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人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应课文课件ppt
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册2 光电效应课文课件ppt，共57页。PPT课件主要包含了光电效应的实验规律，答案指针张角变小，截止频率，的性质，饱和电流，遏止电压，初速度，瞬时性，不相同，远远大于等内容，欢迎下载使用。
1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律，知道光电效应与电磁理论的矛盾(重点)。2.理解爱因斯坦光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单问题(难点)。
一、光电效应的实验规律
二、爱因斯坦的光电效应理论
如图所示，把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开，用紫外线灯照射锌板。(1)观察到验电器指针如何变化？
(2)这个现象说明什么？
答案 说明紫外线会让电子从锌板表面逸出。
1.光电效应现象(1)光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的 从表面逸出的现象。(2)光电子：光电效应中发射出来的 。2.光电效应的实验规律(1)存在 或极限频率νc：当入射光的频率 某一数值νc时不发生光电效应。实验表明，不同金属的截止频率 。换句话说，截止频率与金属___________有关。
(2)存在 ：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。实验表明，在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流 。这表明对于一定频率(颜色)的光，入射光 ，单位时间内发射的光电子数 。(3)存在 ：使光电流减小到 的反向电压Uc，且满足 mevc2＝eUc。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的 。同一种金属对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。光的频率改变时遏止电压也会 。这意味着对于同一种金属，光电子的能量只与入射光 有关，而与光的 无关。
(4)光电效应具有 ：当频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会 产生光电流。3.光电效应经典解释中的疑难(1)逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的 值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小 (填“相同”或“不相同”)。(2)光电效应经典解释①不应存在 频率。②遏止电压Uc应该与光的强弱 关。③电子获得逸出表面所需的能量需要的时间 实验中产生光电流的时间。
如图是研究光电效应的电路图。请结合装置图及产生的现象回答下列问题。(1)保持入射光的强度不变，滑动变阻器的滑片向右滑动(增加电压)时，电流表示数不变，而光强增加时，保持所加电压不变，电流表示数会增大，这说明了什么？
答案 说明发生光电效应时，饱和光电流的大小与光的强度有关；入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
(2)若将电源的正负极对调，当光强增大时，遏止电压不变，而入射光的频率增加时，遏止电压却增加，这一现象说明了什么？
答案 光电子的能量只与入射光频率有关，而与光的强弱无关。
如图所示，在演示光电效应的实验中，某同学分别用a、b两种单色光照射锌板。发现用a光照射时与锌板连接的验电器的指针张开一定角度；用b光照射时与锌板连接的验电器的指针不动。下列说法正确的是A.增大b光的照射强度，验电器的指针有可能张 开一定角度B.a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长C.a光的频率大于b光的频率D.若用b光照射另一种金属能发生光电效应，则用a光照射该金属时可能 不会发生光电效应
入射光频率低于极限频率时无法产生光电效应，增大b光的照射强度，仍不会发生光电效应，故A错误；
根据a光照射锌板能够发生光电效应可知，a光的频率大于锌板的极限频率，根据b光照射锌板不能发生光电效应可知，b光的频率小于锌板的极限频率，则a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，故C正确，B错误；根据光电效应实验规律可知，若用b光照射另一种金属能发生光电效应，则用a光照射该金属时一定能发生光电效应，故D错误。
(2022·镇江市高二期末)利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则A.减弱入射光的强度，遏止电压变小B.P不移动时，微安表的示数为零C.P向a端移动，微安表的示数增大D.P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大
遏止电压仅与入射光频率有关，与入射光强度无关，故A错误；P不移动时，滑片P在O点正上方，光电管两端电压为零，由于入射光的频率大于阴极K的截止频率，则会发生光电效应，微安表应有示数，故B错误；
