第五章 专题三 光电效应与原子能级跃迁问题-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册同步课件（粤教版2019）

物理 选择性必修 第三册 YJ 1 0 专题三 光电效应与原子能级跃迁问题 刷难关 2 1.已知氢原子的基态能量为 ，激发态能量 ，其中 ，3，4, ，普朗克常量为 ， 真空中的光速为 .能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( ) C A. B. C. D. 3 解析 能使氢原子从第一激发态电离的光子的最小能量为 ，由 ，可得该光子对应的最大波长为 ，选项C正确. 4 2.[陕西宝鸡教育联盟2023高二下期末] 如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于 激发态的 氢原子跃迁时，发出大量频率不同的光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极 上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示.下列说法正确的是( ) 甲 乙 丙 C A.光电子的最大初动能为 B.光电管阴极 金属材料的逸出功为 C.这些氢原子跃迁时共发出6种频率的光 D.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极 5 解析 大量处于 激发态的氢原子跃迁时，发出的光子中，频率最高的光子对应的能量为 ，由光电效应方程可得 ，由题图丙可知遏止电压为 ，代入数据可得光电子的最大初动能为 ，阴极 金属材料的逸出功为 ，故A、B错误；这些氢原子跃迁时发出频率不同的光子种类数为 种，故C正确；若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则电子受到的电场力应向左，场强方向应向右，则可判断题图乙中电源左侧为正极，故D错误. 6 3.[吉林长春二中2023高二下期末] 如图所示为氢原子的能级示意图，已知锌的逸出功是 ， 那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( ) B A.一群处于 能级的氢原子向基态跃迁时，能放出8种不同频率的光 B.一群处于 能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，其中有4 种不同频率的光能使锌板发生光电效应 C.用能量为 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D.假设氢原子从 能级向较低的各能级跃迁的概率均为 ，则对 个处于 能级的氢原子，跃迁过程中辐射的光子的总数为 个 7 解析 一群处于 能级的氢原子向基态跃迁时，能放出 种不同频率的光， A错误；一群处于 能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，其中从 能级跃迁 到基态、从 能级跃迁到基态、从 能级跃迁到基态、从 能级跃迁到基态产生的4 种不同频率的光子能量大于锌的逸出功，故有4种不同频率的光能使锌板发生光电效应，B正确； 用能量为 的光子照射，处于基态的氢原子吸收光子后的能量为 ，氢原子没有 能量的激发态，故不发生 跃迁现象，C错误；假设氢原子从 能级向较低的各能级跃迁的概率均为 ，则对 个处于 能级的氢原子，直接跃迁到基态的氢原子有 ，跃迁到 能级的氢 原子有 ，处于 能级的氢原子，继续跃迁到基态的有 ， 跃迁过程中辐射的光子的总数为 ，D错误. 8 4.[河北张家口宣化一中2023高二下月考] 如图甲是研究光电效应的实验装置，图乙是氢原子的能 级结构.实验发现处于 激发态的氢原子跃迁到 激发态时发出的某种光照射图甲实验装 置的阴极时，电流表示数不为零，已知可见光单个光子能量的范围是 ，现有大量 处于 激发态的氢原子，关于处于激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出的光，以下说法正 确的是( ) 甲 乙 9 A.处于 激发态的氢原子向低能级跃迁时共释放出15种不同频率的光，其中在可见光区域的 有5种 B.用处于 激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出的光照射图甲光电管的阴极，其中能使电 流表有示数的光最多有8种 C.处于 激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出的光，落在可见光区域的光以相同的入射角 从水射向空气时，随着入射角的增大，在空气中最先消失的折射光是由 向 跃迁时释 放出的光 D.分别利用氢原子向低能级跃迁时释放出落在可见光区域的光，通过相同装置做双缝干涉实验， 其中相邻亮条纹间距最宽的是 向 跃迁时释放出的光 √ 10 解析 处于 激发态的氢原子向低能级跃迁时释放出光的频率有 种，根据题意可知， 可见光单个光子能量的范围是 ，15种不同频率的光落在可见光区域的有四种，分 别是由 向 跃迁产生的，光子能量为 ， 向 跃迁产生的， 光子能量为 ， 向 跃迁产生的，光子能量为 ， 向 跃迁产生的，光子能量为 ，故A错误；由题意可知 向 跃迁产生的光子能量为 ，产生的光能使光电管发生光电效应，单个光子 能量大于 的光一定能使光电管发生光电效应，单个光