《教科版高考物理选修3-5同步学案专题5光电效应、原子结构和能级跃迁》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教科版高考物理选修3-5同步学案专题5光电效应、原子结构和能级跃迁（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、光电效应的实验规律 1发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率 2 入射光的频率大于金属的截止频率时，光电流强度 (单位时间内发射出的光电子数)与入射光强度成正比 3光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大 4光电效应的发生是瞬时的 复习过关 1(多选 )如图 1 所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d 连接用一定 频率的单色光a照射光电管时， 灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b 照射该光电管 时，灵敏电流计G 的指针不偏转下列说法正确的是( ) 图 1 A a光的频率一定大于b 光的频率 B用 b 光照射光电管时，一定没有发生光
2、电效应 C电源正极可能与c 接线柱连接 D 若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d Gf 答案ACD 解析由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c 接负极， d 接正极： 单色光 a频率大于金属的极限频 率， b 光的频率小于金属的极限频率，所以a光的频率一定大于b 光的频率 (2)c 接正极， d 接负极： a、b 两光都能发生光电效应，a光产生的光电子能到达负极而b 光产生的光电子不能到达负极，a光产生的光电 子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b 光的频率故A、C 正确， B 错误；电流的方向与负电荷 定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由
3、d G f. 故 D 正确 2关于光电效应，下列说法正确的是( ) A当入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应 B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C光电效应现象中存在极限频率，导致含有光电管的电路存在饱和电流 D 入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 答案A 解析光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率，与入射光的强度无关，饱和电流的大小与极 限频率无关，与入射光的强度有关；入射光的光强一定时，频率越高，光子的能量值越大，入射光中的光 子的数目越少，单位时间内逸出的光电子数就越少 二、对光电效应方程的应用和Ek图像的考查 1爱因斯坦光电效应
4、方程：h 1 2mv 2 A h：光电子的能量 A：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功. Ek：光电子的最大初动能 2由 Ek图像 (如图 2)可以得到的信息 图 2 (1)极限频率：图线与 轴交点的横坐标0. (2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值EA. (3)普朗克常量：图线的斜率kh. 3三个关系式：(1)h 1 2mv 2A (2)A h 0 (3)EkeU0. 复习过关 3(多选 )对爱因斯坦光电效应方程h 1 2mv 2A，下面的理解正确的有 ( ) A只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能Ek B式中的
5、A 表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C逸出功A 和极限频率0之间应满足关系式A h 0 D 光电子的最大初动能和入射光的频率不成正比 答案CD 解析根据光电效应方程h 1 2mv 2A 知，同种频率的光照射同一种金属，从金属中逸出的所有光电子最 大初动能都相同，但初动能可能不同故A 错误 A 表示逸出功，是每个电子从这种金属中飞出过程中， 克服金属中正电荷引力所做的功的最小值故B 错误；当最大初动能为零时，入射频率即为极限频率，即 A h 0，故 C 正确最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系故D 正确 4对光电效应的解释正确的是( ) A普朗克利用
6、量子理论成功解释了光电效应现象 B一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越 多 C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 D 由于不同金属的逸出功不相同，因此不同金属材料的极限波长也不相同 答案D 解析爱因斯坦光电效应方程成功解释了光电效应现象，A 错误；光电效应产生的光电子数与光强有关， B 错；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光强无关，C 错；由 A h 0h c 0知不同金属材 料极限波长不同，D 正确 5(多选 )在如图 3 所示的光电效应现象中，光电管阴极K 的极限频率为 0，现用频率为 (
7、 0)的光照射在 阴极上，若在A、K 之间加一数值为U 的反向电压时，光电流恰好为零，则下列判断正确的是( ) 图 3 A阴极材料的逸出功等于h 0 B有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eU C有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为h h 0 D 无光电子逸出，因为光电流为零 答案ABC 解析金属逸出功与极限频率的关系是：A h 0，A 正确；光电流为零不是没有光电子逸出，而是光电子 在反向电压的作用下，速度减小为零，不能到达A 极， Ek eU h A h h 0，B、 C 项正确， D 错误 6用频率为 的光照射某金属表面，逸出光电子的最大初动能为E；若改用频率为的另一种光照射
8、该 金属表面，逸出光电子的最大初动能为3E.已知普朗克常量为h，则 为 ( ) A 3 B. 3 C. 2E h D. 2E h 答案C 解析设金属逸出功为A，则有 E h A，若改用频率为的另一种光照射该金属表面，有 3E h A，由此求出为 2E h . 图 4 7 (多选 )如图 4是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率 的关系图像， 由此可知 ( ) A该金属的逸出功等于E B该金属的发生光电效应的截止频率为 0 E h C入射光的频率为2 0时，产生的光电子的最大初动能为2E D 普朗克常量为h E 0 答案ABD 解析根据 h 1 2mv 2A 得，纵轴截距的绝对值
9、等于金属的逸出功，等于 E.当最大初动能为零时，入射光 的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为 0 E h，A、B 正确；根据光电效应方程可知，入射光的频率 变为原来的2 倍，由于逸出功不变，最大初动能不是原来的2 倍， C 错误；逸出功等于E，则 E h 0，所 以 h E 0，或通过图线的斜率 kh E 0，故 D 正确 三、氢原子能级及能级跃迁 1对原子跃迁条件的理解 (1)原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子只有当一个光子的能量满足h E末E初时，才能 被某一个原子吸收，使原子从低能级E 初向高能级 E 末跃迁 (2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射
10、的光子能量恰等于发生跃迁时的两能 级间的能量差 2关于能级跃迁的说明 (1)当光子能量大于或等于13.6 eV 时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢 原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能 (2)当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小反之，轨道 半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大 复习过关 8如图 5 所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A 处于激发态E2，氢原子B 处于激发态 E3，则下列说法正确的是( ) 图 5 A原子 A 可能辐射出3 种频率的光子 B原子
11、 B 可能辐射出3 种频率的光子 C原子 A 能够吸收原子B 发出的光子并跃迁到能级E4 D 原子 B 能够吸收原子A 发出的光子并跃迁到能级E4 答案B 解析原子 A 处于激发态E2，它只能辐射出1 种频率的光子；原子B 处于激发态E3，它可能由E3到 E2， 由 E2到 E1，或由 E3到 E1，辐射出 3 种频率的光子；原子由低能级跃迁到高能级时，只能吸收具有能级差 的能量的光子，由以上分析可知，只有B 项正确 9 (多选 )氢原子的能级如图6 所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 3.11 eV.下列说法正确的是( ) 图 6 A一个处于n 2 能级的氢原子，可以吸收一个能量为4 eV 的光子 B大量氢原子从高能级向n3 能级跃迁时，发出的光是不可见光 C大量处于n 4 能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出6 种频率的光子 D 氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量可能大于13.6 eV E用能量为10 eV和 3.6 eV的两种光子同时照射大量处于基态的氢原子，有可能使个别氢原子电离 答案ABC 解析|E2| 3.4 eV32，D 错误 .