P向a端移动，则光电管两端所加电压为负向电压，阻碍电子向A板运动，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；P向b端移动，则光电管两端所加电压为正向电压，由eUAK＝EkA－Ek初，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。
爱因斯坦的光电效应理论
1.光子：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 ，其中h为普朗克常量。这些能量子后来称为 。2.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：hν＝ 或Ek＝ 。(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是 ，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的_______。其中Ek为光电子的 初动能。
(1)只有当hν W0时，才有光电子逸出，νc＝___就是光电效应的截止频率。(2)光电子的最大初动能Ek与 有关，而与光的 无关。这就解释了遏止电压和光强无关。(3)电子 吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的。(4)对于同种颜色(频率ν相同)的光，光 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。
3.光电效应方程对光电效应实验现象的解释
爱因斯坦光电效应方程给出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系。但是，很难直接测量光电子的动能，容易测量的是遏止电压Uc，怎样得到Uc与ν、W0的关系？
答案 由光电效应方程有Ek＝hν－W0，而遏止电压Uc与最大初动能的关系为eUc＝Ek，所以可得Uc与入射光频率ν的关系式是eUc＝hν－W0，即Uc
(1)“光子”就是“光电子”的简称。( )(2)逸出功的大小与入射光无关。( )(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。( )(4)光电子的最大初动能与入射光的强度成正比。( )
(2022·南京市高二期末)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管阴极上时，电流表G有读数。移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是A.光电子的初动能可能为0.8 eVB.光电管阴极的逸出功为0.9 eVC.开关S断开后，电流表G示数为0D.改用能量为2 eV的光子照射，电流表G有示数
由题意可知，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，电流表读数为0，即遏止电压为0.9 eV，对光电子由动能定理可得－eUc＝0－Ekmax，即光电子的最大初动能为0.9 eV，所以光电子的初动能可能为0.8 eV，故A正确；
由爱因斯坦光电效应方程Ekmax＝hν－W0，可得W0＝hν－Ekmax＝(3.6－0.9) eV＝2.7 eV，故B错误；
由题意可知，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管上时，电流表G有示数，即有光电子逸出，开关S断开后，光电子仍然能到达阳极，即能形成光电流，故C错误；由于2 eV小于阴极的逸出功，故改用能量为2 eV的
光子照射，不能发生光电效应，即电流表G没有示数，故D错误。
波长λ＝0.071 nm的伦琴射线使金箔发射光电子，发生光电效应。光电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B＝1.88×10－4 T·m。电子的质量m＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，c＝3.0×108 m/s，h＝6.63×10－34 J·s。试求：(1)光电子的最大初动能；
答案 4.97×10－16 J
电子在磁场中半径最大时对应的初动能最大。洛伦兹力提供向心力，
代入数据解得Ekm≈4.97×10－16 J
(2)该金属的逸出功；
答案 2.3×10－15 J
由爱因斯坦光电效应方程可得
代入数据解得W0≈2.3×10－15 J
(3)该电子的物质波的波长。
答案 2.2×10－11 m
解得λ′≈2.2×10－11 m。
考点一 光电效应现象及实验规律1.如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线灯照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是A.验电器带正电，锌板带负电B.验电器带负电，锌板也带负电C.若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转D.若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转
用紫外线灯照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板连接，则验电器带正电，A、B错误；根据产生光电效应的条件可知，若改用红光
照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，C错误；根据产生光电效应的条件可知，发生光电效应与光的频率有关，若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，D正确。
