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2023高考物理二轮总复习 专题微课5-4 光电效应和能级跃迁课件PPT
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这是一份2023高考物理二轮总复习 专题微课5-4 光电效应和能级跃迁课件PPT，共25页。PPT课件主要包含了答案A，答案AC，答案B等内容，欢迎下载使用。
防误点：根据遏止电压和光电效应方程，可写出Uc与ν的关系式，从而分析图像斜率和截距的物理意义。
因“不能进行知识的跨模块整合”而导致思维受阻2．(2022·烟台高三模拟)如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为2.0 V时，逸出功及电子到达阳极时的最大动能分别为 ( )A．1.5 eV、0.6 eV B．1.7 eV、1.9 eVC．1.9 eV、2.6 eV D．3.1 eV、4.5 eV
防误点：图甲中，光电管两端加的是反向电压，0.60 V为反向遏止电压；图乙中，光电管两端加的是正向电压，须根据动能定理和爱因斯坦光电效应方程求解。解析：用光子能量为hν＝2.5 eV的光照射阴极，电流表读数不为零，说明能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零，说明电子不能到达阳极，由动能定理eUc＝Ek知，最大初动能Ek＝eUc＝0.6 eV，由光电效应方程hν＝Ek＋W0知W0＝1.9 eV，对题图乙，当电压表读数为2.0 V时，电子到达阳极的最大动能Ek′＝Ek＋eU′＝0.6 eV＋2.0 eV＝2.6 eV，故选项C正确。答案：C
因“混淆各物理量的决定因素”而导致解题失误3．(2022·衡阳高三检测)在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是 ( )A．饱和光电流 B．遏止电压C．光电子的最大初动能 D．逸出功防误点：饱和光电流和光的强度有关，遏止电压与光电子的最大初动能成正比，逸出功由金属本身决定，光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关。
加强点(一) 光电效应[科学思维]1．光电效应规律和光电效应方程
2．光电效应的“两条线索”和“两个对应关系”(1)两条线索：(2)两个对应关系：
3．关于光电效应的四类图像
[素养训练]1．(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是 ( )A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生解析：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，A正确；饱和光电流大小与入射光的频率无关，B错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，C正确；减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，D错误。
2．(2021·江苏高考)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是 ( )解析：根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值Ekm＝eU＋hν－hν截止，可知Ekm-U图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1<ν2，则图像C正确，A、B、D错误。答案：C
加强点(二) 玻尔理论 能级跃迁[科学思维]1．玻尔理论的三条假设
(5)氢原子吸收外来实物粒子的能量而被激发：由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级差，均可使原子发生能级跃迁。(6)跃迁时电子动能、原子电势能与总能量变化：当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子电势能减小，电子动能增大，原子总能量减小，反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子总能量增大。
[素养训练]1．(2021年8省联考·广东卷)原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是 ( )A．频率相同的光子能量相同B．原子跃迁发射的光子频率连续C．原子跃迁只产生单一频率的光子D．激光照射金属板不可能发生光电效应
解析：根据ε＝hν可知，频率相同的光子能量相同，故A正确；原子从一个定态跃迁到另一个定态时，原子辐射一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。电子轨道是量子化的，能量是量子化的，故而频率是不连续的。这也就成功解释了氢原子光谱不连续的特点——频率不连续特点，故B错误；原子在不同的轨道之间跃迁产生不同频率的光子，故C错误；根据Ek＝hν－W0可知，激光光子的能量大于金属板的逸出功时，照射金属板即可发生光电效应，故D错误。答案：A
2．(2022·浙江6月选考)如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是 ( )A．逸出光电子的最大初动能为10.80 eVB．n＝3跃迁到n＝1放出的光子动量最大C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D．用0.85 eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态
“微课精练”见“微课精练（二十四）” (单击进入电子文档)
“第五板块验收评价——对标“四翼”考法，查验薄弱环节” (单击进入电子文档)
防误点：根据遏止电压和光电效应方程，可写出Uc与ν的关系式，从而分析图像斜率和截距的物理意义。
因“不能进行知识的跨模块整合”而导致思维受阻2．(2022·烟台高三模拟)如图甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。把电路改为图乙，当电压表读数为2.0 V时，逸出功及电子到达阳极时的最大动能分别为 ( )A．1.5 eV、0.6 eV B．1.7 eV、1.9 eVC．1.9 eV、2.6 eV D．3.1 eV、4.5 eV
防误点：图甲中，光电管两端加的是反向电压，0.60 V为反向遏止电压；图乙中，光电管两端加的是正向电压，须根据动能定理和爱因斯坦光电效应方程求解。解析：用光子能量为hν＝2.5 eV的光照射阴极，电流表读数不为零，说明能发生光电效应，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零，说明电子不能到达阳极，由动能定理eUc＝Ek知，最大初动能Ek＝eUc＝0.6 eV，由光电效应方程hν＝Ek＋W0知W0＝1.9 eV，对题图乙，当电压表读数为2.0 V时，电子到达阳极的最大动能Ek′＝Ek＋eU′＝0.6 eV＋2.0 eV＝2.6 eV，故选项C正确。答案：C
因“混淆各物理量的决定因素”而导致解题失误3．(2022·衡阳高三检测)在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是 ( )A．饱和光电流 B．遏止电压C．光电子的最大初动能 D．逸出功防误点：饱和光电流和光的强度有关，遏止电压与光电子的最大初动能成正比，逸出功由金属本身决定，光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关。
加强点(一) 光电效应[科学思维]1．光电效应规律和光电效应方程
2．光电效应的“两条线索”和“两个对应关系”(1)两条线索：(2)两个对应关系：
3．关于光电效应的四类图像
[素养训练]1．(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是 ( )A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生解析：产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和光电流越大，A正确；饱和光电流大小与入射光的频率无关，B错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，C正确；减小入射光的频率，如低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，D错误。
2．(2021·江苏高考)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是 ( )解析：根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值Ekm＝eU＋hν－hν截止，可知Ekm-U图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1<ν2，则图像C正确，A、B、D错误。答案：C
加强点(二) 玻尔理论 能级跃迁[科学思维]1．玻尔理论的三条假设
(5)氢原子吸收外来实物粒子的能量而被激发：由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级差，均可使原子发生能级跃迁。(6)跃迁时电子动能、原子电势能与总能量变化：当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子电势能减小，电子动能增大，原子总能量减小，反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子总能量增大。
[素养训练]1．(2021年8省联考·广东卷)原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是 ( )A．频率相同的光子能量相同B．原子跃迁发射的光子频率连续C．原子跃迁只产生单一频率的光子D．激光照射金属板不可能发生光电效应
解析：根据ε＝hν可知，频率相同的光子能量相同，故A正确；原子从一个定态跃迁到另一个定态时，原子辐射一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定。电子轨道是量子化的，能量是量子化的，故而频率是不连续的。这也就成功解释了氢原子光谱不连续的特点——频率不连续特点，故B错误；原子在不同的轨道之间跃迁产生不同频率的光子，故C错误；根据Ek＝hν－W0可知，激光光子的能量大于金属板的逸出功时，照射金属板即可发生光电效应，故D错误。答案：A
2．(2022·浙江6月选考)如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n＝3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是 ( )A．逸出光电子的最大初动能为10.80 eVB．n＝3跃迁到n＝1放出的光子动量最大C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D．用0.85 eV的光子照射，氢原子跃迁到n＝4激发态
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