资源简介

第一节　光电效应
［分值：50分］
1~5题每题5分，共25分
考点一　光电效应现象
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
2.(2023·深圳市高二期末)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，验电器两金属箔片张开，用带负电的导体棒接触锌板，又可观察到验电器两金属箔片张角变小，其原因是 (　　)
A.紫外线电离空气，使锌板带正电
B.紫外线自身带微量正电荷
C.锌板发生光电效应，释放出了正的光电子
D.锌板表面射出电子，锌板和两金属箔片均带正电
考点二　光电效应的实验规律
3.(2023·潮州市高二期末)关于光电效应的规律，下列说法正确的是 (　　)
A.对于同种金属，光电子的最大初动能与入射光的强度有关
B.对于同种金属，在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关
C.只要金属中的电子吸收了光子的能量，就一定能发生光电效应现象
D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数与光照强度无关
4.(2023·肇庆市模拟)如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管阴极上，灵敏电流计中没有电流通过，某同学分析可能的原因有：①入射光太弱；②入射光波长太长；③光照时间太短；④电源正负极接反。下列选项中，均有可能的是 (　　)
A.① ③ B.② ④ C.① ② D.③ ④
5.(2023·深圳市月考)光电管如图所示，用某频率的单色光照射密封在真空管中的左侧极板，发生光电效应，经过一段时间，A、B两端电压保持稳定，下列说法正确的是 (　　)
A.B端电势高于A端电势
B.若仅增大单色光的光强，A、B两端电压增大
C.若换频率更小的单色光照射，A、B两端电压可能为零
D.若换频率更大的单色光照射，A、B两端电压减小
6、7题每题8分，8题9分，共25分
6.(2023·湛江市模拟)如图所示为一光电管电路图，滑动变阻器滑动触头P位于某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有 (　　)
A.加大照射光强度 B.换用波长短的光照射
C.将P向B滑动 D.将电源正负极对调
7.光电管是光控电路的核心元件。如图为一种在自动化控制中常用的光控继电器示意图，当用一束单色光照射光电管的阴极时，未能发生光电效应。为使光电管发生光电效应，下列可采取的措施是 (　　)
A.增大该光的照射强度
B.延长该光的照射时间
C.改用频率更高的光照射光电管
D.改用波长更长的光照射光电管
8.某同学用如图所示的电路研究光电效应，当滑动变阻器的滑片P位于A、B的中点，开关S闭合时，一束一定强度的绿光照射到光电管阴极K上，电流表G的指针发生偏转。以下说法正确的是 (　　)
A.若仅把电源正负极调换，电流表G的指针偏转角度可能变大
B.若仅将绿光换成橙光照射阴极K，电流表G的指针一定不偏转
C.若仅将滑片P向B端移动，电流表G的指针偏转角度可能不变
D.若仅换用强度相同的紫外线照射阴极K，电流表G的指针偏转角度一定不变
答案精析
1.D　［用紫外线照射锌板，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，若改用频率更小的红光照射锌板，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.D　［当用紫外线照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板发射出电子而带正电，与锌板导线相连的验电器也带上正电，当用带负电的导体棒接触锌板，发生电中和，带电量减少，从而使验电器两金属箔片张角变小。故选D。］
3.B　［光电子的最大初动能Ek与入射光的强度无关，故A错误；发生光电效应时遏止电压只与入射光的频率有关，故B正确；入射光的频率只有大于截止频率时，才能发生光电效应现象，故C错误；对于一定频率的光，入射光越强，单位时间从金属表面逸出的光电子数目就越多，故D错误。］
4.B　［没有光电流，可能是未发生光电效应(入射光频率低于截止频率，即波长大于截止波长)；有可能是发生了光电效应，但电路接入反向电压，达到遏止电压大小；能否发生光电效应与入射光强弱、光照时间无关。故选B。］
5.C　［B端电势低于A端电势，故A错误；仅增大单色光的光强，A、B两端电压不变，故B错误；换频率更小的单色光照射，入射光频率可能低于截止频率，不发生光电效应，A、B两端电压可能为零，故C正确；换频率更大的单色光照射，A、B两端电压增大，故D错误。］
6.B　［电表指针无偏转，说明没有发生光电效应，这说明照射光频率太低，这与光强、外加电压的大小及方向均无关，可见要使指针发生偏转需增大照射光频率，即减小照射光的波长，故B正确，A、C、D错误。］
7.C　［能否发生光电效应，取决于入射光的频率是否超过截止频率，与入射光的强度及照射时间无关，故可以改用频率更高的光照射光电管，A、B错误，C正确；改用波长更长的光，由ν=可知，波长更长，频率更低，更不可能发生光电效应，D错误。］
