第65頁（共65頁）2024-2025學年下學期高二物理教科版（2019）期末必刷常考題之原子結構一．選擇題（共7小題）1．（2025春?沙河口區(qū)校級期中）已知氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En=1n2E1，其中n＝2，3，4，…。已知普朗克常量為hA．基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子的速度大小為2(hB．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動能減小，原子的電勢能增大，動能和電勢能之和不變 C．一個處于n＝4的激發(fā)態(tài)氫原子，向低能級躍遷時最多可輻射出6種不同頻率的光 D．氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)時輻射出頻率為-32．（2025春?大連期中）下列說法正確的是（）A．某黑體在不同溫度下的輻射強度與波長的關系如圖甲所示，則溫度T2＞T1 B．圖乙為α粒子散射實驗，該實驗證明了原子的棗糕模型 C．圖丙為電子通過雙縫發(fā)生干涉的實驗，電子的速率越小，干涉條紋間距越大 D．如圖丁所示，康普頓在研究石墨對射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的射線中，除了與入射波長λ0相同的成分外，還有波長小于λ0的成分3．（2025?綿陽模擬）如圖所示為氫原子部分能級圖，一個處于n＝1能級的氫原子，當吸收了E＝12.75eV的能量后，釋放光子個數(shù)最多有（）A．2個 B．3個 C．4個 D．5個4．（2025?山東模擬）在光電效應實驗中，用不同頻率的光照射某金屬，測得遏止電壓U0與入射光頻率ν的關系圖像如圖甲所示。圖乙為氫原子能級圖，現(xiàn)用大量處于第四能級的氫原子躍遷時向外輻射的光照射該金屬，其中從第二能級躍遷到第一能級輻射光的頻率為ν0，電子電荷量為e。下列說法正確的是（）A．普朗克常量h=B．該金屬的逸出功為2eU0 C．該金屬的逸出功為10.2eV D．氫原子輻射的光中，有4種能發(fā)生光電效應5．（2025?沈陽三模）巴耳末系在可見光區(qū)的四條譜線及相應的氫原子能級圖分別如圖1和圖2所示。譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ按波長依次排列，其中Hα是紅光譜線，則下列說法正確的是（）A．原子內(nèi)部電子的運動是原子發(fā)光的原因 B．Hα對應的光子能量比Hγ對應的光子能量大 C．Hδ可能是氫原子從n＝3能級向n＝2能級躍遷時產(chǎn)生的 D．處于n＝2能級的氫原子能吸收2eV的光子，躍遷到n＝3能級6．（2025?豐臺區(qū)二模）氫原子的能級圖如圖所示，現(xiàn)有大量氫原子處于n＝3能級上，下列說法正確的是（）A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子 B．從n＝3能級躍遷到n＝2能級需吸收光子 C．從n＝3能級躍遷到n＝4能級可以吸收0.68eV的能量 D．n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量7．（2025春?天心區(qū)校級期中）地鐵車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器主要用于檢測間隙中的異物，防止夾人事故。如圖甲所示的光電傳感器，若光線被擋住，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為2.55eV，可見光光子的能量范圍是1.62～3.11eV，下列說法正確的是（）A．由題述可知光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為12.09eV B．光線發(fā)射器中發(fā)出的光有兩種可見光 C．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能不變，但光電流減小 D．由題述可知，a光為氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出的光二．多選題（共3小題）（多選）8．（2025春?大連期中）玻爾的原子模型中，氫原子基態(tài)的能量為E1＝﹣13.6eV，處于n能級的氫原子能量為En=1n2E1。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為﹣0.9375E1，已知普朗克常量h＝6.6×10﹣34J?s，電子所帶電量e＝1.6×10A．這些氫原子可能發(fā)出能量為0.64eV的光子 B．這些氫原子最多可以發(fā)出6種不同頻率的光子 C．用4×1015Hz的光子照射氫原子，可以使處于基態(tài)的氫原子電離 D．