4.1 普朗克黑体辐射理论 4.2 光电效应-【无畏物理】2024-2025学年高二物理同步学案（人教版2019选择性必修三）

高中物理 选择性必修三 第四章 原子结构和波粒二象性 4.1 普朗克黑体辐射理论 4.2 光电效应 黑体与黑体辐射 知识点一 1．热辐射：一切物体都在辐射电磁波。温度越高，热辐射中波长较短的成分越强。 2．黑体：能够在任何温度下将辐射到它表面上的任何波长的能量全部吸收的物体。 可以将带有小孔的不透明的空腔容器看成黑体。 3．黑体辐射：在黑体空腔内部中的电磁辐射叫做黑体辐射 4．黑体辐射的实验规律： (1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。 (2)随着温度的升高：①各种波长的辐射强度都有增加； ②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 [特别提醒]　 ①热辐射不一定要高温，任何温度的物体都发出一定的热辐射，只是温度低时热辐射弱，温度高时热辐射强； ②黑体是一个理想化的物理模型，实际不存在； ③黑体看上去不一定是黑的，有些可看作黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮。 5．一般物体与黑体的比较 热辐射特点 吸收、反射特点 一般 物体 辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 能量量子化 知识点二 1．普朗克的假设：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 2．能量子公式：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h＝6.626×10－34 J·s。(一般取h＝6.63×10－34J·s) 3．能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。这种现象叫能量的量子化。 说明：黑体辐射的电磁波强度按波长的分布只跟黑体温度有关。 光电效应现象和规律 知识点三 1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且 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，这些能量子称为光子。 2．光子能量：公式为ε＝hν，其中ν指光的频率。 3．光电效应定义：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。 4．光电子：光电效应中发射出来的电子。 5．光电效应的实验规律 (1)截止频率：当入射光的频率减小到某一数值νc时，光电流消失，表面已经没有光电子了，νc称为截止频率。 (2)存在着饱和电流。入射光强度一定，单位时间内阴极K发射的光电子数一定。入射光越强，饱和电流越大，表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。 (3)遏止电压：施加反向电压，使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压。 (4)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率νc时，光电效应几乎是瞬时发生的。 4．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫作这种金属的逸出功，用W0表示，不同金属的逸出功不同。 5．光电效应方程：Ek＝hν－W0。 在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，这部分叫做金属的逸出功W0，剩余部分为光电子的初动能Ek。 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，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。 6．对光电效应规律的解释 (1)光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光的强弱无关。只有当hν>W0时，才有光电子逸出。 (2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间。 (3)对于同种颜色的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。 说明：①光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子就多，因而饱和电流大；②入射光的强度，指单位时间照射在金属单位面积上的光子总能量，在入射光频率不变的情况下，光强与光子数成正比；③单位时间内发射出来的电子数由光强决定。 电子吸收光子能量可以举例公司员工跳槽；刚好符合条件的光电子没有初动能，但是脱离原子核束缚，处于游离态；多出部分可以充当路费盘缠；此为最大初动能。加电压可以理解成公司招聘条件优越与否；且与化学结合，为什么有些物质要用棕色瓶避光保存，因为会发生光电效应使其失去电子而氧化； 康普顿效应和光子的动量方程 知识点四 1．康普顿效应：康普顿在散射的X射线中，发现除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。康普顿效应说明光子具有动量。 2．光子的动量：光子不仅具有能量，而且具有动量，公式：p＝。 对黑体辐射、能量子的理解 考点一 【例1.1】关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是(　B　) A．黑体是真实存在的 B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元 C．随着温度升高，黑体辐射的各波长的强度有些会增强，有些会减弱 D．黑体辐射无任何实验依据 【例1.2】(多选)黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知(　 　) A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加 B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加 C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 【练习1.1】(多选)关于对热辐射的认识，下列说法正确的是(　 　) A．温度越高，物体辐射的电磁波越强 B．冷的物体只吸收电磁波 C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D．