8.C　［仅把电源正负极调换，逸出光电子到达阳极的数目减少，电流表指针偏转角度一定变小，A错误；若用橙光照射阴极K，因其频率小于绿光，因此可能不发生光电效应，也可能会发生光电效应，电流表指针可能偏转，B错误；光电管两端加的是正向电压，若开始时光电流已饱和，P向B端移动，电流表读数不变，C正确；在绿光照射刚好达到饱和电流的情况下，若用一束强度相同的紫外线照射阴极K，由于紫外线的频率大于绿光的频率，则单位时间发出的光子数目减少，单位时间内到达阳极的电子数目会减少，电流表读数(指针偏转角度)减小，D错误。］第一节　光电效应
［学习目标］　1.知道光电效应现象，了解光电效应实验规律(重点)。2.了解光电效应与经典电磁理论的矛盾。
一、光电效应
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？
1.光电效应：金属在光的照射下发射　　　　的现象被称为光电效应。
2.光电子：光电效应中发射出来的　　　　被称为光电子。
3.光电流：阴极发射的光电子受到正向电压U加速，被阳极收集，在回路中形成　　　　，称为光电流。
例1　(多选)如图所示为光电管电路的示意图，在光电管电路中，下列说法正确的是 (　　)
A.能够把光信号转变为电信号
B.电路中的电流是由光电子的运动形成的
C.光照射到光电管的A极产生光电子并飞向K极
D.光照射到光电管的K极产生光电子并飞向A极
二、光电效应的实验规律　经典电磁理论解释的困难
1.光电效应的实验规律
(1)存在饱和电流
在光照条件不变的情况下，光电流的大小随着正向电压的增大而　　　　，当正向电压增加到一定值时，光电流大小不再变化，达到饱和。饱和电流的大小与　　　　　　　　　　　　成正比。
(2)存在截止频率
对于每一种金属，只有当入射光频率　　　某一频率ν0时，才会产生光电流，我们将这个频率称为截止频率，其对应的波长称为截止波长。实验表明，不同金属的截止频率　　　　。
(3)存在遏止电压
在强度和频率一定的光照射下，回路中的光电流将会随着反向电压的增加而　　　　，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到　　　　。我们把这时的电压称为遏止电压，用符号　　　　表示，且满足光电子出射时的最大初动能m=eUc。遏止电压只与入射光的　　　　有关，而与入射光的强度无关。也就是说，其最大初动能只与入射光的频率有关。
(4)光电效应具有瞬时性
当入射光的频率大于某一频率时，无论入射光强弱，都能够几乎　　　　产生光电流。
2.经典电磁理论解释的困难
(1)不应存在　　　　频率；
(2)遏止电压应该与光的强弱　　　　。
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？
(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？
例2　(2024·广州市模拟)如图，光电管接入电路，用紫外线照射光电管阴极时，发生了光电效应，回路中形成电流。下列说法正确的是 (　　)
A.电流方向为a→R→b
B.电流方向为b→R→a
C.光照时间越长，光电子的最大初动能越大
D.入射光强度增大，光电子的最大初动能增大
例3　某实验小组用如图所示的实验装置探究某金属发生光电效应的实验规律。当用频率为ν的入射光照射金属板K时，电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为Uc。则下列说法中正确的是 (　　)
A.实验时电源的左端为正极
B.实验时电源的右端为正极
C.若不改变入射光频率和电路，增大入射光强度，Uc将会变大
D.调换电源的极性(同时调整电压表)，保持光照不变，向右滑动滑片P的过程中，电流表示数一定一直增大
答案精析
一、
（1）指针张角变小
（2）说明紫外线会让电子从锌板表面逸出。
梳理与总结
1.电子
2.电子
3.电流
例1　ABD　［在光电管中，当光照射到阴极K时，发射出光电子，被A极的正向电压吸引而飞向A极，形成光电流，使电路导通，实现光电转换，故选A、B、D。］
二、
1.（1）增大　入射光的强度　（2）大于　不同　（3）减小　零　Uc　频率　（4）瞬时
2.（1）截止　（2）有关
讨论与交流
（1）说明发生光电效应时，饱和光电流的强度与光的强度有关；入射光越强，单位时间内逸出的光电子数越多。
（2）光电子的能量只与入射光频率有关，而与光的强弱无关。
例2　B　［电子从光电管阴极逸出，而电子带负电，与电流方向相反，故电流方向为b→R→a，A错误，B正确；逸出光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，故C、D错误。］
例3　B　［根据题意可知，当向右调节滑动变阻器的滑片P时，可使电流表的示数为零，说明此时光电管两端的电压为反向电压，则电源的右端为正极，故A错误，B正确；若不改变入射光频率和电路，增大入射光强度，饱和光电流增大，频率不变，Uc将保持不变，故C错误；调换电源的极性(同时调整电压表)，保持光照不变，向右滑动滑片P的过程中，当电流达到饱和光电流后，电压增大，电流将保持不变，故D错误。］(共34张PPT)
DISIZHANG
第四章
第一节　光电效应
1.知道光电效应现象，了解光电效应实验规律(重点)。
2.了解光电效应与经典电磁理论的矛盾。
学习目标
一、光电效应
二、光电效应的实验规律　经典电磁理论解释的困难
课时对点练
内容索引
光电效应
一
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？
答案　指针张角变小
(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：金属在光的照射下发射 的现象被称为光电效应。
2.光电子：光电效应中发射出来的 被称为光电子。
