2.光电效应-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦光电效应，系统涵盖实验规律、爱因斯坦光电效应方程、康普顿效应及光的波粒二象性，通过锌板验电器等情境导入，衔接经典电磁理论疑难，以问题链引导学生从现象探究过渡到理论建构，搭建清晰的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过光电管电路实验、Uc-ν图像分析等，培养学生模型建构与科学推理能力，结合易错点辨析（如截止频率与光强关系）和实例应用（如微光夜视仪原理），助力学生深化概念理解，也为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

2.光电效应 　　　　 第四章 原子结构和波粒二象性 1.了解光电效应现象及其实验规律。 2.理解爱因斯坦光电效应方程及其意义，知道逸出功和最大初动能的关系。 3.能作出光电效应对应的图像，并理解图像的意义。 4.知道康普顿效应，了解光子的波粒二象性。 素养目标 知识点一　光电效应的实验规律 1 知识点二　爱因斯坦的光电效应理论 2 课时测评 4 内容索引 知识点三　康普顿效应和光子的动量　 光的波粒二象性 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 知识点一　光电效应的实验规律 返回 情境导入　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)观察到照射前后验电器指针如何变化？ 提示：指针夹角变小。 自主学习 (2)这个现象说明什么？ 提示：说明锌板带的负电荷变少了，意味着紫外线会让电子从锌板表面 逸出。 (3)这是什么现象？ 提示：光电效应现象。 教材梳理 (阅读教材P71—P73完成下列填空) 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.光电效应的实验规律 (1)存在截止频率：当入射光的频率______到某一数值νc时，光电流消失，表明已经没有光电子了。νc称为截止频率或极限频率。 (2)存在______电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越____。 (3)存在______电压：使光电流减小到___的反向电压Uc称为遏止电压，且满足me＝eUc，vc为光电子初速度的上限。 (4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的。 电子 减小 饱和 大 遏止 0 3.逸出功：要使电子______某种金属，需要外界对它做功，做功的________叫作这种金属的逸出功，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小也________。 4.光电效应经典解释中的疑难 光电效应中的一些重要现象无法用经典电磁理论解释，如： (1)不应存在______频率。 (2)遏止电压Uc应该与光的强弱____关。 (3)弱光照射时，电子获得逸出表面所需的能量需要的时间远远____于实验中产生光电流的时间。 脱离 最小值 不相同 截止 有 大 师生互动　如图所示是研究光电效应的电路图。 任务1.闭合开关后，当电压表的示数为0时，电流表的示 数不是0，说明了什么？ 提示：发生了光电效应。 课堂探究 任务2.闭合开关，将滑动变阻器的滑片向右移动，会观察到什么现象？说明了什么？ 提示：电压表、电流表的示数均增大，当电流增大到一定值后，滑动变阻器的滑片再向右移动，电流也不再增大；说明存在饱和电流。 任务3.若将电源的正负极对调，闭合开关，滑动变阻器的滑片向右移动时，又会观察到什么现象？说明了什么？ 提示：电压表示数增大，电流表示数减小，最后电流表的示数减小到0；说明存在遏止电压。 光电效应现象的几个相关概念的理解与对比 探究归纳 概念 区分 光子与 光电子 (1)光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电 (2)光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子 光电子的初动能与光电子的最大初 动能 (1)光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量向各个方向运动，需克服原子核的引力做功而损失一部分能量，剩余部分能量为光电子的初动能 (2)金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，具有最大初动能 探究归纳 概念 区分 光电流与 饱和电流 (1)从金属表面飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流 (2)随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值就是饱和电流，在一定的光照条件下，饱和电流与所加电压大小无关 入射光强 度与光子 能量 (1)入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子的总能量 (2)光子能量即每个光子的能量 (3)光子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积 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 例1 √ 遏止电压仅与入射光的频率有关，与入射光的强度无关， 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，微安表有示数，故B错误；P向a端移动， 则光电管两端所加电压为反向电压，阻碍电子向阳极A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，光电管两端所加电压为正向电压，则eUAK＝EkA－Ek初，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。 