常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色 【练习1.2】(多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是(　 　) A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波 B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高 C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强 D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高 【练习1.3】(多选)下列叙述正确的是(　 　) A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关 D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 【练习1.4】关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　 　) A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体 【例1.3】已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为(　 　) A．h B． C． D．以上均不正确 【练习1.5】某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为(　 　) A．　　 B． C． D． 对光电效应现象的理解 考点二 【例2】(多选)对光电效应的理解正确的是(　 　) A．金属钠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，就能逸出金属 B．在光电效应中，一个电子只能吸收一个光子 C．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服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 D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 【练习2.1】(多选)对光电效应的解释正确的是(　 　) A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服引力要做的最小功，光电子便不能逸出来，即光电效应便不能发生了 C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，发射的光电子的最大初动能就越大 D．由于不同的金属逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同 【练习2.2】入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减小，而频率保持不变，那么(　 　) A．从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能将减小 C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数将减少 D．有可能不发生光电效应 【练习2.3】(多选)已知钙的逸出功是3.20 eV，对此理解正确的是(　 　) A．钙中的电子脱离钙需做功3.20 eV B．钙表面的电子脱离钙需做功3.20 eV C．钙只需吸收3.20 eV的能量就有电子逸出 D．入射光子的能量必须大于3.20 eV才能发生光电效应 光电效应实验 考点三 【例3.1】利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则(　 　) A．用紫外线照射，电流表一定有电流通过 B．用红光照射，电流表一定无电流通过 C．用红外线照射，电流表一定无电流通过 D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过 【练习3.1】如图所示为一真空光电管的应用电路，关于电路中光电流的饱和值，下列说法正确的是(　 　) A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度 C．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于光电管所加的正向电压的大小 D．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的光照时间 【练习3.2】(多选)如图所示为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号。当有波长为λ0的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则(　 　) A．用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极时，电路中一定没有电流 B．用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极时，电路中一定有电流 C．用波长为λ3(λ3>λ0)的光照射阴极时，电路中可能有电流 D．将电源的极性反接后，电路中一定没有电流 【练习3.3】(多选)某中学实验小组的同学在研究光电效应现象时，设计了如图所示的电路，用蓝光照射阴极时，电路中的电流计有示数。则下列说法正确的是(　 　) A．用紫光照射阴极时，电流计一定没有示数 B．用黄光照射阴极时，电流计可能有示数 C．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向左移动电流计一定没有示数 D．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向右移动电流计的示数可能不变 【练习3.4】用如图所示的装置研究光电效应现象，此时理想电压表的示数为零.如用蓝光照射K极，G表的示数不为零，那么下列有关说法正确的是（ ） A．如果将滑片P向左滑动，G表的示数可能不变 B．如果将滑片P向右滑动，G表的示数将增大 C．如果将蓝光换成紫光，G表的示数将增大 D．如果将蓝光换成绿光，G表的示数将为零 【例3.2】图甲是"光电效应"实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压随频率ν变化的函数关系图像.下列说法正确的是 （ ） A．入射光的频率ν不同，遏止电压Uc相同 B．图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和光电流 C．只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同 D．