3.光电流：阴极发射的光电子受到正向电压U加速，被阳极收集，在回路中形成 ，称为光电流。
电子
梳理与总结
电子
电流
　(多选)如图所示为光电管电路的示意图，在光电管电路中，下列说法正确的是
A.能够把光信号转变为电信号
B.电路中的电流是由光电子的运动形成的
C.光照射到光电管的A极产生光电子并飞向K极
D.光照射到光电管的K极产生光电子并飞向A极
例1
√
√
√
在光电管中，当光照射到阴极K时，发射出光电子，被A极的正向电压吸引而飞向A极，形成光电流，使电路导通，实现光电转换，故选A、B、D。
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光电效应的实验规律　经典电磁理论解释的困难
二
1.光电效应的实验规律
(1)存在饱和电流
在光照条件不变的情况下，光电流的大小随着正向电压的增大而 ，当正向电压增加到一定值时，光电流大小不再变化，达到饱和。饱和电流的大小与 成正比。
(2)存在截止频率
对于每一种金属，只有当入射光频率 某一频率ν0时，才会产生光电流，我们将这个频率称为截止频率，其对应的波长称为截止波长。实验表明，不同金属的截止频率 。
增大
入射光的强度
大于
不同
(3)存在遏止电压
在强度和频率一定的光照射下，回路中的光电流将会随着反向电压的增加而 ，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到 。我们把这时的电压称为遏止电压，用符号 表示，且满足光电子出射时的最大初动能=eUc。遏止电压只与入射光的 有关，而与入射光的强度无关。也就是说，其最大初动能只与入射光的频率有关。
(4)光电效应具有瞬时性
当入射光的频率大于某一频率时，无论入射光强弱，都能够几乎 产生光电流。
零
减小
Uc
频率
瞬时
2.经典电磁理论解释的困难
(1)不应存在 频率；
(2)遏止电压应该与光的强弱 。
截止
有关
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？
讨论与交流
答案　说明发生光电效应时，饱和光电流的强度与光的强度有关；入射光越强，单位时间内逸出的光电子数越多。
(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。
　(2024·广州市模拟)如图，光电管接入电路，用紫外线照射光电管阴极时，发生了光电效应，回路中形成电流。下列说法正确的是
A.电流方向为a→R→b
B.电流方向为b→R→a
C.光照时间越长，光电子的最大初动能越大
D.入射光强度增大，光电子的最大初动能增大
例2
√
电子从光电管阴极逸出，而电子带负电，与电流方向相反，故电流方向为b→R→a，A错误，B正确；
逸出光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，故C、D错误。
　某实验小组用如图所示的实验装置探究某金属发生光电效应的实验规律。当用频率为ν的入射光照射金属板K时，电流表示数不为零，向右调节滑动变阻器的滑片P，直到电流表的示数刚好为零，此时电压表的示数为Uc。则下列说法中正确的是
A.实验时电源的左端为正极
B.实验时电源的右端为正极
C.若不改变入射光频率和电路，增大入射光强度，Uc
将会变大
D.调换电源的极性(同时调整电压表)，保持光照不变，向右滑动滑片P的
过程中，电流表示数一定一直增大
例3
√
根据题意可知，当向右调节滑动变阻器的滑片P
时，可使电流表的示数为零，说明此时光电管两
端的电压为反向电压，则电源的右端为正极，故
A错误，B正确；
若不改变入射光频率和电路，增大入射光强度，
饱和光电流增大，频率不变，Uc将保持不变，故C错误；
调换电源的极性(同时调整电压表)，保持光照不变，向右滑动滑片P的过程中，当电流达到饱和光电流后，电压增大，电流将保持不变，故D错误。
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课时对点练
三
考点一　光电效应现象
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
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基础对点练
√
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用紫外线照射锌板，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，若改用频
率更小的红光照射锌板，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.(2023·深圳市高二期末)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，验电器两金属箔片张开，用带负电的导体棒接触锌板，又可观察到验电器两金属箔片张角变小，其原因是
A.紫外线电离空气，使锌板带正电
B.紫外线自身带微量正电荷
C.锌板发生光电效应，释放出了正的光电子
D.锌板表面射出电子，锌板和两金属箔片均
带正电
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√
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当用紫外线照射锌板时，锌板发生光电效应，锌板发射出电子而带正电，与锌板导线相连的验电器也带上正电，当用带负电的导体棒接触锌板，发生电中和，带电量减少，从而使验电器两金属箔片张角变小。故选D。