关于光电效应的三个理解误区 误区1：认为光电效应中，只要光强足够大，就能发生光电效应。 产生该误区的原因是没有掌握发生光电效应的条件，实际上，能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关。 误区2：认为在光的频率不变时，光电流的强度与入射光的强度一定成正比。 出现该误区是由于混淆了光电流和饱和电流，实际上，在光的频率不变时，光电流未达到饱和值之前其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有饱和电流的强度才与入射光的强度成正比。 易错提醒 误区3：认为入射光越强，产生的光电子数一定越多。 这是对光照强度的概念理解不全面造成的，实际上，入射光强度指的是单位时间内入射到金属单位面积上的光子的总能量，是由入射的光子数和入射光子的频率决定的，可用E＝nhν表示，其中n为单位时间内的光子数。在入射光频率不变的情况下，光照强度与光子数成正比。换用不同频率的光，即使光照强度相同，光子数目也不同，因而逸出的光电子数目也不同。 易错提醒 针对练1.如图所示，在演示光电效应实验中，原来 不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用紫外线灯 照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，下列说 法正确的是 A.验电器的指针带正电 B.若仅增大入射光的频率，则锌板的逸出功增大 C.若仅增大紫外线灯照射的强度，则单位时间内产生的光电子数减少 D.若仅减小紫外线灯照射的强度，则可能不发生光电效应 √ 锌板原来不带电，用紫外线灯照射锌板时，验电 器的指针发生了偏转，说明锌板在紫外线灯的照 射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向 空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器的指 针也带正电，故A正确；金属的逸出功与金属本身的材料有关，与入射光的频率无关，故B错误；增大紫外线灯照射的强度，即单位时间内照在锌板上的光子数增多，所以单位时间内产生的光电子数增多，故C错误；能否发生光电效应与光照强度无关，取决于入射光的频率和金属截止频率之间的关系，故D错误。 针对练2.(多选)利用光电管研究光电效应的实验如图所 示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流 通过，则 A.用紫外线照射，电流表中一定有电流通过 B.用红光照射，电流表中一定无电流通过 C.用红外线照射，电流表中可能有电流通过 D.用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑片向N端移动时，电流表示数一定增大 √ √ 因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照 射时，电流表中一定有电流通过，A正确；因不知阴 极K的截止频率，所以用红光或红外线照射时，也可 能发生光电效应，B错误，C正确；当滑动变阻器的 滑片向N端移动时，UAK增大，若光电流未达到饱和 电流，电流表示数增大，但若光电流已达到饱和电流，电流表示数不变，D错误。 返回 知识点二　爱因斯坦的光电效应理论 返回 情境导入　经典的光的电磁理论既然无法解释光电效应的实验规律，那么用什么理论解释它呢？ 提示：爱因斯坦的光子说理论。 自主学习 教材梳理 (阅读教材P74—P75完成下列填空) 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：Ek＝__________。 (2)物理意义：金属中的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________。 (3)Uc与ν、W0的关系 ①表达式：Uc＝________。 ②图像：Uc－ν图像是一条斜率为___的直线。 hν 光子 hν－W0 hν 初动能 ν－ 师生互动　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。 任务1.怎样得到Uc与ν、W0的关系？ 提示：根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0及遏止电压Uc与最大初动能的关系eUc＝Ek，可得Uc与ν、W0的关系eUc＝hν－W0，即Uc＝ν－。 任务2.怎样求出普朗克常量h和金属的截止频率？ 提示：根据公式Uc＝ν－，画出Uc-ν图像，利用图像的斜率可求出h；在Uc-ν图像中，横截距为金属的截止频率。 课堂探究 1.光电效应方程Ek＝hν－W0的理解 (1)方程中的Ek是光电子的最大初动能：就某个光电子而言，其离开金属时的动能大小可以是0～Ek范围内的任何数值。 (2)爱因斯坦光电效应方程实质上是能量守恒方程：能量为ε＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引力做功，另一部分就是电子离开金属表面时的动能。如果克服吸引力做功最少为逸出功W0，则电子离开金属表面时的动能就是最大初动能Ek，即Ek＝hν－W0。 探究归纳 2.光子说对光电效应的解释 (1)饱和电流与光照强度的关系：同种频率的光，光照强度越大，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子越多，因而饱和电流越大。 (2)存在截止频率和遏止电压 ①由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，所以遏止电压由入射光的频率决定，与光照强度无关。 ②若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hν－W0＞0，hν＞W0，ν＞＝νc，而νc＝是光电效应的截止频率。 探究归纳 3.