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章末总结
知识总结 · 基础巩固
要点突破 · 素能提升
重难点主题一　光电效应规律的应用
1．决定关系及联系
2．“光电子的动能”可以是介于0～Ekm的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大。
3．光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的，金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当电子吸收的能量足够克服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应。
4．入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)。
(多选)某中学实验小组的同学在研究光电效应现象时，设计了如图所示的电路，用蓝光照射阴极时，电路中的电流计有示数。则下列说法正确的是(　　)
A．用紫光照射阴极时，电流计一定没有示数
B．用黄光照射阴极时，电流计可能有示数
C．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片
向左移动，电流计一定没有示数
D．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向右移动，电流计的示数可能不变
例 1
BD
BD　由于紫光的频率比蓝光的频率高，因此用紫光照射时，电流计一定有示数，A错误；由于不知阴极K的截止频率，所以用黄光照射时，也可能发生光电效应，因此电流计可能有示数，B正确；当滑片向左移动时，UAK减小，即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，C错误；当滑片向右端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流，若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，D正确。
用如图所示的装置研究光电效应现象，闭合S，当用能量为2.5 eV的光子照射到光电管上时，电流表示数不为零。移动滑动变阻器的滑片c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，则(　　)
A．光电管阴极的逸出功为1.8 eV
B．S断开后，没有电流流过电流表
C．光电子的最大初动能为1.8 eV
D．用能量为1.7 eV的光子照射，电流表有电流
例 2
A
A　该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程有Ekm＝hν－W0，W0＝1.8 eV，故选项A正确，C错误。S断开后，用能量为2.5 eV的光子照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故选项B错误；改用能量为1.7 eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故选项D错误。
重难点主题二　光电效应的图像问题
某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小明同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)
例 3
重难点主题三　原子跃迁规律的应用
(2)注意跃迁与电离：hν＝Em－En只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况，对于光子和原子作用使原子电离的情况，则不受此条件的限制。如基态氢原子的电离能为13.6 eV，只要大于或等于13.6 eV的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。
如图所示为氢原子的能级示意图，现有一群处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是(　　)
A．跃迁中能释放的光子只有4种
B．跃迁到低能级后核外电子速率变小
C．若某种金属的逸出功为13 eV，则
跃迁辐射的光子中有且只有一种能使
该金属发生光电效应
D．若跃迁辐射的光子中某些光子能使某种金属发生光电效应，则逸出的光电子动能一定大于13.6 eV
例 4
C
2
[跟踪训练]
1．用红光照射光电管阴极发生光电效应时，光电子的最大初动能为Ek，饱和电流为I。若改用强度相同的紫光照射同一光电管，产生的光电子的最大初动能和饱和电流分别为Ek′和I′，则下列关系式正确的是(　　)
A．Ek′Ek，I′＝I
C．Ek′I D．Ek′>Ek，I′D
D　因为紫光的频率比红光的频率高，由光电效应方程可知Ek′>Ek，红光和紫光的光强相同，只能说明单位时间内照射到金属表面的光子的总能量相同，即N红hν红＝N紫hν紫，所以N红>N紫，而饱和电流又由入射的光子数决定，因此I>I′ ，故选D。
2．(多选)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图像。对于这两个光电管，下列判断正确的是(　　)
A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同
B．光电子的最大初动能不同
C．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和电流也可能相同
D．两个光电管的Uc-ν图像的斜率可能不同
3．(多选)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于n＝4能级状态，则(　　)
A．氢原子可能辐射6种频率的光子
B．氢原子可能辐射5种频率的光子
C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
AC
AC　因为C42＝6，所以氢原子可能辐射6种频率的光子，故A正确，B错误；金属钙的逸出功为2.7 eV，只有n＝4跃迁到n＝1，n＝3跃迁到n＝1，n＝2跃迁到n＝1所辐射的光子能量大于该逸出功，才能发生光电效应，故C正确，D错误。
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重难点主题一　光电效应规律的应用
1．决定关系及联系
2．“光电子的动能”可以是介于0～Ekm的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大。
3．光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的，金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当电子吸收的能量足够克服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应。
4．入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)。
　(多选)某中学实验小组的同学在研究光电效应现象时，设计了如图所示的电路，用蓝光照射阴极时，电路中的电流计有示数。则下列说法正确的是(　　)
A．用紫光照射阴极时，电流计一定没有示数
B．用黄光照射阴极时，电流计可能有示数
C．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向左移动，电流计一定没有示数
D．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向右移动，电流计的示数可能不变