入射光的频率ν不同，光照强度不同，Uc-ν图象斜率相同 【例3.3】(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0。则(　 　) A．光电管阴极的逸出功为1.8 eV B．开关K断开后，没有电流流过电流表G C．光电子的最大初动能为0.7 eV D．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小 【练习3.5】大量处于基态的氢原子吸收了频率为ν1的单色光后能发出3种不同频率的光子，三种光子的频率分别为ν1、ν₂和ν3，用这三种光分别照射到如图所示的光电管电路，频率为ν3的光照射时，无论如何调整触头P的位置，电流表的示数一直为0，用另两种光照射时，电流表有示数。已知阴极K金属的逸为W0，电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ） A．主种频率关系为ν₂=ν1+ν3 B．光电子的最大初动能为h(ν1+ν₂)-W0 C．三种频率关系为ν1<ν₂<ν3 D．当电流表的示数为0时，电压表的示数可能为 【练习3.6】用如图所示的实验装置探究光电效应的规律，如果用频率为y的某种单色光照射某种金属，发生光电效应，如果入射光的频率变为原来的2倍，遏止电压变为原来的2.5倍，则该种金属的极限频率为( ) A． B． C． D． 光电效应中的图象问题 考点四 【例4.1】在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到的三条光电流与电压之间的关系图线如图所示，则（ ） A．甲光频率大于乙光频率 B．甲光光强大于丙光光强 C．用乙光照射时产生的光电子的最大初动能最小 D．三种光照射时对应的截止频率之间的关系为ν乙>ν甲=ν丙 【例4.2】如图所示为某学习小组的同学在研究光电效应现象时，通过实验数据描绘的光电流与光电管两端电压关系图像，已知图线甲、乙所对应的光的频率分别为ν1、ν₂，逸出的光电子的最大速度之比为2:1，下列说法正确的是( ) A．ν1:ν₂=4:1 B．甲光与乙光的波长之比为1:2 C．|U1|:|U2|=4:1 D．用甲光实验，达到饱和光电流时，单位时间内到达阳极的光电子数较多 【练习4.1】在探究光电效应实验规律的过程中，用三束光分别照射同一光电管得到三条光电流与电压之间的关系图线如图所示，则下列说法正确的是（ ） A．光电子的最大初动能Ek甲=Ek丙<Ek乙 B．光电子的最大初动能Ek甲=Ek丙>Ek乙 C．三种光的频率关系是ν甲>ν乙>ν丙 D．三种光的频率关系是ν甲=ν丙>ν乙 【练习4.2】在研究光电效应现象时，先后用两种不同色光照射同一光电管，所得的光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是(　 　) A．色光乙的频率小、光强大 B．色光乙的频率大、光强大 C．若色光乙的强度减为原来的一半，无论电压多大，色光乙产生的光电流一定比色光甲产生的光电流小 D．若另一光电管所加的正向电压不变，色光甲能产生光电流，则色光乙一定能产生光电流 【练习4.3】在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示。则正确的是(　 　) A．乙光的频率大于甲光的频率 B．甲光的波长小于丙光的波长 C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量 D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能 【例4.3】在光电效应实验中，某同学用频率分别为ν甲、ν乙的两种单色光甲、乙分别照射光电管A、B，都恰好能发生光电效应。利用更大频率的单色光照射光电管A、B，根据实验数据描绘出的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ ） A．α>β B．α<β C．ν甲>ν乙 D．ν甲<ν乙 【练习4.4】爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释了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ν的关系如图所示，其中νc为极限频率。从图中可以确定的是(　 　) A．逸出功与ν有关 B．Ekm与入射光强度成正比 C．当ν<νc时，会逸出光电子 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关 【练习4.5】用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek­ν图像。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个Ek­ν坐标系中，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的图像是下图中的(　 　) A　　　　　B　　　 　C　　　　D 课后巩固 1.【难度2】(多选)康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。关于康普顿效应，以下说法正确的是(　 　) A．康普顿效应说明光子有动量 B．康普顿效应现象说明光具有波动性 C．康普顿效应现象说明光具有粒子性 D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加 2.【难度2.5】(多选)光电效应实验的装置如图所示，则下列说法正确的是(　 　) A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C．锌板带的是负电荷 D．使验电器指针发生偏转的是正电荷 3.【难度3】如图所示为光电管的原理图。已知滑动变阻器的滑片在图示P位置，用黄光照射阴极K时，电流表指针恰好不偏转，下列说法正确的是（ ） A．滑片向左移动到最左端时，电流表指针也不会发生偏转 B．滑片向右移动到最右端时，电流表指针会发生偏转 C．滑片在P位置时，换用红光照射，电流表指针会发生偏转 D．滑片在P位置时，换用紫光照射，电流表指针会发生偏转 4.【难度3】如图所示是研究光电效应的实验装置，c为滑动变阻器的中点。用某种单色光照射光电管，将滑动变阻器的滑片P移到中点处，此时电流表中有电流，则（ ） A．将滑片P向a端移动，光电流将一直变大 B．将滑片P向a端移动，光电子的最大初动能一定变大 C．将滑片P向b端移动，光电流将一直变小直至为零 D．将滑片P向b端移动，光电子的最大初动能一定变小 5.【难度3】(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 6.【难度3】(多选)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示。则(　 　) A．光电子的最大初动能之比为2∶1 B．该金属的截止频率为 C．该金属的截止频率为 D．