第十六章 第79课时 能量量子化 光电效应-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

这是一份第十六章 第79课时 能量量子化 光电效应-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义），共11页。PPT课件主要包含了能量量子化光电效应，黑体辐射能量子，考点一，考点二，光电效应，考点三，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.掌握黑体辐射的定义及其实验规律，理解能量量子化的意义。2.理解光电效应现象及光电效应的实验规律。会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量。3.会分析光电效应常见的三类图像。
考点一　黑体辐射　能量子
考点三　光电效应中常见的三类图像
1.热辐射(1)定义：周围的一切物体都在辐射_______，这种辐射与物体的_____有关，所以叫作热辐射。(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的_____不同而有所不同。
2.黑体、黑体辐射的实验规律(1)黑体：能够_________入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。(2)黑体辐射的实验规律
①黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_____有关。②随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有_____，另一方面，辐射强度的极大值向波长较 的方向移动，如图。
3.能量量子化(1)能量子：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收________________________，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)能量子大小：ε=____，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h被称为普朗克常量。h=6.626 070 15×10-34 J·s(一般取h=6.63×10-34 J·s)。
某个最小能量值ε的整数倍
　　　(2023·江苏卷·14)“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求：(1)每个光子的动量p和能量E；
(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。
1.光电效应及其规律(1)光电效应现象照射到金属表面的光，能使金属中的_____从表面逸出的现象称为光电效应，这种电子常称为_______。(2)光电效应规律①每种金属都有一个截止频率νc，也称作极限频率，入射光的频率必须___________这个截止频率才能产生光电效应。②光电子的最大初动能与入射光的强度_____，只随入射光_____的增大而增大。
③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10-9 s。④当入射光的频率大于或等于截止频率时，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，逸出的光电子数越____，饱和电流越大，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成_____。
　　　(来自教材)用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌板和银板，都能产生光电效应。在以上两次实验中，对于下列四个物理量，哪些是一定相同的？哪些是可能相同的？哪些是一定不同的？(1)光子的能量。(2)光电子的逸出功。(3)光电子的动能。(4)光电子的最大动能。
答案　(1)一定相同；(3)可能相同；(2)(4)一定不同
针对训练　(2025·广东卷·3)有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为Ek，下列说法正确的是A.使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子B.使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于EkC.频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子D.频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek
　　　(2025·江苏卷·12)江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为W0，普朗克常量为h。(1)求该金属的截止频率ν0；
(2)若频率为ν的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能Ekm。
拓展　将开关S接2，滑动变阻器的滑动触头停在适当位置不动，若提高照射光强度，则光电子的最大初动能　　　，饱和电流　　　，金属的逸出功　　　，电流表示数　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”) 
光电效应中常见的三类图像
1.Ek-ν图像(1)写出最大初动能Ek与入射光频率ν的关系式：________________。(2)由图像获得的信息：①图线与ν轴交点的横坐标：____________。②图线与Ek轴交点坐标的绝对值：__________。③图线的斜率：____________。
Ek=hν-W0=h(ν-νc)
2.Uc-ν图像(此时两极之间接反向电压)(1)写出遏止电压Uc与入射光频率ν的关系式_________。(2)由图像获得的信息：①图线与横轴交点的坐标：___________。②图线的斜率k=____。
3.光电流I与电压的关系(用同一光电管做实验)(1)甲、乙两种色光比较：两种色光对应的光电子最大初动能Ek甲____Ek乙，两色光频率ν甲____ν乙，两种色光对应的截止频率νc甲____νc乙，两种色光强度关系为_________。(2)丙、丁两种色光的比较：两种色光对应的光电子最大初动能Ek丙____Ek丁，两色光频率ν丙____ν丁；两种色光对应的截止频率νc丙____νc丁。
　　　(2025·江苏徐州市一模)如图甲所示为光电效应的实验原理图，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极。如图乙所示为发生光电效应时光电子的最大初动能Ek和入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(5.02×1014，0)，与纵轴的交点坐标为(0，-2.08)。下列说法错误的是A.入射光的频率不同，遏止电压也不同B.阴极K材料的逸出功为2.08 eVC.根据图乙可以求出普朗克常量D.在保持光照条件不变的情况下，将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，　电流表的示数可能减小
　　　(2026·江苏省部分学校联考)用图甲所示装置探究光电效应规律，得到a、b两种金属材料遏止电压Uc随入射光频率ν变化的图线分别如图乙中1和2所示，普朗克常量为h，则下列说法中正确的是A.图甲所示电路中光电管K、A间加的　是正向电压B.图线的斜率为heC.金属材料a的极限频率较大D.用同一种光照射并发生光电效应时，　a材料逸出的光电子遏止电压较大
　　　(2026·江苏南京市一模)一群处于n=4能级的氢原子，在向低能级跃迁时发出不同频率的光，将这些光分别照射到光电管阴极K上，实验得到3条电流随电压变化的图像，如图所示。则下列说法正确的是A.饱和光电流Ia>Ib>IcB.遏止电压UaEkcD.三种光的波长λa>λb>λc
精练高频考点提升关键能力
1.如图为在T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，下列说法正确的是A.T1>T2B.黑体能反射电磁波C.温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长　较长的方向移动D.牛顿提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律
2.(2025·江苏扬州市检测)如图所示，分别用甲、乙两种材料作为K极进行光电效应实验，其逸出功W甲Ek2>Ek3B.Ek2>Ek3>Ek1C.Ek3>Ek2>Ek1D.Ek3>Ek1>Ek2
(2)若探测器阴极材料的逸出功为9.939×10-20 J，求该材料的截止频率(普朗克常量h=6.626×10-34 J·s)。
答案　1.5×1014 Hz
6.(2025·江苏扬州市检测)如图所示K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K受到光照时能够发射电子，电子的电荷量e=1.6×10-19 C。求：(1)用某单色光照射光电管的K极，饱和光电流I=1.92 μA。求单位时间内K极逸出的电子数N。
答案　1.2×1013个　
(2)用频率为ν的单色光照射K极，若电极K的逸出功为W0，A与K之间的电势差UAK=U(U>0)，普朗克常量为h。求电子到达电极A的最大动能Ekm。
答案　Ue+hν-W0
8.(2021·江苏卷·8)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1