考点二　光电效应的实验规律
3.(2023·潮州市高二期末)关于光电效应的规律，下列说法正确的是
A.对于同种金属，光电子的最大初动能与入射光的强度有关
B.对于同种金属，在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关
C.只要金属中的电子吸收了光子的能量，就一定能发生光电效应现象
D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数与光照强度无关
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√
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光电子的最大初动能Ek与入射光的强度无关，故A错误；
发生光电效应时遏止电压只与入射光的频率有关，故B正确；
入射光的频率只有大于截止频率时，才能发生光电效应现象，故C错误；
对于一定频率的光，入射光越强，单位时间从金属表面逸出的光电子数目就越多，故D错误。
4.(2023·肇庆市模拟)如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管阴极上，灵敏电流计中没有电流通过，某同学分析可能的原因有：①入射光太弱；②入射光波长太长；③光照时间太短；④电源正负极接反。下列选项中，均有可能的是
A.① ③ B.② ④
C.① ② D.③ ④
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没有光电流，可能是未发生光电效应(入射光频率低于截止频率，即波长大于截止波长)；有可能是发生了光电效应，但电路接入反向电压，达到遏止电压大小；能否发生光电效应与入射光强弱、光照时间无关。故选B。
5.(2023·深圳市月考)光电管如图所示，用某频率的单色光照射密封在真空管中的左侧极板，发生光电效应，经过一段时间，A、B两端电压保持稳定，下列说法正确的是
A.B端电势高于A端电势
B.若仅增大单色光的光强，A、B两端电压增大
C.若换频率更小的单色光照射，A、B两端电压可能为零
D.若换频率更大的单色光照射，A、B两端电压减小
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B端电势低于A端电势，故A错误；
仅增大单色光的光强，A、B两端电压不变，
故B错误；
换频率更小的单色光照射，入射光频率可能低于截止频率，不发生光电效应，A、B两端电压可能为零，故C正确；
换频率更大的单色光照射，A、B两端电压增大，故D错误。
6.(2023·湛江市模拟)如图所示为一光电管电路图，滑动变阻器滑动触头P位于某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有
A.加大照射光强度
B.换用波长短的光照射
C.将P向B滑动
D.将电源正负极对调
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电表指针无偏转，说明没有发生光电效应，这说明照射光频率太低，这与光强、外加电压的大小及方向均无关，可见要使指针发生偏转需增大照射光频率，即减小照射光的波长，故B正确，A、C、D错误。
7.光电管是光控电路的核心元件。如图为一种在自动化控制中常用的光控继电器示意图，当用一束单色光照射光电管的阴极时，未能发生光电效应。为使光电管发生光电效应，下列可采取的措施是
A.增大该光的照射强度
B.延长该光的照射时间
C.改用频率更高的光照射光电管
D.改用波长更长的光照射光电管
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能否发生光电效应，取决于入射光的频率是否超过截止频率，与入射光的强度及照射时间无关，故可以改用频率更高的光照射光电管，A、B错误，C正确；
改用波长更长的光，由ν=可知，波长更长，频率更低，更不可能发生光电效应，D错误。
8.某同学用如图所示的电路研究光电效应，当滑动变阻器的滑片P位于A、B的中点，开关S闭合时，一束一定强度的绿光照射到光电管阴极K上，电流表G的指针发生偏转。以下说法正确的是
A.若仅把电源正负极调换，电流表G的指针偏转角度
可能变大
B.若仅将绿光换成橙光照射阴极K，电流表G的指针
一定不偏转
C.若仅将滑片P向B端移动，电流表G的指针偏转角度可能不变
D.若仅换用强度相同的紫外线照射阴极K，电流表G的指针偏转角度一定不变
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仅把电源正负极调换，逸出光电子到达阳极的
数目减少，电流表指针偏转角度一定变小，A
错误；
若用橙光照射阴极K，因其频率小于绿光，因此
可能不发生光电效应，也可能会发生光电效应，电流表指针可能偏转，B错误；
光电管两端加的是正向电压，若开始时光电流已饱和，P向B端移动，电流表读数不变，C正确；
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在绿光照射刚好达到饱和电流的情况下，若用一束强度相同的紫外线照射阴极K，由于紫外线的频率大于绿光的频率，则单位时间发出的光子数目减少，单位时间内到达阳极的电子数目会减少，电流表读数(指针偏转角度)减小，D错误。
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