用波长为λ的单色光照射该金属时能发生光电效应 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高中物理 选择性必修三 第四章 原子结构和波粒二象性 4.1 普朗克黑体辐射理论 4.2 光电效应 黑体与黑体辐射 知识点一 1．热辐射：一切物体都在辐射电磁波。温度越高，热辐射中波长较短的成分越强。 2．黑体：能够在任何温度下将辐射到它表面上的任何波长的能量全部吸收的物体。 可以将带有小孔的不透明的空腔容器看成黑体。 3．黑体辐射：在黑体空腔内部中的电磁辐射叫做黑体辐射 4．黑体辐射的实验规律： (1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。 (2)随着温度的升高：①各种波长的辐射强度都有增加； ②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 [特别提醒]　 ①热辐射不一定要高温，任何温度的物体都发出一定的热辐射，只是温度低时热辐射弱，温度高时热辐射强； ②黑体是一个理想化的物理模型，实际不存在； ③黑体看上去不一定是黑的，有些可看作黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮。 5．一般物体与黑体的比较 热辐射特点 吸收、反射特点 一般 物体 辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 能量量子化 知识点二 1．普朗克的假设：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 2．能量子公式：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。h＝6.626×10－34 J·s。(一般取h＝6.63×10－34J·s) 3．能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。这种现象叫能量的量子化。 说明：黑体辐射的电磁波强度按波长的分布只跟黑体温度有关。 光电效应现象和规律 知识点三 1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且 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，这些能量子称为光子。 2．光子能量：公式为ε＝hν，其中ν指光的频率。 3．光电效应定义：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。 4．光电子：光电效应中发射出来的电子。 5．光电效应的实验规律 (1)截止频率：当入射光的频率减小到某一数值νc时，光电流消失，表面已经没有光电子了，νc称为截止频率。 (2)存在着饱和电流。入射光强度一定，单位时间内阴极K发射的光电子数一定。入射光越强，饱和电流越大，表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。 (3)遏止电压：施加反向电压，使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压。 (4)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率νc时，光电效应几乎是瞬时发生的。 4．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫作这种金属的逸出功，用W0表示，不同金属的逸出功不同。 5．光电效应方程：Ek＝hν－W0。 在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，这部分叫做金属的逸出功W0，剩余部分为光电子的初动能Ek。 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，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。 6．对光电效应规律的解释 (1)光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光的强弱无关。只有当hν>W0时，才有光电子逸出。 (2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间。 (3)对于同种颜色的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。 说明：①光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子就多，因而饱和电流大；②入射光的强度，指单位时间照射在金属单位面积上的光子总能量，在入射光频率不变的情况下，光强与光子数成正比；③单位时间内发射出来的电子数由光强决定。 电子吸收光子能量可以举例公司员工跳槽；刚好符合条件的光电子没有初动能，但是脱离原子核束缚，处于游离态；多出部分可以充当路费盘缠；此为最大初动能。加电压可以理解成公司招聘条件优越与否；且与化学结合，为什么有些物质要用棕色瓶避光保存，因为会发生光电效应使其失去电子而氧化； 康普顿效应和光子的动量方程 知识点四 1．康普顿效应：康普顿在散射的X射线中，发现除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。康普顿效应说明光子具有动量。 2．光子的动量：光子不仅具有能量，而且具有动量，公式：p＝。 对黑体辐射、能量子的理解 考点一 【例1.1】关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是(　B　) A．黑体是真实存在的 B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元 C．随着温度升高，黑体辐射的各波长的强度有些会增强，有些会减弱 D．黑体辐射无任何实验依据 [解析：黑体并不是真实存在的，A错误；普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，B正确；随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，C错误；黑体辐射是有实验依据的，D错误。] 【例1.2】(多选)黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知(　ACD　) A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加 B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加 C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 [解析：由图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反之，故A、C、D正确，B错误。] 