光电效应方程得hν1=eU1+W0,hν2=eU2+W0,解得W0=,h=,故B正确,D错误;阴极K金属的截止频率ν0==,故C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 三、非选择题:本题共5小题,共54分。 11.(7分)(2024·中山高二期末)如图所示,这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (1)示意图中,a端应是电源　　极。  (2)光控继电器的原理是:当光照射光电管时,　　　　(选填“A”或“K”)极发射电子,电路中产生光电流,经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M被　　　　,将衔铁N吸住。无光照射光电管时,电路中没有电流,衔铁N自动离开M。  (3)当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生 光电效应,则下列说法正确的是　　　　。  A.增大绿光照射强度,光电子最大初动能增大 B.增大绿光照射强度,电路中光电流增大 正 K 磁化 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:(1)电路中要产生电流,则a端接电源的正极。 (2)K极为阴极,故阴极K发射电子,电路中产生电流,经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化,将衔铁N吸住;无光照射光电管时,电路中无电流,N自动离开M。 (3)根据光电效应规律可知,增大光照强度时,光电子的最大初动能不变,但光电流增大,故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 12.(9分)如图所示是研究光电管产生的电流的电路图,A、K是光电管的两个电极,已知该光电管阴极的截止频率为ν0,元电荷为e,普朗克常量为h。现将频率为ν(大于ν0)的光照射在阴极上,则: (1)　　　　(选填“A”或“K”)是阴极,阴极材料的逸出功等于　　　　。  (2)加在A、K间的正向电压为U时,到达阳极的光电子的最大动能为　　　　　　　　　,将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加,电流表的示数的变化情况是　　　　　 　　　　。  (3)为了阻止光电子到达阳极,在A、K间应加上U反=　　　 的反向电压。  (4)下列方法一定能够增加饱和光电流的是　　　　。  A.照射光频率不变,增加光强 B.照射光强度不变,增加光的频率 C.增加A、K电极间的电压 D.减小A、K电极间的电压 K　 hν0 hν-hν0+eU　 逐渐增大,直至保持不变 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:(1)由图可知,K是阴极,A是阳极,依据光电效应方程有Ek=hν-W0,当Ek=0时,入射光的能量等于阴极材料的逸出功,则阴极材料的逸出功等于hν0。 (2)光电子的最大初动能Ek=hν-hν0 由动能定理得eU=Ekm-Ek 所以Ekm=hν-hν0+eU 将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加,电流表示数的变化情况是先逐渐增大,当达到饱和电流时,电流表的示数不变。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 (3)由动能定理得-eU反=0-Ek 所以U反=。 (4)照射光频率不变,增加光强,则入射光的光子数目增多,导致光电流的饱和值增大,故A正确;照射光强度不变,增加光的频率,则入射光的光子数目减少,导致光电流的饱和值减小,故B错误;增加A、K电极间的电压,可能会导致光电流增大,但饱和值不变,故C错误;减小A、K电极间的电压,会导致光电流减小,但饱和值不变,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 13.(11分)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴交点的横坐标为4.27×1014 Hz,与纵轴交点的纵坐标为0.5 eV),试求:(结果都保留三位有效数字)   (1)普朗克常量; (2)这种金属的逸出功W0。 答案:(1)6.50×10-34 J·s　(2)2.78×10-19 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:(1)根据Ek=hν-W0,对照图像可知,图线的斜率表示普朗克常量 h= J·s≈6.50×10-34 J·s。 (2)当最大初动能为零时,入射光的光子能量与逸出功相等,即入射光的频率等于金属的截止频率,可知金属的截止频率为ν0=4.27×1014 Hz 金属的逸出功为 W0=hν0=6.50×10-34×4.27×1014 J≈2.78×10-19 J。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 14.(12分)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ=0.50 μm的绿光照射阴极K,实验测得流过Ⓖ表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足图乙所示规律,取h=6.63×10-34 J·s。结合图像,求:(结果均保留两位有效数字) (1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大初动能; (2)该阴极材料的截止波长。 答案:(1)4.0×1012个　9.6×10-20 J　(2)0.66 μm 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部 到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子的个数 n===4.0×1012(个) 光电子的最大初动能为 Ekm=eUc=1.6×10-19×0.6 J=9.6×10-20 J。 (2)设阴极材料的截止波长为λ0,根据爱因斯坦光电 效应方程得Ekm=h-h 代入数据得λ0≈0.66 μm。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 15.(15分)一光电管的阴极用截止波长λ0=4.0×10-7 m的钠制成,现用波长λ=3.0×10-7 m的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差UAK=2.0 V,光电流的饱和值I=0.40 μA,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子的电荷量e=1.6×10-19 C。 (1)求每秒内由K极发射的光电子数。 (2)求电子到达A极时的最大动能。 (3)如果电势差UAK变为0,而照射光强度增到原值的2倍,此时电子到达A极时的最大动能是多少? 答案:(1)2.5×1012个　(2)4.86×10-19 J (3)1.66×10-19 J 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 解析:(1)设每秒内由K极发射的光电子数为N,由分析得It=Ne 代入数据得N=2.5×1012(个)。 (2)由光电效应方程可得 Ekm=hν-W0=hc(-)≈1.66×10-19 J 到达A极时的最大动能 Ekm'=Ekm+eUAK 解得Ekm'=4.86×10-19 J。 (3)增大光强,照射到金属板上光子数增加,逸出的光电子数目增加,入射光的频率不变,则最大初动能不变,电势差UAK变为0,即到达阳极A的最大动能仍然为1.66×10-19 J。   2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 15 $$