2.如图所示为研究光电效应现象的实验装置，真空光电管的阴极K涂有一层光电材料，阳极A是金属材料。当用紫光照射阴极K时，微安表μA中能检测到光电流，下列说法正确的是A.若增大紫光的光照强度，光电流一定会增大B.若用紫光照射阳极A时，一定也有光电流C.若换用红光照射阴极K时，一定也有光电流D.若停止用紫光照射阴极K，能观测到光电流缓慢减小直至为0
若增大紫光的光照强度，单位时间内逸出的光电子的数量增加，光电流一定会增大，A正确；若用紫光照射阳极A时，不一定产生光电效应，因此不一定有光电流，B错误；
若红光频率小于光电材料的极限频率，就不会产生光电效应，C错误；若停止用紫光照射阴极K，能观测到光电流立刻减小为0，D错误。
3.(2022·常州市高二联考期中)如图所示为研究光电效应的电路图，开关闭合后，当用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是A.若只让滑片P向D端移动，则电流表的示数一定增大B.若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大C.若改用波长小于λ0的单色光照射光电管的阴极K， 则阴极K的逸出功变大D.若改用波长大于λ0的单色光照射光电管的阴极K， 则电流表的示数一定为零
电路所加电压为正向电压，如果电流达到饱和电流，增加电压，电流也不会增大，故A错误；只增加单色光强度，相同时间内逸出的光子数增多，电流增大，故B正确；阴极的逸出功只与阴极的材料有关，与入射光无关，故C错误；
改用波长大于λ0的光照射，虽然光子的能量变小，但也可能发生光电效应，可能有电流，故D错误。
4.(2022·无锡市高二期中)光伏电池是利用半导体材料的光电效应将太阳光能直接转换为电能的一种非机械装置。研究光电效应的电路图如图所示，下列有关分析正确的是A.发生光电效应时，入射光的强度越大，遏止电压越高B.发生光电效应时，入射光的频率越高，饱和电流一定 越大C.用不同颜色的光照射阴极K，发生光电效应时电流表 的示数可能相同D.若电流表的示数为0，则说明入射光的频率小于或等于阴极材料的截 止频率
由eUc＝hν－W0可知入射光的频率越高，遏止电压越高，但饱和电流不一定越大，饱和电流还和入射光的强度有关，故A、B错误；用不同颜色的光照射阴极K，只要单位时间内产生的光电子数目相同，则电流表的示数相同，故C正确；
电流表的示数为0，可能是反向电压遏止光电流的产生，故D错误。
考点二 爱因斯坦的光电效应理论5.做光电效应实验时，用黄光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应A.改用红光照射B.增大黄光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射
红光的能量低于黄光，可能导致不能发生光电效应或者减小最大初动能，A错误；单纯增加黄光强度，会增加逸出光电子数目，但不会改变光电子的最大初动能，B错误；光电管的加速电压与光电子逸出时的最大初动能无关，C错误；紫光的能量高于黄光，改用紫光可以增大光电子逸出时的最大初动能，D正确。
6.在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb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Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是A.若νa>νb，则一定有Uaνb，则一定有Ekaνb，则一定有hνa－Eka>hνb－Ekb
由爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0，又由动能定理有Ek＝eUc，当νa>νb时，Eka>Ekb，Ua>Ub，A、B错误；若Ua
根据爱因斯坦的光电效应方程可知hν＝W0＋Ek
8.(2022·镇江市高二期末)如图，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为A.1.9 eV B.0.6 eVC.2.5 eV D.3.1 eV
根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零所以Ek＝eU联立解得W＝1.9 eV故B、C、D错误，A正确。
9.(2022·江苏省高二期末)单光子光电效应，即一个电子极短时间内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，一个电子在短时间内能吸收多个光子形成多光子光电效应。用频率为ν的普通光源照射金属，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射，则可以发生光电效应，测得其遏止电压为U，该金属的逸出功为W，普朗克常量为h，则发生光电效应时一个电子能吸收的光子个数为
10.(2022·南通市高二统考开学考试)如图所示，用绿光照射阴极K，当A极板电势比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为0.64 μA，当A极板电势比阴极低0.6 V时，光电流恰好为零，电子的电荷量e＝1.60×10－19 C，则A.当下方滑片从图示位置左移时，阴极K的电势 比A极板低B.每秒阴极发射的光电子数6.4×1012个C.光电子飞出阴极时的最大初动能为9.6×10－20 JD.如果把绿光的光强增大为原来的2倍，饱和光电流仍然不变