【练习1.1】(多选)关于对热辐射的认识，下列说法正确的是(　AD　) A．温度越高，物体辐射的电磁波越强 B．冷的物体只吸收电磁波 C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D．常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色 [解析：一切物体都在不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A正确，B错误；选项C是黑体辐射的特性，C错误；常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色，D正确。] 【练习1.2】(多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是(　BC　) A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波 B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高 C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强 D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高 [解析：由辐射强度随波长变化关系知，随着温度的升高，各种波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，选项B、C正确。] 【练习1.3】(多选)下列叙述正确的是(　AD　) A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关 D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 [解析：根据热辐射定义知A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B、C错误、D正确。] 【练习1.4】关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　C　) A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体 [解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故选项A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故选项B错误，选项C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故选项D错误。] 【例1.3】已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为(　A　) A．h B． C． D．以上均不正确 [解析：由波速公式c＝λν，可得ν＝，由光的能量子公式ε＝hν得ε＝h。故A正确。] 【练习1.5】某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为(　C　) A．　　 B． C． D． [解析：每个激光光子的能量为ε＝h，则激光器的发射功率为P＝nε，其中n为激光器每秒钟发射的能量子数，所以n＝，故选项C正确。] 对光电效应现象的理解 考点二 【例2】(多选)对光电效应的理解正确的是(　BC　) A．金属钠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，就能逸出金属 B．在光电效应中，一个电子只能吸收一个光子 C．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服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 D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 [解析：按照爱因斯坦的光子说，光子的能量由光的频率决定，与光强无关。入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大；但要使电子离开金属，电子必须具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，且一个电子只能吸收一个光子，不能同时吸收多个光子，所以光子的能量小于某一数值时便不能产生光电效应现象；电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小。BC对] 【练习2.1】(多选)对光电效应的解释正确的是(　BD　) A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服引力要做的最小功，光电子便不能逸出来，即光电效应便不能发生了 C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，发射的光电子的最大初动能就越大 D．由于不同的金属逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同 [解析：实验证明，不论入射光的强度多大，只要入射光的频率小于金属的极限频率，就不会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光频率和金属材料有关，材料不同，逸出功不同，由爱因斯坦光电效应方程hν＝W＋mv可知，光电子的最大初动能也就不同。当vm＝0时，ν0＝，W不同则ν0不同。最大初动能与光强度无关，B、D正确。] 【练习2.2】入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减小，而频率保持不变，那么(　C　) A．从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能将减小 C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数将减少 D．有可能不发生光电效应 [解析：发生光电效应几乎是瞬间的，A错误；入射光的频率不变，则逸出的光电子的最大初动能也就不变，B错误；入射光强度减弱，说明单位时间内入射光子数减少，则单位时间内从金属表面逸出的光电子数也减少，C正确；入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率大于这种金属的极限频率，即使入射光的强度减小，也一定能发生光电效应，D错误。] 【练习2.3】(多选)已知钙的逸出功是3.20 eV，对此理解正确的是(　BD　) A．