光电效应四类图像的理解 探究归纳 图像名称 图线形状 由图像获取的信息 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系   (1)截止频率νc：横截距 (2)逸出功W0：纵截距的绝对值W0＝｜－E｜＝E (3)普朗克常量h：图线的斜率k＝h 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系   (1)截止频率νc：横截距 (2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 (3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 探究归纳 图像名称 图线形状 由图像获取的信息 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系   (1)遏止电压Uc：横截距 (2)饱和电流Im：光电流的最大值 (3)最大初动能Ek：Ek＝eUc 颜色不同的光，光电流与电压的关系   (1)遏止电压：Uc1、Uc2 (2)饱和电流Im：光电流的最大值 (3)最大初动能Ek：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 角度1 爱因斯坦光电效应方程的应用 (2025·辽宁抚顺高二期末)用如图所示的装置研究光电 效应规律，用光子能量为12 eV的光束照射光电管的阴极K， 电流表检测到有电流。闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当 电压表的示数为5.0 V时，电流表的示数恰好为零，已知元电 荷e＝1.6×10－19 C，下列说法正确的是 A.光电子的最大初动能为8.0×10－19 J B.光电管的阴极K的逸出功为1.21×10－18 J C.若用光子能量为8 eV的光束照射阴极K，不会产生光电子 D.将电源正负极对调，滑动变阻器滑片调至变阻器最右端，此时电流表示数一定为饱和电流 例2 √ 调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为5.0 V时，电流表 的示数恰好为零，可知光电子的最大初动能Ek＝eUc＝5 eV ＝8.0×10－19 J，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek ＝hν－W0，得逸出功W0＝hν－Ek＝7 eV＝1.12×10－18 J， 故B错误；若用光子能量为8 eV的光束照射阴极K，8 eV大 于阴极K的逸出功，所以能发生光电效应产生光电子，故C错误；将电源的正负极对调，把滑动变阻器的滑片向右滑动，当电流表示数不再增加时，此时电流表的示数为饱和电流，故D错误。 针对练.A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子的最大初动能分别为EkA、EkB，普朗克常量为h，则下列说法正确的是 A.A、B两种光子的频率之比为1∶2 B.所产生光电子的最大初动能之比为2∶1 C.该金属的逸出功W0＝EkA－EkB D.该金属的截止频率νc＝ √ 由ε＝hν 可知，光子的能量与频率成正比，则A、B两种光子的频率之比为2∶1，故A错误；根据爱因斯坦光电效应方程可得EkA＝hνA－W0，EkB＝hνB－W0，解得＝≠，W0＝EkA－2EkB，故B、C错误；该金属的截止频率为νc＝＝，故D正确。 角度2 光电效应的图像问题 (多选)(2025·河南商丘市高二联考)关于近代物理学，对下列图像描述的现象，解释正确的是 A.如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动(已知T1＞T2) B.如图乙所示，发生光电效应时，入射光越强，光电子的最大初动能也就越大 C.如图丙所示，金属的遏止电压Uc与入射光的频率ν的图像中，该直线的斜率为h D.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，如图丁所示，由图可判断a光、b光、c光的频率关系为νc＞νa＝νb √ 例3 √ 由题图甲可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都会增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与光的强度无关，与光的频率有关，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，故B错误；根据能量守恒定律得eUc＝Ek，又Ek＝hν－W0，联立可得eUc＝hν－W0，即Uc＝ν－，可知题图丙中直线的斜率为k＝，故C错误；根据eUc＝hν－W0，可知入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，由题图丁可知，a光和b光的遏止电压相等，所以a、b光的频率相等，c光的遏止电压最大，所以c光的频率最大，即νc＞νa＝νb，故D正确。故选AD。 针对练.(2025·广东中山市高二联考)在如图1所示的光电管的实验中(电源正负极可以对调)，用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线(图2中的甲光、乙光、丙光)。下列说法中正确的有 A.同一光电管对不同颜色的单色光有不同的截止频率 B.图2中如果乙光是黄光，则丙光可能是红光 C.由图2可判断，丙光激发的光电子的最大初动能最大 D.在图1中电流表G的电流方向可以是b流向a √ 光电管的截止频率由光电管本身决定，与入射光的颜色无关，故A错误；三种光中，丙光照射光电管时，遏止电压最大，即光电子的最大初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程有eUc＝Ek＝hν－W0，可知丙光的频率最大，如果乙光是黄光，则丙光不可能是红光，故B错误，C正确；光电子从光电管的右端逸出，流过电流表G的电流方向为由a到b，故D错误。故选C。 返回 知识点三　康普顿效应和光子的动量　 光的波粒二象性 返回 情境导入　我们前面学习过的光电效应现象说明光具有粒子性，光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。 (1)康普顿效应能说明光具有什么特性？ 提示：粒子性。 自主学习 (2)根据上述现象说明光具有什么特性？ 提示：光既具有粒子性，又具有波动性。 教材梳理 (阅读教材P76—P77完成下列填空) 1.康普顿效应：在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长______λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。 2.光子的动量：光子不仅具有能量，而且具有_____，光子的动量p＝_。 3.光的波粒二象性：光既具有________，又具有________。 大于 动量 波动性 粒子性 师生互动　太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；航天员在太空中会发现尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的。 任务1.分析产生这些现象的原因。 提示：在地球上存在着大气，太阳光经微粒散射后传向各个方向，而在太空中的真空环境下光不能散射只向前传播。 课堂探究 任务2.光子与天空中的微粒碰撞时遵循什么规律？ 提示：遵循能量守恒定律和动量守恒定律。 1.康普顿效应的解释 假定光子与电子发生弹性碰撞，按照爱因斯坦光电效应理论，一个光子不仅具有能量ε＝hν，而且还有动量。如图所示，这个光子与静止的电子发生弹性碰撞，光子把部分动量转移给了电子，动量由，因此p减小，波长增大。 探究归纳 2.康普顿效应的意义 康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光电效应理论的正确性。 探究归纳 3.光的波粒二象性的理解 探究归纳 光的两种性质 实验基础 表现 说明 波动性 干涉和 衍射 (1)光子在空间各点出现的可能性大小可用波动规律来描述 (2)大量光子容易显示出波动性 (1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的 (2)光的波动性不同于宏观概念的波 粒子性 光电效应、康普顿效应 (1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质(2)少量或个别光子容易显示出粒子性 (1)粒子的含义是“不连续”的，是“一份一份”的 (2)光子不同于宏观概念的粒子 角度1 康普顿效应的理解 (多选)频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射。下列关于光子散射的说法正确的是 A.光子改变原来的运动方向，传播速度变小 B.光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大 C.由于受到电子的碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长 D.由于受到电子的碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率 例4 √ √ 碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误；光子在与电子碰撞中，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒，把一部分能量转移给电子，因而光子能量hν变小，则频率ν变小，又λ＝，故波长λ变大，B错误，C、D正确。 针对练.(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。关于康普顿效应，以下说法正确的是 A.康普顿效应说明光子具有动量 B.康普顿效应现象说明光具有波动性 C.康普顿效应现象说明光具有粒子性 D.当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加 √ √ 康普顿效应说明光具有粒子性，且光子具有动量，故A、C正确，B错误；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D错误。 角度2 光的波粒二象性的理解 下列说法正确的是 A.光子说的确立完全否定了波动说 B.光的波粒二象性是指光既与宏观概念中的波相同，又与微观概念中的粒子相同 C.光的波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象 D.光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性 √ 例5 光子说的确立，没有完全否定波动说，而是使人们对光的本质认识更完善，光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性，故A错误；光与宏观概念中的波、微观概念中的粒子均不相同，故B错误；波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验 现象，故C正确；光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故D 错误。 针对练.关于光的波粒二象性的理解正确的是 A.大量光子的行为往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性 B.光在传播时是波，而与物质相互作用时就转化成粒子 C.高频光是粒子，低频光是波 D.波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性 显著 √ 光同时具有波的性质和粒子的性质，大量光子往往表现出波动性，个别光子往往表现为粒子性，波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著，但不能说光是波或粒子。故选D。 返回 课堂回眸 课时测评 返回 1.(粤教版选择性必修第三册·P98·T2)根据爱因斯坦的“光子说”可知 A.