解析：BD　由于紫光的频率比蓝光的频率高，因此用紫光照射时，电流计一定有示数，A错误；由于不知阴极K的截止频率，所以用黄光照射时，也可能发生光电效应，因此电流计可能有示数，B正确；当滑片向左移动时，UAK减小，即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，C错误；当滑片向右端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电流，若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大UAK，光电流也不会增大，D正确。
　用如图所示的装置研究光电效应现象，闭合S，当用能量为2.5 eV的光子照射到光电管上时，电流表示数不为零。移动滑动变阻器的滑片c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，则(　　)
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A．光电管阴极的逸出功为1.8 eV
B．S断开后，没有电流流过电流表
C．光电子的最大初动能为1.8 eV
D．用能量为1.7 eV的光子照射，电流表有电流
解析：A　该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表示数为0，知光电子的最大初动能为0.7 eV，根据光电效应方程有Ekm＝hν－W0，W0＝1.8 eV，故选项A正确，C错误。S断开后，用能量为2.5 eV的光子照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故选项B错误；改用能量为1.7 eV的光子照射，由于光子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，故选项D错误。
重难点主题二　光电效应的图像问题
　某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小明同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)
甲
乙　　　　　　　　　丙
A．如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则a＝
B．如果研究不同金属光电效应的规律，在图乙中将得到经过(b，0)点的一系列直线
C．如果研究不同金属光电效应的规律，在图丙中将得到不平行的倾斜直线
D．普朗克常量h＝＝
解析：D　如果题图乙、题图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则由题图乙可得该金属的逸出功W0＝a，由题图丙可得该金属的逸出功W0＝ec，故有a＝ec，故A错误；如果研究不同金属光电效应的规律，则根据Ek＝hν－W0，可判断不同金属的逸出功不同，故当Ek＝0时，对应的ν不同，故在题图乙中得不到经过(b，0)点的一系列直线，故B错误；如果研究不同金属光电效应的规律，则根据eUc＝hν－W0，可判断直线的斜率为k＝，故在题图丙中将得到一系列平行的倾斜直线，故C错误；由题图乙可得普朗克常量h＝k＝，由题图丙可得，直线斜率为k＝＝，得h＝，故D正确。
重难点主题三　原子跃迁规律的应用
1．跃迁过程中吸收或辐射光子的频率和波长满足hν＝|Em－En|，h＝|Em－En|。
2．原子跃迁时需要注意的两个问题
(1)注意一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，只能出现所有可能情况中的一种，但是如果有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。
(2)注意跃迁与电离：hν＝Em－En只适用于光子和原子作用使原子在各定态之间跃迁的情况，对于光子和原子作用使原子电离的情况，则不受此条件的限制。如基态氢原子的电离能为13.6 eV，只要大于或等于13.6 eV的光子都能被基态的氢原子吸收而发生电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。
　如图所示为氢原子的能级示意图，现有一群处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是(　　)
A．跃迁中能释放的光子只有4种
B．跃迁到低能级后核外电子速率变小
C．若某种金属的逸出功为13 eV，则跃迁辐射的光子中有且只有一种能使该金属发生光电效应
D．若跃迁辐射的光子中某些光子能使某种金属发生光电效应，则逸出的光电子动能一定大于13.6 eV
解析：C　一群处于n＝5激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出C52＝10种不同频率的光，故A错误；根据＝可知，v＝ ，氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，则电子速率增大，故B错误；根据玻尔理论可知，一群处于n＝5激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出的10种不同频率的光中，只有n＝5能级向n＝1能级跃迁时辐射的光子的能量值大于13 eV，为13.06 eV，能使该金属发生光电效应，故C正确；由于10种光子中能量值最大的光子的能量值仅为13.06 eV，所以辐射出的光子无论使哪一种金属发生光电效应，逸出的光电子的动能都一定小于13.06 eV，故D错误。
[跟踪训练]
1．用红光照射光电管阴极发生光电效应时，光电子的最大初动能为Ek，饱和电流为I。若改用强度相同的紫光照射同一光电管，产生的光电子的最大初动能和饱和电流分别为Ek′和I′，则下列关系式正确的是(　　)
A．Ek′Ek，I′＝I
C．Ek′I D．Ek′>Ek，I′解析：D　因为紫光的频率比红光的频率高，由光电效应方程可知Ek′>Ek，红光和紫光的光强相同，只能说明单位时间内照射到金属表面的光子的总能量相同，即N红hν红＝N紫hν紫，所以N红>N紫，而饱和电流又由入射的光子数决定，因此I>I′，故选D。。
2．(多选)如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光，分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发生光电效应。图乙为其中一个光电管的遏止电压Uc随入射光频率ν变化的函数关系图像。对于这两个光电管，下列判断正确的是(　　)
　
甲　　　　　　　　　　乙
A．因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同
B．光电子的最大初动能不同
C．因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和电流也可能相同
D．两个光电管的Uc-ν图像的斜率可能不同
解析：ABC　根据光电效应方程得Ek＝hν－W0，因为不同材料有不同的逸出功，所以光电子的最大初动能不同，而Ekm＝eUc，所以遏止电压Uc不同，A、B项正确；在入射光的频率大于截止频率的情况下，发射出的光电子数与入射光的强度成正比，光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同，饱和电流也可能相同，C项正确；由Uc＝－可知，Uc-ν 图像的斜率k＝是常数，D项错误。
3．(多选)已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于n＝4能级状态，则(　　)
A．氢原子可能辐射6种频率的光子
B．氢原子可能辐射5种频率的光子
C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
解析：AC　因为C42＝6，所以氢原子可能辐射6种频率的光子，故A正确，B错误；金属钙的逸出功为2.7 eV，只有n＝4跃迁到n＝1，n＝3跃迁到n＝1，n＝2跃迁到n＝1所辐射的光子能量大于该逸出功，才能发生光电效应，故C正确，D错误。

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