钙中的电子脱离钙需做功3.20 eV B．钙表面的电子脱离钙需做功3.20 eV C．钙只需吸收3.20 eV的能量就有电子逸出 D．入射光子的能量必须大于3.20 eV才能发生光电效应 [解析：逸出功是使电子脱离某种金属所做功的最小值，它等于金属表面的电子脱离金属所做的功，故A错误，B正确；钙中的电子至少吸收3.20 eV的能量才可能逸出，C错误；由光电效应发生的条件知，D正确。] 光电效应实验 考点三 【例3.1】利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则(　A　) A．用紫外线照射，电流表一定有电流通过 B．用红光照射，电流表一定无电流通过 C．用红外线照射，电流表一定无电流通过 D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过 [解析：因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项A正确；因不知阴极K的截止频率，所以用红光或红外线照射时，也可能发生光电效应，选项B、C错误；即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，选项D错误。] 【练习3.1】如图所示为一真空光电管的应用电路，关于电路中光电流的饱和值，下列说法正确的是(　B　) A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度 C．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于光电管所加的正向电压的大小 D．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的光照时间 [解析：在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关，故B正确，A、C、D错误。] 【练习3.2】(多选)如图所示为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号。当有波长为λ0的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则(　BC　) A．用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极时，电路中一定没有电流 B．用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极时，电路中一定有电流 C．用波长为λ3(λ3>λ0)的光照射阴极时，电路中可能有电流 D．将电源的极性反接后，电路中一定没有电流 [解析：波长为λ1(λ1>λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，A错误，C正确；波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，B正确；将电源的极性反接，电路中电子受到电场阻力，当所加反向电压小于遏止电压时，电路中仍然有光电流，D错误。] 【练习3.3】(多选)某中学实验小组的同学在研究光电效应现象时，设计了如图所示的电路，用蓝光照射阴极时，电路中的电流计有示数。则下列说法正确的是(　BD　) A．用紫光照射阴极时，电流计一定没有示数 B．用黄光照射阴极时，电流计可能有示数 C．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向左移动电流计一定没有示数 D．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向右移动电流计的示数可能不变 [解析：由于紫光的频率比蓝光的频率高，因此用紫光照射时，电流计一定有示数，A错误；由于不知阴极K的截止频率，所以用黄光照射时，也可能发生光电效应，因此电流计可能有示数，B正确；当滑片向左移动时，UAK减小，即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，C错误；当滑片向右端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流，若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，D正确。] 【练习3.4】用如图所示的装置研究光电效应现象，此时理想电压表的示数为零.如用蓝光照射K极，G表的示数不为零，那么下列有关说法正确的是（ B ） A．如果将滑片P向左滑动，G表的示数可能不变 B．如果将滑片P向右滑动，G表的示数将增大 C．如果将蓝光换成紫光，G表的示数将增大 D．如果将蓝光换成绿光，G表的示数将为零 [解析：将滑片P向左滑动，光电管两极间加反向电压，且越来越高，光电流将减小，A错误；将滑片P向右滑动，光电管两极间加正向电压，且越来越高，光电流将增大，B正确将蓝光换成紫光，光子最大初动能变大，但若入射光光照强度变弱，光电流可能减小，C错误；因不知光电管的极限频率，将蓝光换成绿光，仍有可能发生光电效应，光电流可能不为0，D错误.] 【例3.2】图甲是"光电效应"实验电路图，图乙为某次“光电效应”实验中得到的同一光电管两端的遏止电压随频率ν变化的函数关系图像.下列说法正确的是 （ D ） A．入射光的频率ν不同，遏止电压Uc相同 B．图甲所示电路中，当电压表增大到一定数值时，电流计将达到饱和光电流 C．只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同 D．入射光的频率ν不同，光照强度不同，Uc-ν图象斜率相同 [解析：逸出功与金属材料有关，与入射光的频率无关，由Ek=hν-W0=hν-hν0可知，入射光的频率ν不同；光电子的最大初动能不同，又eUc=Ek,所以入射光的频率ν不同，遏止电压Uc不同，A错误；必须把题图甲所示的电路中的电源正负极反接过来，才能用来验证光电流与电压的关系，B错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-hν0，可知在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不同；最大初动能与光照强度无关，C错误；由Ek=hν-hν0=eUc，可得Uc=，所以图像斜率为常量为，D正确.] 【例3.3】(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0。则(　AC　) A．光电管阴极的逸出功为1.8 eV B．开关K断开后，没有电流流过电流表G C．光电子的最大初动能为0.7 eV D．