“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B.光的波长越大，光子的能量越小 C.一束单色光的能量可以连续变化 D.只有光子数很多时，光才具有粒子性 √ 爱因斯坦的“光子说”和牛顿的“微粒说”根本不同，故A错误；根据ε＝hν＝h可知，光的波长越大，光子的能量越小，故B正确；光的能量是不连续的，故C错误；不论光子数多少，光都具有波粒二象性，故D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2.(2025·陕西安康市高二联考)如图所示，微光夜视仪的核心部件是微光像增强器，它利用光电效应将输入的微弱光信号转换成电信号，工作光谱主要在可见光和红外线波段。若用蓝光和红外线照射同一微光夜视仪中光电管的阴极，下列说法正确的是 A.红外线的频率比蓝光的频率大 B.用蓝光照射时产生光电子的最大初动能更大 C.用蓝光照射时产生的光电流一定更大 D.用红外线照射时产生的光电流一定更大 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 蓝光的频率比红外线的频率大，根据爱因斯坦光电效应 方程Ek＝hν－W0，可知用蓝光照射时产生光电子的最大 初动能更大，故A错误，B正确；光电流大小与入射光强 度有关，蓝光和红外线的强度大小未知，无法比较，故 C、D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 3.(多选)(2025·广东珠海市高二月考)如图为与光电效应有关的四幅图像，下列说法正确的是 A.根据图甲装置，若开始锌板不带电，用紫外线照射锌板，则验电器的张角变大，验电器带负电 B.根据图乙可知，黄光越强，则饱和电流越大，说明光子的能量与光强有关 C.由图丙可知，ν2为该金属的截止频率 D.由图丁可知E等于该金属的逸出功 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 由题意，在题图甲装置中，用紫外线照射锌板，发生光电效应，则锌板将失去一部分电子，锌板带正电，则验电器带正电，验电器的张角将变大，故A错误；根据ε＝hν，可知光子的能量由光的频率决定，与光的强度无关，故B错误；根据eUc＝hν－W0＝hν－hνc，解得Uc＝ν－，结合题图丙可解得该金属的截止频率νc＝ν2，故C正确；根据Ek＝hν－W0，结合题图丁解得该金属的逸出功W0＝E，故D正确。故选CD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 4.(2025·河南商丘市高二统考)如图所示，放映电影 时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的“影” 投到屏幕上； 另一方面，通过声道后的光照在光电 管上，随即产生光电流，喇叭发出与画面同步的声 音。电影实现声音与影像同步，主要应用光电效应的规律是 A.入射光的频率必须大于金属的极限频率，光电效应才能发生 B.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大 C.当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度随入射光的强度增大而增大 D.光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止 √ 电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止的规律。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 5.(2025·四川遂宁高二统考)用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应；移动变阻器的滑片c，发现当电压表的示数大于或等于1.5 V时，电流表示数为零，则 A.改用光子能量为2.0 eV的光照射到光电管上时，不能发生光电效应 B.光电子的最大初动能为1.5 eV C.光电管阴极的逸出功为1.5 eV D.开关S断开后，无论怎么移动变 阻器的滑片c，电流表G的示数总为零 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 题图中电源所加电压为反向电压，当电压表的示数大于或等 于1.5 V时，电流表示数为零，表明遏止电压为Uc＝1.5 V， 则光电子的最大初动能为Ek＝eUc＝1.5 eV，故B正确；由于 光子能量为2.5 eV，结合爱因斯坦光电效应方程可得W0＝hν －Ek＝2.5 eV－1.5 eV＝1.0 eV，故C错误；改用光子能量为 2.0 eV的光照射到光电管上时，由于2.0 eV＞1.0 eV，可知仍然能发生光电效应，故A错误；用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管时，光电子具有一定的初动能，则当开关S断开后，无论怎么移动变阻器的滑片c，光电子均能够到达阳极，可知电流表G的示数不为零，故D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 6.(2025·吉林长春市高二统考)某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管K极并记录数据，得到遏止电压与频率的关系图线如图甲所示；当采用绿色强光、绿色弱光、紫色弱光三种光照射同一光电管时，得到的光电流与电压的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为e，结合图中数据可知 A.普朗克常量h＝ B.