光电效应物质被 公开课教学设计

光电效应物质被一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是(    )

A.光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的

B.实验现象揭示了光具有波动性

C.实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电

D.实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应

关于近代物理实验，下列说法正确的是(    )A.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释

B.利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径

C.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样说明实物粒子也具有波动性

D.汤姆逊研究阴极射线发现了电子，提出了原子核式结构模型如图所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率v的关系图象，由图象可知，下列不正确的是(

)

A.图线的斜率表示普朗克常量h

B.该金属的逸出功等于E

C.该金属的逸出功等于hν0

D.入射光的频率为2ν0对“光的波粒二象性”理解正确的是(    )A.光既是一种波，又是一种粒子

B.个别光子是粒子，大量光子是波

C.光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性

D.在光的干涉条纹中，明条纹是光子能够到达的地方，暗条纹是光子不能到达的地方下列关于概率波的说法中，正确的是(    )A.概率波就是机械波

B.物质波是一种概率波

C.概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象

D.在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则可以确定它从其中的哪一个缝中穿过下面说法正确的是(    )A.对于某种金属而言，超过极限频率的入射光越强，所产生的光电子的最大初动能就越大

B.各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线

C.根据玻尔理论，在氢原子中量子数n越大，核外电子的动能就越大

D.实物粒子也具有波动性，但不是概率波如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转。则以下说法正确的是(

)

A.将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大

B.如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数

C.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大

D.将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零

在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了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．则可判断出(    )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的截止频率

D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能如图，当电键K断开时，用光子能量为3.8eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于1.6V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.6V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为(    )A.5.4eV

B.1.6eV

C.3.8eV

D.2.2eV

某物理兴趣小组利用如图甲所示的电路来研究光电效应现象。该小组利用同一金属材料K进行实验，根据实验数据描绘出来的I−U图像如图乙所示，其中a、b两束光的遏止电压相同，U1、U2均为已知量，普朗克常量为h，则下列说法正确的是

A.a光的光照强度小于b光的光照强度，a光的频率小于b光的频率

B.b光的频率小于c光的频率，b光的光照强度一定大于c光的光照强度

C.电流随所加电压的增大而增大，不加电压时不发生光电效应

D.a、c两束光的频率差为e(U二、多选题（本大题共2小题，共8.0分）在光电效应实验中，分别用频率为va、vb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Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和EkbA.若va>vb，则一定有Ua<Ub

B.若va>vb，则一定有E对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率ν的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则(

)

A.钠的逸出功小于钙的逸出功

B.图中直线的斜率为he

C.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同

D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高

答案和解析1.【答案】C

【解析】【分析】

该实验是通过弧光灯发出紫外线照射锌板，发生光电效应，光电效应说明光具有粒子性。

解决本题的关键知道光电效应方程，知道光电效应说明光具有粒子性，理解光电效应发生的条件。

【解答】

A.光电效应是由赫兹首先发现的，故A错误；

B.光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B错误；

C.光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C正确；

D.光电效应中应该用紫外线照射锌板，当用可见光时，频率降低，小于极限频率，则不满足光电效应反生条件。故D错误。

故选C。

2.【答案】C

【解析】【分析】

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。

【解答】

A.黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，故A错误；

B.卢瑟福在用α粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，而不是核外电子的运动半径，故B错误；

C.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样说明实物粒子也具有波动性，故C正确；

D.汤姆逊研究阴极射线发现了电子，提出了原子的枣糕式模型，是卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型小，故D错误。

故选：C。

3.【答案】D

【解析】【分析】

根据光电效应方程，结合图线的纵轴截距求出金属的逸出功，结合横轴截距得出金属的极限频率，从而得出逸出功．根据光电效应方程求出入射光的频率变化时的光电子的最大初动能。

解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与入射光频率图线的物理意义，知道斜率和截距表示的含义才能准确求解；本题应注意掌握根据所学物理规律分析图象的基本能力。

【解答】

A.根据光电效应方程EK=hν−W0，知图线的斜率表示普朗克常量h，故A正确；

B.根据光电效应方程Ek=hν−W0，当ν=0时，Ek=−W0，由图象知纵轴截距−E，所以W0=E，即该金属的逸出功E，故B正确；

C.图线与ν轴交点的横坐标是ν0，该金属的逸出功hν0，故C正确；

D【解析】解：A、波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量。故A错误；

B、少量的粒光子体现粒子性，大量光子体现波动性．不是个别光子是粒子，大量光子是波。故B错误；

C、光直线传播时表现为粒子性，发生干涉时表现为波动性。故C正确；

D、在光的干涉条纹中，明条纹是光子到达几率比较高的地方，暗条纹是光子到达几率比较小的地方。故D错误。

故选C。

光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性。

光的波粒二象性是指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。

5.【答案】B

【解析】解：A、德布罗意波是概率波，它与机械波是两个不同的概念，二者的本质不同，故A错误；

B、物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，故B正确；

C、概率波和机械波都能发生干涉和衍射现象，但其本质是不一样的，故C错误；

D、根据测不准原理，在光的双缝干涉实验中，若有一个粒子，则不能确定它从其中的哪一个缝中穿过，故D错误；

故选：B

物质波，又称德布罗意波，是概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率，一切运动的物体才有物质波．

此题要理解物质波的概念，知道一切运动的物体才有物质波，电子有波动性，但在一定的条件下才能表现出来．

6.【答案】B

【解析】【分析】

当入射光的频率大于金属的极限频率，就会发生光电效应。根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素.粒子也具有波粒二象性；在氢原子中量子数n越大，核外电子的动能就越小；各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线。

本题考查光电效应方程、能级的跃迁、氢原子光谱等知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点。

【解答】

A.只有入射光的频率大于金属的极限频率，才能产生光电效应，当入射频率越高时，则光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关。故A错误；

B.各种原子的发射光谱都是线状谱，线状谱是原子的特征谱线。故B正确。

C.量子数越大，轨道半径越大，根据ke2r2=mv2r，知半径越大，电子动能越小。故C错误。

D【解析】【分析】

当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化，发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，当将电源的正负极调换，即加反向电压，则电流表可能没有示数，也可能有示数。

本题考查光电效应基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点和基本规律，注意饱和电流的含义，及掌握紫光与绿光的频率高低，理解饱和电流与反向截止电压的含义，注意光电子最大初动能与入射光的频率有关。

【解答】

A.滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；

B.如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故B错误；

C.将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；

D.电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，如果此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D正确。

故选D。

8.【答案】B

【解析】【分析】

光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大．光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压；当入射光的频率低于截止频率时，则不会发生光电效应现象；P再右移时，光电流始终为零，eU截=12mvm2=hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．从图象中看出，丙光对应的截止电压U截最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大。

解决本题的关键掌握截止电压、截止频率，以及理解光电效应方程eU截=12mvm2=hγ−W。

【解答】

A.根据eU截=12mvm2=hγ−W，入射光的频率越高，对应的截止电压U【解析】解：根据题意光电子的初动能为：

Ek=qU=1.6eV

根据爱因斯坦光电效应方程，阴极材料的逸出功为：

W=hv−Ek=3.8eV−1.6eV=2.2eV．

故ABC错误，D正确．

故选：D

光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．

正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含