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小 [解析：该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，可知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程Ek＝hν－W0，得W0＝1.8 eV，故A、C正确；开关K断开后，在光子能量为2.5 eV的光照射下，光电管发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；1.5 eV的光子的能量小于逸出功，所以不能发生光电效应，无光电流，故D错误。] 【练习3.5】大量处于基态的氢原子吸收了频率为ν1的单色光后能发出3种不同频率的光子，三种光子的频率分别为ν1、ν₂和ν3，用这三种光分别照射到如图所示的光电管电路，频率为ν3的光照射时，无论如何调整触头P的位置，电流表的示数一直为0，用另两种光照射时，电流表有示数。已知阴极K金属的逸为W0，电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ D ） A．主种频率关系为ν₂=ν1+ν3 B．光电子的最大初动能为h(ν1+ν₂)-W0 C．三种频率关系为ν1<ν₂<ν3 D．当电流表的示数为0时，电压表的示数可能为 [解析：结合题意，根据玻尔理论，可知hν1=hν₂+hν3，频率为ν3的光不能使金属发生光电效应，频率最小，故ν1>v₂>ν3，AC错误；用频率为ν1的光照射阴极K，光电子的最大初动能最大，为Ekm=hν1-W0,根据eUc=Ekm，可知当电流表的示数为0时，电压表的示数Uc=，B错误，D正确.] 【练习3.6】用如图所示的实验装置探究光电效应的规律，如果用频率为y的某种单色光照射某种金属，发生光电效应，如果入射光的频率变为原来的2倍，遏止电压变为原来的2.5倍，则该种金属的极限频率为( B ) A． B． C． D． [解析：用频率为的光照射时，根据光电效应方程得Ekm=h-W0,电子向A极板运动时，根据动能定理得Ekm=eUc，联立得eUc=h-h0，如果用频率为2y的光照射时，同理得2.5eUc=2h-h0，联立得0=，B正确.] 光电效应中的图象问题 考点四 【例4.1】在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到的三条光电流与电压之间的关系图线如图所示，则（ B ） A．甲光频率大于乙光频率 B．甲光光强大于丙光光强 C．用乙光照射时产生的光电子的最大初动能最小 D．三种光照射时对应的截止频率之间的关系为ν乙>ν甲=ν丙 [解析：由爱因斯坦光电效应方程E₁=hν-W0及eUc=Ek可得，由于乙光的遏止电压Uc1大于甲光的遏止电压Uc2，故乙光的频率大于甲光的频率，选项A错误；因甲光、丙光的遏止电压相同，故两光的频率相同，由图象可知甲光的饱和光电流大于丙光的饱和光电流，故甲光光强大于丙光光强，选项B正确；乙光的遏止电压最大，由及eUc=Ek可知乙光照射时产生的光电子的最大初动能最大，选项C错误；用同一光电管做的实验，由可知，同一种金属截止频率是相同的，选项D错误。] 【例4.2】如图所示为某学习小组的同学在研究光电效应现象时，通过实验数据描绘的光电流与光电管两端电压关系图像，已知图线甲、乙所对应的光的频率分别为ν1、ν₂，逸出的光电子的最大速度之比为2:1，下列说法正确的是( C ) A．ν1:ν₂=4:1 B．甲光与乙光的波长之比为1:2 C．|U1|:|U2|=4:1 D．用甲光实验，达到饱和光电流时，单位时间内到达阳极的光电子数较多 [解析：由于光电子的最大速度之比为2:1，所以最大初动能之比为4:1,由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知甲、乙两种光的频率之比不等于4:1，又由c=λν可知甲、乙两种光的波长之比不等于1:4，AB错] 【练习4.1】在探究光电效应实验规律的过程中，用三束光分别照射同一光电管得到三条光电流与电压之间的关系图线如图所示，则下列说法正确的是（ A ） A．光电子的最大初动能Ek甲=Ek丙<Ek乙 B．光电子的最大初动能Ek甲=Ek丙>Ek乙 C．三种光的频率关系是ν甲>ν乙>ν丙 D．三种光的频率关系是ν甲=ν丙>ν乙 [解析：由图象可知三束光对应的遏止电压的关系为Uc乙>Uc甲=Uc丙，又光电子的最大初动能为Ek=eUc，则光电子的最大初动能关系为Ek甲=Ek丙<Ek乙，A正确，B错误；由光电效应方程Ek=hν-W0,可得hν=Ek+W0，则三种光的频率关系为ν乙>ν甲=ν丙，C、D错误。] 【练习4.2】在研究光电效应现象时，先后用两种不同色光照射同一光电管，所得的光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线如图所示，下列说法正确的是(　D　) A．色光乙的频率小、光强大 B．色光乙的频率大、光强大 C．若色光乙的强度减为原来的一半，无论电压多大，色光乙产生的光电流一定比色光甲产生的光电流小 D．若另一光电管所加的正向电压不变，色光甲能产生光电流，则色光乙一定能产生光电流 [解析：由题中图像可得用色光乙照射光电管时遏止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以色光乙的频率大，光子的能量大。由题中图像可知，色光甲的饱和光电流大于色光乙的饱和光电流，故色光甲的光强大于色光乙的光强，A、B错误；如果使色光乙的强度减半，则只是色光乙的饱和光电流减半，在特定的电压下，色光乙产生的光电流不一定比色光甲产生的光电流小，C错误；因色光乙的频率大于色光甲的，故另一个光电管加一定的正向电压，如果色光甲能使该光电管产生光电流，则色光乙一定能使该光电管产生光电流，D正确。] 【练习4.3】在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示。则正确的是(　A　) A．乙光的频率大于甲光的频率 B．甲光的波长小于丙光的波长 C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量 D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能 [解析：由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0及遏止电压的含义可知，hν－W0＝eUc，结合题意与图像可以判断，W0相同，U1>U2，则三种色光的频率为ν乙＝ν丙>ν甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C错误；同时判断乙光对应光电子的最大初动能等于丙光对应光电子的最大初动能，A正确，D错误；由ν＝知，λ乙＝λ丙＜λ甲，B错误。] 【例4.3】在光电效应实验中，某同学用频率分别为ν甲、ν乙的两种单色光甲、乙分别照射光电管A、B，都恰好能发生光电效应。利用更大频率的单色光照射光电管A、B，根据实验数据描绘出的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线如图所示，下列说法正确的是（ D ） A．α>β B．α<β C．