由电路可知，当下方的滑片从题图所示位置左移时，阴极K的电势比A极板高，选项A错误；每秒阴极发射的光电子数
由题可知，遏止电压Uc＝0.6 V，则光电子飞出阴极时的最大初动能为Ekm＝eUc＝1.60×10－19×0.6 J＝9.6×10－20 J，故C正确；饱和光电流随光照强度的增加而增大，则把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，饱和光电流将增大，故D错误。
11.光电管是一种利用光照金属材料产生光电流的装置。表中给出了6次实验结果，由此得出的论断不正确的是
A.两组实验入射光的频率不同B.两组实验金属材料不同C.若入射光子的能量为5.0 eV，则光电子的最大初动能为1.9 eVD.若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，饱和光电流越大
光子的能量E＝hν，入射光的能量不同，故入射光的频率不同，故A正确；由爱因斯坦光电效应方程有hν＝W＋Ek①，可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属材料相同，故B错误；金属材料的逸出功W为3.1 eV，当光子的能量hν＝5.0 eV时，由①式知Ek＝hν－W＝5.0 eV－3.1 eV＝1.9 eV，故C正确；若入射光子的能量为5.0 eV，金属材料能发生光电效应，光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，饱和电流也越大，故D正确。
12.(2022·镇江市高二期末)如图所示，一光电管的阴极用极限频率为ν0的钠制成。用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U，光电流的饱和值为I，普朗克常量为h，真空中光速为c，电子的电荷量为e。(1)求电子到达A极时的最大动能Ekm；
再由动能定理有eU＝Ekm－Ek
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子，求紫外线照射阴极的功率P。
13.(2022·江苏省苏州中学高二期末)如图为某同学设计的一个光电烟雾探测器，光源S发出一束波长为0.8 μm的红外线，当有烟雾进入探测器时，来自光源S的红外线会被烟雾散射进入光电管C，当红外线射到光电管中的金属表面时发生光电效应，光电流大于8×10－9 A时，便会触发报警系统。已知元电荷e＝1.6×10－19 C，光在真空中的传播速度为3×108 m/s，下列说法正确的是
A.光电流的大小与光照强度无关B.若光源发出的是可见光，则该装置将会失去报警功能C.该金属的极限频率大于3.75×1014 HzD.若射向光电管C的光子中有10%会产生光电子，当报警器报警时，每秒 射向该金属表面的光子数最少为5×1011个
光电流的大小与光照强度有关。在达到饱和电流之前，光照强度越大，光电流越大，故A错误；根据报警器的工作原理可知，由于可见光的光子能量大于红外线的光子能量，所以若光源发出的是可见光，则该装置不会失去报警功能，故B错误；
根据波长与频率的关系式，有c＝λν，代入数据，可得ν＝3.75×1014 Hz，根据光电效应原理可知该金属的极限频率小于3.75×1014 Hz，故C错误；
1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律，知道光电效应与电磁理论的矛盾(重点)。2.理解爱因斯坦光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单问题(难点)。
一、光电效应的实验规律
二、爱因斯坦的光电效应理论
如图所示，把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开，用紫外线灯照射锌板。(1)观察到验电器指针如何变化？
(2)这个现象说明什么？
答案 说明紫外线会让电子从锌板表面逸出。
1.光电效应现象(1)光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的 从表面逸出的现象。(2)光电子：光电效应中发射出来的 。2.光电效应的实验规律(1)存在 或极限频率νc：当入射光的频率 某一数值νc时不发生光电效应。实验表明，不同金属的截止频率 。换句话说，截止频率与金属___________有关。
(2)存在 ：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。实验表明，在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流 。这表明对于一定频率(颜色)的光，入射光 ，单位时间内发射的光电子数 。(3)存在 ：使光电流减小到 的反向电压Uc，且满足 mevc2＝eUc。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的 。同一种金属对于一定频率的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。光的频率改变时遏止电压也会 。这意味着对于同一种金属，光电子的能量只与入射光 有关，而与光的 无关。
(4)光电效应具有 ：当频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会 产生光电流。3.光电效应经典解释中的疑难(1)逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的 值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小 (填“相同”或“不相同”)。(2)光电效应经典解释①不应存在 频率。②遏止电压Uc应该与光的强弱 关。③电子获得逸出表面所需的能量需要的时间 实验中产生光电流的时间。