這些氫原子放出光子后，核外電子運動的動能將變大（多選）9．（2025春?沈陽期中）如圖所示，甲為演示光電效應的實驗裝置，乙圖為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線，丙圖為氫原子的能級圖，如表給出了幾種金屬的逸出功和極限頻率關系。以下說法正確的是（）幾種金屬的逸出功和極限頻率金屬W/eVν/1014Hz鈉2.295.33鉀2.255.44銣2.135.15A．若b光為黃光，c光可能是紫光 B．圖甲所示的光電效應實驗裝置所加的是反向電壓，由此可測得Ucl，Uc2 C．若b光光子能量為0.66eV，照射某一個處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光 D．若用能使金屬銣發(fā)生光電效應的光，用它直接照射處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以直接使該氫原子電離（多選）10．（2025?景德鎮(zhèn)模擬）如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中巴耳末系中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）A．光電管陰極K金屬材料的逸出功為1.5eV B．若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源左側為正極 C．若用兩束強度相同的不同顏色的光照射圖乙中的光電管K極，頻率高的飽和電流小 D．氫原子從n＝5能級躍遷到n＝3能級時，氫原子能量減小，核外電子動能也減小三．填空題（共3小題）11．（2025?福建模擬）一群處于n＝4能級上的氫原子，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出種不同頻率的光，其中最小頻率為Hz（保留2位有效數(shù)字）。12．（2025?福建模擬）1897年，湯姆孫利用如圖所示的實驗裝置巧妙地測得陰極射線的速度。當對平行電極板M1、M2加上如圖所示的電壓U時，發(fā)現(xiàn)陰極射線打到熒光屏上的P點：在平行極板區(qū)域再加一磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向（選填“外”或“里”）的磁場，可使陰極射線沿直線打到熒光屏上的A點。已知M1、M2板間距離為d，則打到熒光屏上A點的陰極射線速度為。13．（2024?龍巖三模）光電管中金屬材料的極限波長為λ0，現(xiàn)用一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時發(fā)出的光照射該光電管，只有一種頻率的光能發(fā)生光電效應，其頻率為ν，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，則用該光照射時光電子的最大初動能為，氫原子基態(tài)能量為（用題中所給物理量表示）。四．解答題（共2小題）14．（2025春?如東縣期中）氫原子能級圖如圖甲所示，已知可見光光子的能量范圍為1.61～3.11eV，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J?s，電子電荷量e＝1.60×10﹣19C，保留三位有效數(shù)字。求：（1）從n＝4躍遷到n＝2放出的光子能量；（2）為使大量處于基態(tài)的氫原子躍遷后能發(fā)出可見光，照射光的最低頻率；（3）若基態(tài)氫原子受激發(fā)射出6條光譜線，是由于運動的氫原子a與靜止的氫原子b碰撞導致，如圖乙所示，求氫原子a的最小動能Ek。15．（2025?閔行區(qū)二模）天體運動和地面物體運動規(guī)律相似，微觀世界和宏觀世界的物理規(guī)律有相似之處，引力場和電場也相似，請在比較之中找到相似之奇妙。（1）德國天文學家開普勒研究發(fā)現(xiàn)行星的運動具有相似性，并將其總結為開普勒行星運動定律。牛頓認為天體運動和地面物體運動規(guī)律相似，在開普勒行星運動定律的基礎上，推演得到了萬有引力定律。①理論和實踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運動，而且適用于一切天體運動。若研究地球的衛(wèi)星運動，開普勒第三定律公式a3T2=k中的k與什么有關系A.衛(wèi)星質(zhì)量B.地球質(zhì)量C.太陽質(zhì)量②（論述）請論述據(jù)開普勒定律和牛頓定律得到萬有引力定律的過程。（2）靜電場和引力場有許多相似之處。類比電場強度和電勢的定義，已知引力常量為G，質(zhì)量為M的質(zhì)點產(chǎn)生的引力場中，與之相距r的地方引力場強度EG＝；引力勢φG＝。（以無窮遠處為零勢能面）（3）原子的核式結構模型有些類似太陽系，原子核猶如太陽，電子猶如行星，所以也被稱為原子的“行星模型”。