《2025年金版新学案高中物理选择性必修第三册人教版》

例 1(2025·北京西城高二期 末)研究光电效应现象的装置如图所示。图中 K、A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K 极受到光照时能够发射电子。当用光子能 量为 2.82 eV 的光照射 K 极时，电流表的读数为 30 μA，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于 1.82 V 时，电流表读数为零，保持滑片位置 不变。下列说法中不正确的是 (C)


A.光电子的最大初动能为 1.82 eV
B.K 极材料的逸出功为 1 eV
C.电流表的读数为 30 μA 时，电压表的示数大 于 1.82 V
D.仅将电源正负极对调，电流表示数一定大于 30 μA

答案： 例1 C 电压表示数为1.82V时，电流表示数为零，即遏止电压为1.82V，则光电子最大初动能为$E_{k}=eU_{c}=1.82eV$，故A正确；K极材料的逸出功$W_{0}=h\nu -E_{k}=1eV$，故B正确；电流表有示数，说明两电极电压（即电压表的示数）小于遏止电压1.82V，故C错误；仅将电源正负极对调，则两极间电场对光电子的运动有促进作用，电流表示数增大，一定大于30$\mu$A，故D正确。故选C。

针对练 1. 实验发现用频率低于截止频率的强激 光照射金属时也能发生光电效应，这说明 在强激光照射下，一个电子在极短时间内能 吸收多个光子而从金属表面逸出。若某金属的截止频率为$\nu_{0}$，普朗克常量为$h$，则用频率为$\dfrac{4} {5}\nu_{0}$的强激光照射该金属时，光电子的最大初动能可能为 (B)

A.$\dfrac{6} {5}h\nu_{0}$
B.$\dfrac{7} {5}h\nu_{0}$
C.$\dfrac{8} {5}h\nu_{0}$
D.$\dfrac{9} {5}h\nu_{0}$

答案： 针对练1.B 金属的逸出功$W_{0}=h\nu_{0}$，频率为$\frac{4}{5}\nu_{0}$的强激光的光子的能量$\epsilon=\frac{4}{5}h\nu_{0}$，设电子吸收n个光子后逸出，则有$E_{k}=n·\frac{4}{5}h\nu_{0}-h\nu_{0}(n = 2,3,4,·s)$，当n=2时，$E_{k2}=\frac{3}{5}h\nu_{0}$，当n=3时，$E_{k3}=\frac{7}{5}h\nu_{0}$，当n=4时，$E_{k4}=\frac{11}{5}h\nu_{0}$，$·s$。
故选B。

针对练 2.(2025·河南南阳市高二月考)3 种不同频率的光($a$光、$b$光、$c$光)分别照射到图甲电路阴极 K 的金属上，测得 3 条电流随电压变化的图像如图乙所示，则下列推断正确的是 (D)


A.$c$光的频率最大
B.$a$光的频率最小
C.若$b$光的强度减为原来的一半，则可能不再会发生光电效应
D.$a$光照射时，光电子的最大初动能最大

答案： 针对练2.D 由题图乙可知，a光的遏止电压最大，c光的遏止电压最小，根据爱因斯坦光电效应方程和功能关系得$eU_{c}=h\nu -W_{0}$，可知a光的频率最大，c光的频率最小，故A、B错误；若b光的强度减为原来的一半，但b光的频率不变，则一定能发生光电效应，故C错误；由于a光的频率最大，由$E_{k}=h\nu -W_{0}$，可知a光照射时，光电子的最大初动能最大，故D正确。故选D。

【师生互动】 用a、b两种可见光照射同一光电效应装置，测得的光电流和电压的关系图像如图甲所示，图乙为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量在1.62～3.11eV之间。
任务1.从能级图上看氢原子从高能级向低能级跃迁最多能发射几种可见光?

任务2.a光和b光哪一个频率大?

答案： 任务1.4种。第3能级向第2能级跃迁发出的光，第4能级向第2能级跃迁发出的光，第5能级向第2能级跃迁发出的光，第6能级向第2能级跃迁发出的光。任务2.b光。