如图是研究光电效应的电路图。请结合装置图及产生的现象回答下列问题。(1)保持入射光的强度不变，滑动变阻器的滑片向右滑动(增加电压)时，电流表示数不变，而光强增加时，保持所加电压不变，电流表示数会增大，这说明了什么？
答案 说明发生光电效应时，饱和光电流的大小与光的强度有关；入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
(2)若将电源的正负极对调，当光强增大时，遏止电压不变，而入射光的频率增加时，遏止电压却增加，这一现象说明了什么？
答案 光电子的能量只与入射光频率有关，而与光的强弱无关。
如图所示，在演示光电效应的实验中，某同学分别用a、b两种单色光照射锌板。发现用a光照射时与锌板连接的验电器的指针张开一定角度；用b光照射时与锌板连接的验电器的指针不动。下列说法正确的是A.增大b光的照射强度，验电器的指针有可能张 开一定角度B.a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长C.a光的频率大于b光的频率D.若用b光照射另一种金属能发生光电效应，则用a光照射该金属时可能 不会发生光电效应
入射光频率低于极限频率时无法产生光电效应，增大b光的照射强度，仍不会发生光电效应，故A错误；
根据a光照射锌板能够发生光电效应可知，a光的频率大于锌板的极限频率，根据b光照射锌板不能发生光电效应可知，b光的频率小于锌板的极限频率，则a光的频率大于b光的频率，a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长，故C正确，B错误；根据光电效应实验规律可知，若用b光照射另一种金属能发生光电效应，则用a光照射该金属时一定能发生光电效应，故D错误。
(2022·镇江市高二期末)利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则A.减弱入射光的强度，遏止电压变小B.P不移动时，微安表的示数为零C.P向a端移动，微安表的示数增大D.P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大
遏止电压仅与入射光频率有关，与入射光强度无关，故A错误；P不移动时，滑片P在O点正上方，光电管两端电压为零，由于入射光的频率大于阴极K的截止频率，则会发生光电效应，微安表应有示数，故B错误；
P向a端移动，则光电管两端所加电压为负向电压，阻碍电子向A板运动，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；P向b端移动，则光电管两端所加电压为正向电压，由eUAK＝EkA－Ek初，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。
爱因斯坦的光电效应理论
1.光子：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 ，其中h为普朗克常量。这些能量子后来称为 。2.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：hν＝ 或Ek＝ 。(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是 ，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的_______。其中Ek为光电子的 初动能。
(1)只有当hν W0时，才有光电子逸出，νc＝___就是光电效应的截止频率。(2)光电子的最大初动能Ek与 有关，而与光的 无关。这就解释了遏止电压和光强无关。(3)电子 吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的。(4)对于同种颜色(频率ν相同)的光，光 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。
3.光电效应方程对光电效应实验现象的解释
爱因斯坦光电效应方程给出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系。但是，很难直接测量光电子的动能，容易测量的是遏止电压Uc，怎样得到Uc与ν、W0的关系？
答案 由光电效应方程有Ek＝hν－W0，而遏止电压Uc与最大初动能的关系为eUc＝Ek，所以可得Uc与入射光频率ν的关系式是eUc＝hν－W0，即Uc
(1)“光子”就是“光电子”的简称。( )(2)逸出功的大小与入射光无关。( )(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。( )(4)光电子的最大初动能与入射光的强度成正比。( )
(2022·南京市高二期末)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管阴极上时，电流表G有读数。移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是A.光电子的初动能可能为0.8 eVB.光电管阴极的逸出功为0.9 eVC.开关S断开后，电流表G示数为0D.改用能量为2 eV的光子照射，电流表G有示数
由题意可知，当电压表的示数大于或等于0.9 V时，电流表读数为0，即遏止电压为0.9 eV，对光电子由动能定理可得－eUc＝0－Ekmax，即光电子的最大初动能为0.9 eV，所以光电子的初动能可能为0.8 eV，故A正确；