①類比太陽系，以無窮遠處為零勢能面，氫原子中電子與氫原子核間靜電相互作用的電勢能為。（k為靜電力常量，r為電子軌道半徑）A.keB.﹣keC.keD.﹣ke②氫原子的核外電子吸收電磁波從一個軌道躍遷至另一軌道，關于電子繞核運動的動能，原子的電勢能，以及動能和電勢能的總和說法正確的是。A.動能增大，電勢能減小，總和不變B.動能減小，電勢能增大，總和不變C.動能減小，電勢能增大，總和增大（4）（多選）如圖為氫原子在可見光區(qū)的四條譜線Hα、Hβ、Hγ、Hδ。對于四條譜線，下列說法中正確的是。A.在同一介質(zhì)中，Hα的速度最大B.由同一介質(zhì)射入空氣，Hα的臨界角最小C.Hα更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D.Hα對應的光子動量最小（5）（計算）為解釋氫原子光譜，玻爾在“行星模型”的基礎上，引入量子化的概念，認為原子只能處于不連續(xù)的軌道和能量狀態(tài)中。已知氫原子核外電子第1條（量子數(shù)n＝1）軌道半徑r1＝5.3×10﹣11m，普朗克常量h＝6.626×10﹣34J?s，求它從量子數(shù)n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，向外輻射的電磁波的波長。（結果保留3位有效數(shù)字）

2024-2025學年下學期高二物理教科版（2019）期末必刷常考題之原子結構參考答案與試題解析一．選擇題（共7小題）題號1234567答案ACBCADC二．多選題（共3小題）題號8910答案BCDADBC一．選擇題（共7小題）1．（2025春?沙河口區(qū)校級期中）已知氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En=1n2E1，其中n＝2，3，4，…。已知普朗克常量為hA．基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子的速度大小為2(hB．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動能減小，原子的電勢能增大，動能和電勢能之和不變 C．一個處于n＝4的激發(fā)態(tài)氫原子，向低能級躍遷時最多可輻射出6種不同頻率的光 D．氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)時輻射出頻率為-3【考點】計算能級躍遷過程吸收或釋放的能量；計算能級躍遷過程中吸收或釋放的光子的頻率和波長；分析能級躍遷過程中釋放的光子種類．【專題】定量思想；方程法；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】A【分析】當吸收的能量等于氫原子基態(tài)能量時，電子發(fā)生電離，根據(jù)能量守恒求出電子電離后的速度；根據(jù)軌道半徑的變化，通過庫侖引力提供向心力得出電子動能的變化，結合原子能量的變化得出原子勢能的變化；一個處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷種類不是滿足數(shù)學組合公式，而是最多3種，最少是1種。【解答】解：A、根據(jù)能量守恒得：hν+E1=12解得電離后電子的速度大小為：v=2(hνB、氫原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時，氫原子吸收光子，能級升高，能量增大，其中由于軌道半徑增大，庫侖力對電子做負功，電子動能減小，而其電勢能增大，但動能和電勢能之和即總能量增大，故B錯誤；C、一個處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時最多可輻射出3種不同頻率的光，分別是從n＝4躍遷n＝3，再從n＝3躍遷n＝2，最后從n＝2躍遷n＝1，故C錯誤；D、氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)時吸收能量，不是輻射能量，故D錯誤。故選：A。【點評】解決本題的關鍵知道能級間躍遷時輻射或吸收的光子能量等于兩能級間的能級差，掌握電離的條件，及理解躍遷的種類確定方法，注意大量氫原子與一個氫原子的區(qū)別，及剛好發(fā)生電離時，則電離能與能級的能量之和為零。2．（2025春?大連期中）下列說法正確的是（）A．某黑體在不同溫度下的輻射強度與波長的關系如圖甲所示，則溫度T2＞T1 B．圖乙為α粒子散射實驗，該實驗證明了原子的棗糕模型 C．圖丙為電子通過雙縫發(fā)生干涉的實驗，電子的速率越小，干涉條紋間距越大 D．如圖丁所示，康普頓在研究石墨對射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的射線中，除了與入射波長λ0相同的成分外，還有波長小于λ0的成分【考點】盧瑟福α粒子散射實驗；光的干涉現(xiàn)象；黑體輻射的實驗規(guī)律；康普頓效應的現(xiàn)象及解釋．