2025人教版高中物理选择性必修第三册
本章复习提升
易混易错练
易错点1 不明确氢原子能级跃迁时吸收能量的规律而出错
1.(2023吉林长春外国语学校月考)如图所示为氢原子能级的示意图,根据玻尔理论,下列说法正确的是 ( )
A.处于基态的氢原子,吸收14 eV能量后不能发生电离
B.处于n=4能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的波长最长的是n=4能级到n=1能级
C.一个氢原子从n=3能级跃迁放出的光子可能使逸出功为12.0 eV的金属发生光电效应
D.用动能为12.3 eV的电子射向一群处于基态的氢原子,原子不能跃迁到n=2的能级
易错点2 不明确饱和电流与入射光、正向电压的关系而出错
2.(多选题)(2023江苏南京期末)利用光电管研究光电效应实验的电路如图所示,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.用红外线照射时,电流表中一定没有电流通过
B.用强度相同,频率更大的光照射,电流表示数一定变大
C.频率为ν不变时,当滑动变阻器的滑片移到A端时,电流表中有电流通过
D.频率为ν不变时,当滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数可能不变
思想方法练
图像法
方法概述
对于与光电效应现象有关的图像问题,通常要结合图像横、纵坐标,根据Ek=hν-W0及-eUc=0-Ek进行分析,判断图像斜率、截距表示的物理意义。
(多选题)(2023河南开封联考)研究某种金属的光电效应规律,所得相关图像分别如图甲、乙、丙、丁所示,Ek为光电子的最大初动能、ν为入射光的频率、I为光电流、U为两极板间的电压、Uc为遏止电压。下列说法不正确的是( )
A.由图甲知,入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为
B.由图乙知,入射光的光照强度越大,光电子的最大初动能越大
C.由图丙知,入射光2的频率大于入射光1的频率
D.由图丁知,入射光的频率大于νc时,入射光的频率越大,遏止电压越大
答案与分层梯度式解析
1.C 处于基态的氢原子,吸收14 eV能量后可以发生电离,剩余的能量变为光电子的初动能,选项A错误;处于n=4能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,能辐射出=6种不同频率的光子,由ε=hν=h可知,从n=4能级到n=1能级跃迁产生的光子能量最大,光的波长最短,选项B错误;若氢原子从n=3能级跃迁至n=1能级,放出的光子能量为ΔE1=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,因为12.09 eV>12.0 eV,所以一个氢原子从n=3能级跃迁放出的光子可能使逸出功为12.0 eV的金属发生光电效应,选项C正确;由题意,E2-E1=10.20 eV<12.3 eV,用动能为12.3 eV的电子去碰撞处于基态的氢原子,能使氢原子跃迁到n=2能级,选项D错误。
错解分析
不明确跃迁与电离两种情况下吸收能量的差异导致出错。解答此类问题需掌握两条规律:
(1)氢原子吸收光子的能量大于或等于所处能级的能量的绝对值就能发生电离。
(2)不发生电离情况下,氢原子跃迁时,吸收(或放出)光子的能量必须等于两能级的能量差。
2.CD 红外线的频率与光电管阴极的极限频率的关系未知,所以用红外线照射时,电流表中可能有电流通过,故A错误;若此时已达到饱和电流,则用强度相同,频率更大的光照射,电流表示数不会变大,故B错误;频率为ν不变时,当滑动变阻器的滑片移到A端时,光电管两端电压为0,阳极A吸收阴极K发出的光电子,在电路中形成光电流,电流表中有电流通过,故C正确;若此时已达到饱和电流,则频率为ν不变时,当滑动变阻器的滑片向B端滑动时,电流表示数不变,故D正确。故选C、D。
错解分析
分析有关光电流的问题时,弄不清饱和电流与入射光、正向电压的关系就会导致出错。解答此类问题需掌握两条规律:(1)入射光确定的情况下,使正向电压由零开始增大,光电流也会增大,但是增大到某一个值就不再增大了,这个值叫饱和电流。(2)在入射光的频率确定的情况下,增大入射光的强度,饱和电流的值也增大。
思想方法练
ABC 根据Ek=hν-W0,W0=hνc,结合图甲可知,νc为截止频率,则当入射光的频率为时,不能够发生光电效应,不能够产生光电子,选项A错误;光电子的最大初动能由入射光的频率与金属的逸出功共同决定,与光照强度无关,选项B错误;根据图丙可知Uc1>Uc2,根据eUc1=Ek1=hν1-W0,eUc2=Ek2=hν2-W0,则有ν1>ν2,即入射光2的频率小于入射光1的频率,选项C错误;根据Uc=ν-,可知入射光的频率大于νc时,入射光的频率越大,遏止电压越大,选项D正确。
方法点津
对常见的三类图像的分析技巧
(1)I-U图像:Im为饱和电流,Uc为遏止电压。(图甲)
(2)Ek-ν图像:爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0表明,νc为截止频率(或极限频率),图线的斜率表示普朗克常量。(图乙)
(3)Uc-ν图像:由Ek=hν-W0=eUc,可得Uc=-=(ν-νc),表明νc为截止频率(或极限频率),图线的斜率为。(图丙)
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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