由爱因斯坦光电效应方程Ekmax＝hν－W0，可得W0＝hν－Ekmax＝(3.6－0.9) eV＝2.7 eV，故B错误；
由题意可知，当用光子能量为3.6 eV的光照射到光电管上时，电流表G有示数，即有光电子逸出，开关S断开后，光电子仍然能到达阳极，即能形成光电流，故C错误；由于2 eV小于阴极的逸出功，故改用能量为2 eV的
光子照射，不能发生光电效应，即电流表G没有示数，故D错误。
波长λ＝0.071 nm的伦琴射线使金箔发射光电子，发生光电效应。光电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B＝1.88×10－4 T·m。电子的质量m＝9.1×10－31 kg，e＝1.6×10－19 C，c＝3.0×108 m/s，h＝6.63×10－34 J·s。试求：(1)光电子的最大初动能；
答案 4.97×10－16 J
电子在磁场中半径最大时对应的初动能最大。洛伦兹力提供向心力，
代入数据解得Ekm≈4.97×10－16 J
(2)该金属的逸出功；
答案 2.3×10－15 J
由爱因斯坦光电效应方程可得
代入数据解得W0≈2.3×10－15 J
(3)该电子的物质波的波长。
答案 2.2×10－11 m
解得λ′≈2.2×10－11 m。
考点一 光电效应现象及实验规律1.如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线灯照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是A.验电器带正电，锌板带负电B.验电器带负电，锌板也带负电C.若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转D.若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转
用紫外线灯照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板连接，则验电器带正电，A、B错误；根据产生光电效应的条件可知，若改用红光
照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，C错误；根据产生光电效应的条件可知，发生光电效应与光的频率有关，若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，D正确。
2.如图所示为研究光电效应现象的实验装置，真空光电管的阴极K涂有一层光电材料，阳极A是金属材料。当用紫光照射阴极K时，微安表μA中能检测到光电流，下列说法正确的是A.若增大紫光的光照强度，光电流一定会增大B.若用紫光照射阳极A时，一定也有光电流C.若换用红光照射阴极K时，一定也有光电流D.若停止用紫光照射阴极K，能观测到光电流缓慢减小直至为0
若增大紫光的光照强度，单位时间内逸出的光电子的数量增加，光电流一定会增大，A正确；若用紫光照射阳极A时，不一定产生光电效应，因此不一定有光电流，B错误；
若红光频率小于光电材料的极限频率，就不会产生光电效应，C错误；若停止用紫光照射阴极K，能观测到光电流立刻减小为0，D错误。
3.(2022·常州市高二联考期中)如图所示为研究光电效应的电路图，开关闭合后，当用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是A.若只让滑片P向D端移动，则电流表的示数一定增大B.若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大C.若改用波长小于λ0的单色光照射光电管的阴极K， 则阴极K的逸出功变大D.若改用波长大于λ0的单色光照射光电管的阴极K， 则电流表的示数一定为零
电路所加电压为正向电压，如果电流达到饱和电流，增加电压，电流也不会增大，故A错误；只增加单色光强度，相同时间内逸出的光子数增多，电流增大，故B正确；阴极的逸出功只与阴极的材料有关，与入射光无关，故C错误；
改用波长大于λ0的光照射，虽然光子的能量变小，但也可能发生光电效应，可能有电流，故D错误。
4.(2022·无锡市高二期中)光伏电池是利用半导体材料的光电效应将太阳光能直接转换为电能的一种非机械装置。研究光电效应的电路图如图所示，下列有关分析正确的是A.发生光电效应时，入射光的强度越大，遏止电压越高B.发生光电效应时，入射光的频率越高，饱和电流一定 越大C.用不同颜色的光照射阴极K，发生光电效应时电流表 的示数可能相同D.若电流表的示数为0，则说明入射光的频率小于或等于阴极材料的截 止频率
由eUc＝hν－W0可知入射光的频率越高，遏止电压越高，但饱和电流不一定越大，饱和电流还和入射光的强度有关，故A、B错误；用不同颜色的光照射阴极K，只要单位时间内产生的光电子数目相同，则电流表的示数相同，故C正确；
电流表的示数为0，可能是反向电压遏止光电流的产生，故D错误。
考点二 爱因斯坦的光电效应理论5.做光电效应实验时，用黄光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应A.改用红光照射B.增大黄光的强度C.增大光电管上的加速电压D.改用紫光照射
红光的能量低于黄光，可能导致不能发生光电效应或者减小最大初动能，A错误；单纯增加黄光强度，会增加逸出光电子数目，但不会改变光电子的最大初动能，B错误；光电管的加速电压与光电子逸出时的最大初动能无关，C错误；紫光的能量高于黄光，改用紫光可以增大光电子逸出时的最大初动能，D正确。
