《2017-2018学年高中物理专题5光电效应、原子结构和能级跃迁复习学案粤教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理专题5光电效应、原子结构和能级跃迁复习学案粤教版选修3-5（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1专题专题 5 5 光电效应、原子结构和能级跃迁光电效应、原子结构和能级跃迁一、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 1Aa光的频率一定大于b光的频
2、率B用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应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dGf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dGf.故
3、 D 正确2入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )A从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B逸出的光电子的最大初动能将减小C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D有可能不发生光电效应答案 C2解析 发生光电效应几乎是瞬时的，选项 A 错误入射光的强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目减少；频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子的最大初动能也就不变，选项 B 错误入射光子的数目减少，逸出的光电子数目也就减少，故选项 C 正确入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率不低于这种金属的极限频率，入射光的强度减弱而频率不变，
4、同样能发生光电效应，故选项 D 错误二、对光电效应方程的应用和Ek图象的考查1爱因斯坦光电效应方程：hmvW01 22maxh：光电子的能量W0：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图象(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EW0.(3)普朗克常量：图线的斜率kh.3三个关系式：(1)hmvW01 22max(2)W0h0(3)EkeU0.复习过关3(多选)对爱因斯坦光电效应方程hmvW0，下面的理解正确的有( )1 22maxA只要是用同种频率的光照射同一
5、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EkB式中的W0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W0和极限频率0之间应满足关系式W0h0D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hmvW0知，同种频率的光照射同一种金属，从金属中1 22max3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W0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W0h0，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
6、故 D 正确4对光电效应的解释正确的是( )A普朗克利用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W0h0h知不同金属材料极限波长不同，D 正确c 05(多选)在如图 3 所示的光电效应现象中，光电管阴极 K
7、 的极限频率为0，现用频率为(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 3A阴极材料的逸出功等于h0B有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为eUC有光电子逸出，且光电子的最大初动能可表示为hh0D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：W0h0，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，EkeUhW0hh0，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该金属表面，逸
8、出光电子的最大初动能为 3E.已知普朗克常量为h，则为( )A3 B. 34C. D.2E h2E h答案 C解析 设金属逸出功为W0，则有EhW0，若改用频率为的另一种光照射该金属表面，有 3EhW0，由此求出为.2E h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hE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
9、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7如图 4 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 4A原子A可能辐射出 3 种频率的光子B原子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E4D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
10、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8(多选)氢原子的能级如图 5 所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.623.11 eV.下列说法正确的是( )5图 5A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
11、中释放的光子的能量可能大于 13.6 eVE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 eV4 eV，所以处于 n 2 能级的氢原子，可以吸收一个能量为 4 eV 的光子而被电离，A 正确；氢原子从高能级向 n3 能级跃迁时放出的能量小于 1.51 eV，属于不可见光，B 正确；大量处于 n4 能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出C 6 种频率的光子，C 正确；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不2 4可能大于 13.6 eV，D 错；当一个光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，E 错.