光电管K极材料的逸出功为 C.a光为紫色弱光 D.c光为绿色强光 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 根据动能定理可得－eUc＝0－Ek，又Ek＝hν－W0，联立可得Uc＝ν－，可知Uc－ν图像的斜率为k＝＝，解得h＝，故A正确；根据Uc＝ν－，由题图甲可知当Uc＝0时ν＝ν0，则有0＝－，解得该实验所用光电管的K极材料的逸出功为W0＝hν0＝，故B错误；入射光频率越大，遏止电压越大，所以a、b为同一种光，且a、b的频率小于c的频率，则a、b为绿光，c为紫光，而入射光越强，饱和电流越大，所以a为绿色强光，c为紫色弱光，故C、D错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 7.(多选)用图1所示装置研究两种金属a、b的光电效应的规律。图2、图3分别为反映光电效应规律的两种图像，ν为入射光的频率，Uc为遏止电压，I为同一频率的光照射金属a、b时电流表的示数，U为电压表的示数。下列说法正确的是 A.若图线1所描述的是金属a，则金属a的极限频率小于金属b的极限频率 B.若图线1所描述的是金属a，则金属a的逸出功大于金属b的逸出功 C.图线1、3所描述的为同一金属 D.图线1、4所描述的为同一金属 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，最大初动能与遏止电压的关系Ek＝eUc，逸出功与极限频率的关系W0＝hνc，联立可得Uc＝ν－νc，可知当Uc＝0时，ν＝νc，即题图1中横截距表示极限频率，则νc1＜νc2，若图线1所描述的是金属a，则金属a的极限频率小于金属b的极限频率，金属a的逸出功小于金属b的逸出功，A正确，B错误；由A、B项分析知hν＝W0＋eUc，可知入射光频率相同时，逸出功越小遏止电压越大，图线3对应金属的遏止电压更大，图线1、3所描述的为同一金属，图线2、4所描述的为同一金属，C正确，D错误。故选 AC。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 8.(2025·河北邯郸市高二联考)通过学习，我们知道，光具有波粒二象性，下列关于光的说法正确的是 A.康普顿效应说明光具有波动性 B.普朗克提出能量是量子化的 C.光在任何情况下都能表现出波动性和粒子性 D.爱因斯坦提出了光电效应方程，并以此支持了光的波动说 √ 康普顿效应说明光具有粒子性，A错误；普朗克提出能量是量子化的，B正确；大量光子往往表现出波动性，少量光子往往表现出粒子性，C错误；爱因斯坦提出了光电效应方程，并以此支持了光的粒子说，D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 9.(2025·山东济南高二期末)图甲所示装置用以测量发生光电效应时的遏止电压。用同一入射光依次照射不同金属材料的K极，发生光电效应时分别测得对应的遏止电压，图乙为所测遏止电压Uc与金属材料逸出功W0的关系。已知普朗克常量为h，则入射光的频率为 A. B. C. D. √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 根据爱因斯坦光电效应方程与遏止电压的规律有Ek＝hν－W0、eUc＝Ek，解得Uc＝－W0＋，结合题图乙有＝a、＝，解得ν＝。故 选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 10.(2025·江苏南通高二期末)一种光电烟雾报 警器的结构和原理如图1和图2所示，光源S向 外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟 雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用， 会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光 电效应，于是有电流输入报警系统，当光电流大于I0时，便会报警，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置，烟雾报警器恰好报警，则 A.将图2中电源的正负极反接，光电子的最大初动能将减小 B.仅将滑片P向右移动少许，可以解除报警 C.仅降低光源S发出光的强度，可以解除报警 D.单位时间内进入光电管的光子数为时，报警器一定会报警 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 题图2中光电管两端加的是正向电压，若正负极反接则光电管两端加反向电压，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能不变，故A错误；仅将滑片P向右移动少许，则正向电压增大，光电流不会减小，不会解除报警，故B错误；仅降低光源S发出光的强度，光电子的最大初动能不变，则单位时间内光电管接收到的光子个数减少，光电流减小，可以解除报警，故C正确；单位时间内进入光电管的光子数为时，由于可能受到两端电压的限制，在阴极产生的光电子不一定全部到达A极，所以不一定能让报警系统的电流达到I0触发报警，故D 错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11.太阳耀斑是太阳上最剧烈的活动现象之一。X射线耀斑的级别划定通常以地球同步轨道卫星观测到的X射线的流量来表征。射线流量指在单位时间内单位面积上接收到的射线能量。若太阳均匀地向各个方向辐射X射线，设波长为λ，太阳辐射X射线的总功率为P。同步卫星探测仪正对太阳的面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，则同步卫星探测仪探测到的X射线流量中的光子数为 A. B. C. D. √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 每个光子的能量为ε＝hν＝h，太阳均匀地向各个方向辐射X射线，设其时间t内发射总光子数为n，同步卫星探测仪每秒接收到该种光子数为N，有＝，时间t辐射光子的总能量为W＝nε，太阳辐射X射线的总功率为P＝，联立解得N＝。故选C。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 谢 谢 观 看 2.光电效应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 $