6.在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb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Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是A.若νa>νb，则一定有Ua
由爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0，又由动能定理有Ek＝eUc，当νa>νb时，Eka>Ekb，Ua>Ub，A、B错误；若Ua
根据爱因斯坦的光电效应方程可知hν＝W0＋Ek
8.(2022·镇江市高二期末)如图，当开关K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为A.1.9 eV B.0.6 eVC.2.5 eV D.3.1 eV
根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零所以Ek＝eU联立解得W＝1.9 eV故B、C、D错误，A正确。
9.(2022·江苏省高二期末)单光子光电效应，即一个电子极短时间内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，一个电子在短时间内能吸收多个光子形成多光子光电效应。用频率为ν的普通光源照射金属，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射，则可以发生光电效应，测得其遏止电压为U，该金属的逸出功为W，普朗克常量为h，则发生光电效应时一个电子能吸收的光子个数为
10.(2022·南通市高二统考开学考试)如图所示，用绿光照射阴极K，当A极板电势比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为0.64 μA，当A极板电势比阴极低0.6 V时，光电流恰好为零，电子的电荷量e＝1.60×10－19 C，则A.当下方滑片从图示位置左移时，阴极K的电势 比A极板低B.每秒阴极发射的光电子数6.4×1012个C.光电子飞出阴极时的最大初动能为9.6×10－20 JD.如果把绿光的光强增大为原来的2倍，饱和光电流仍然不变
由电路可知，当下方的滑片从题图所示位置左移时，阴极K的电势比A极板高，选项A错误；每秒阴极发射的光电子数
由题可知，遏止电压Uc＝0.6 V，则光电子飞出阴极时的最大初动能为Ekm＝eUc＝1.60×10－19×0.6 J＝9.6×10－20 J，故C正确；饱和光电流随光照强度的增加而增大，则把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，饱和光电流将增大，故D错误。
11.光电管是一种利用光照金属材料产生光电流的装置。表中给出了6次实验结果，由此得出的论断不正确的是
A.两组实验入射光的频率不同B.两组实验金属材料不同C.若入射光子的能量为5.0 eV，则光电子的最大初动能为1.9 eVD.若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，饱和光电流越大
光子的能量E＝hν，入射光的能量不同，故入射光的频率不同，故A正确；由爱因斯坦光电效应方程有hν＝W＋Ek①，可求出两组实验的逸出功W均为3.1 eV，故两组实验所用的金属材料相同，故B错误；金属材料的逸出功W为3.1 eV，当光子的能量hν＝5.0 eV时，由①式知Ek＝hν－W＝5.0 eV－3.1 eV＝1.9 eV，故C正确；若入射光子的能量为5.0 eV，金属材料能发生光电效应，光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，饱和电流也越大，故D正确。
12.(2022·镇江市高二期末)如图所示，一光电管的阴极用极限频率为ν0的钠制成。用波长为λ的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U，光电流的饱和值为I，普朗克常量为h，真空中光速为c，电子的电荷量为e。(1)求电子到达A极时的最大动能Ekm；
再由动能定理有eU＝Ekm－Ek
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子，求紫外线照射阴极的功率P。
13.(2022·江苏省苏州中学高二期末)如图为某同学设计的一个光电烟雾探测器，光源S发出一束波长为0.8 μm的红外线，当有烟雾进入探测器时，来自光源S的红外线会被烟雾散射进入光电管C，当红外线射到光电管中的金属表面时发生光电效应，光电流大于8×10－9 A时，便会触发报警系统。已知元电荷e＝1.6×10－19 C，光在真空中的传播速度为3×108 m/s，下列说法正确的是
A.光电流的大小与光照强度无关B.若光源发出的是可见光，则该装置将会失去报警功能C.该金属的极限频率大于3.75×1014 HzD.若射向光电管C的光子中有10%会产生光电子，当报警器报警时，每秒 射向该金属表面的光子数最少为5×1011个
光电流的大小与光照强度有关。在达到饱和电流之前，光照强度越大，光电流越大，故A错误；根据报警器的工作原理可知，由于可见光的光子能量大于红外线的光子能量，所以若光源发出的是可见光，则该装置不会失去报警功能，故B错误；
根据波长与频率的关系式，有c＝λν，代入数据，可得ν＝3.75×1014 Hz，根据光电效应原理可知该金属的极限频率小于3.75×1014 Hz，故C错误；
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