ν甲>ν乙 D．ν甲<ν乙 [解析：根据爱因斯坦光电效应方程E₁=hν-W0可知，E-v图线的斜率h=h，所以两条图线的斜率一定相等，两条图线与横轴的夹角α和β一定相等，AB错误；图线在横轴的截距等于金属的逸出功W₀与普朗克常量h的比值，即截止频率，由图象可知光电管A的截止频率较小，又因单色光甲、乙分别照射光电管A、B,都恰好发生光电效应，因此甲光的频率ν甲小于乙光的频率ν乙，C错误，D正确。] 【练习4.4】爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释了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ν的关系如图所示，其中νc为极限频率。从图中可以确定的是(　D　) A．逸出功与ν有关 B．Ekm与入射光强度成正比 C．当ν<νc时，会逸出光电子 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关 [解析：金属的逸出功只和金属的极限频率有关，与入射光的频率无关，A错误；最大初动能取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，B错误；只有ν>νc时才会发生光电效应，C错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0和W0＝hνc(W0为金属的逸出功)可得，Ek＝hν－hνc，可见图像的斜率表示普朗克常量，D正确。] 【练习4.5】用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek­ν图像。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个Ek­ν坐标系中，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的图像是下图中的(　B　) A　　　　　B　　　 　C　　　　D [解析：依据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek­ν图线的斜率代表了普朗克常量h，因此钨和锌的Ek­ν图线应该平行。图线的横截距代表了截止频率νc，而νc＝，因此钨的νc大些。故B正确。] 课后巩固 1.【难度2】(多选)康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。关于康普顿效应，以下说法正确的是(　AC　) A．康普顿效应说明光子有动量 B．康普顿效应现象说明光具有波动性 C．康普顿效应现象说明光具有粒子性 D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加 [解析：康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D错误。] 2.【难度2.5】(多选)光电效应实验的装置如图所示，则下列说法正确的是(　AD　) A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C．锌板带的是负电荷 D．使验电器指针发生偏转的是正电荷 [解析：锌板连接验电器，在紫外光的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，则验电器也带正电并且指针发生偏转，故A、D正确，C错误；红光不能使锌板发生光电效应，B错误。] 3.【难度3】如图所示为光电管的原理图。已知滑动变阻器的滑片在图示P位置，用黄光照射阴极K时，电流表指针恰好不偏转，下列说法正确的是（ D ） A．滑片向左移动到最左端时，电流表指针也不会发生偏转 B．滑片向右移动到最右端时，电流表指针会发生偏转 C．滑片在P位置时，换用红光照射，电流表指针会发生偏转 D．滑片在P位置时，换用紫光照射，电流表指针会发生偏转 [解析：光电管两端加的是反向电压，说明用黄光照射时，光电管的阴极K已发生光电效应，具有最大初动能的光电子恰好能到达A极附近，滑片向左移动到最左端时，反向电压为零，光电子能到达A极并通过电流表，电流表指针会发生偏转，A错误；滑片向右移动到最右端时，反向电压变大，光电子到达不了A极，电流表指针不会发生偏转，B错误；滑片在P位置时，由于红光的频率低于黄光的频率，换用红光照射时，一种可能是K极不会发生光电效应，另一种可能是K极发生光电效应，但从K极逸出的光电子的最大初动能小于用黄光照射时逸出的光电子的最大初动能，光电子也到达不了A极，电流表指针不会发生偏转，C错误；由于紫光的频率大于黄光的频率，换用紫光照射时，逸出光电子的最大初动能变大，光电子能到达A极并通过电流表，电流表指针会发生偏转，D正确。] 4.【难度3】如图所示是研究光电效应的实验装置，c为滑动变阻器的中点。用某种单色光照射光电管，将滑动变阻器的滑片P移到中点处，此时电流表中有电流，则（ C ） A．将滑片P向a端移动，光电流将一直变大 B．将滑片P向a端移动，光电子的最大初动能一定变大 C．将滑片P向b端移动，光电流将一直变小直至为零 D．将滑片P向b端移动，光电子的最大初动能一定变小 [解析：滑动变阻器的滑片P位于中点时，A、K间的电压为零，电流表有示数，表明发生了光电效应现象。将滑片P向a端移动时，A板电压比K板电压高，则电场力对光电子做正功，开始光电流逐渐增大，当光电流达到饱和电流时，光电流不变，A错误；光电子的最大初动能与A、K间的电压无关，则B、D错误；当滑片P向b端移动时，A板电压比K板电压低，电场力对光电子做负功，则单位时间内到达A的电子数减少，光电流一直变小，直到当A、K间的电压等于遏止电压时，光电流为零，C正确。] 5.【难度3】(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(　AC　) 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 [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增加而增加，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。] 6.【难度3】(多选)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示。则(　BD　) A．光电子的最大初动能之比为2∶1 B．该金属的截止频率为 C．该金属的截止频率为 D．用波长为λ的单色光照射该金属时能发生光电效应 [解析：在两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，由Ek＝mv2可知，光电子的最大初动能之比为4∶1，A错误；又由hν＝W＋Ek知，h＝W＋mv，h＝W＋mv，又v1＝2v2，解得W＝h，则该金属的截止频率为，B正确，C错误；光的波长小于或等于3λ时就能发生光电效应，D正确。] 1 学科网（北京）股份有限公司 $$