【專題】定性思想；推理法；原子的核式結構及其組成；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)溫度變化時輻射強度隨波長的變化關系和α粒子的散射實驗、干涉條紋的間距與波長的關系以及物質(zhì)波波長等知識進行分析解答。【解答】解：A.隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有所增加，輻射強度的極大值向波長較小的方向偏移，故T1＞T2，故A錯誤；B.圖乙中的α粒子散射實驗，該實驗證明了原子的核式結構模型，故B錯誤；C.圖丙中，電子的速率越小，電子的動量p越小，根據(jù)λ=hp可知波長越長，干涉條紋間距越大，故D.由于光子與電子碰撞后動量變小，波長變大，即散射的射線中有波長大于λ0的成分，故D錯誤。故選：C。【點評】考查溫度變化時輻射強度隨波長的變化關系和α粒子的散射實驗、干涉條紋的間距與波長的關系以及物質(zhì)波波長等知識，會根據(jù)題意進行準確分析解答。3．（2025?綿陽模擬）如圖所示為氫原子部分能級圖，一個處于n＝1能級的氫原子，當吸收了E＝12.75eV的能量后，釋放光子個數(shù)最多有（）A．2個 B．3個 C．4個 D．5個【考點】分析能級躍遷過程中釋放的光子種類．【專題】定量思想；推理法；原子的能級結構專題；理解能力．【答案】B【分析】先計算氫原子吸收能量后所處的能級，然后根據(jù)躍遷的特點判斷能輻射的光子的種類。【解答】解：一個處于n＝1能級的氫原子，當吸收了E＝12.75eV的能量后的能量值：En＝E1+E＝﹣13.6eV+12.75eV＝﹣0.85eV可知氫原子吸收光子后躍遷到第4能級，一個處于n＝4能級的氫原子，釋放光子個數(shù)最多的情況是n＝4→3→2→1，最多有3種。故B正確，ACD錯誤。故選：B。【點評】解決本題的關鍵知道能級間躍遷吸收和輻射光子的能量等于兩能級間的能級差。4．（2025?山東模擬）在光電效應實驗中，用不同頻率的光照射某金屬，測得遏止電壓U0與入射光頻率ν的關系圖像如圖甲所示。圖乙為氫原子能級圖，現(xiàn)用大量處于第四能級的氫原子躍遷時向外輻射的光照射該金屬，其中從第二能級躍遷到第一能級輻射光的頻率為ν0，電子電荷量為e。下列說法正確的是（）A．普朗克常量h=B．該金屬的逸出功為2eU0 C．該金屬的逸出功為10.2eV D．氫原子輻射的光中，有4種能發(fā)生光電效應【考點】原子能級躍遷與光電效應的結合．【專題】定量思想；方程法；光電效應專題；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν﹣W0；橫軸的截距大小等于截止頻率，逸出功W0＝hν0，根據(jù)玻爾理論進行求解；根據(jù)光電效應的條件判斷。【解答】解：AB、由圖可知，U0為因變量，而普朗克常量與該金屬的逸出功是定值，故AB錯誤；C、U0﹣ν圖像橫軸的截距大小等于截止頻率，則該金屬的逸出功W0＝hν0，氫原子從第二能級躍遷到第一能級輻射光的頻率為ν0，則hν0＝E2﹣E1＝﹣3.4eV+13.6eV＝10.2eV，所以該金屬的逸出功為10.2eV，故C正確；D、大量處于第4能級的氫原子躍遷時向外輻射C42=6種不同頻率的光，但大于等于10.2eV的光只有n＝4→1、n＝3→1和n＝2→1三種，所以氫原子輻射的光中，有3故選：C。【點評】解決本題的關鍵掌握光電效應方程，以及知道逸出功與極限頻率的關系，結合數(shù)學知識即可進行求解。5．（2025?沈陽三模）巴耳末系在可見光區(qū)的四條譜線及相應的氫原子能級圖分別如圖1和圖2所示。譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ按波長依次排列，其中Hα是紅光譜線，則下列說法正確的是（）A．原子內(nèi)部電子的運動是原子發(fā)光的原因 B．Hα對應的光子能量比Hγ對應的光子能量大 C．Hδ可能是氫原子從n＝3能級向n＝2能級躍遷時產(chǎn)生的 D．處于n＝2能級的氫原子能吸收2eV的光子，躍遷到n＝3能級【考點】計算能級躍遷過程吸收或釋放的能量；能量子與量子化現(xiàn)象；分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．【專題】定量思想；方程法；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】A【分析】Hα對應的譜線波長最長，頻率最小，對應的躍遷的能級差最小，躍遷時輻射光子能量最低；這四條譜線對應的光子能量最大的是從n＝6能級向n＝2能級躍遷所釋放的光子；根據(jù)玻爾理論求出其能量值。【解答】解：A、根據(jù)玻爾理論，電子在不同的軌道之間躍遷時，吸收或放出光子，所以原子內(nèi)部電子的運動是原子發(fā)光的原因，故A正確；BC、巴耳末系的Hδ、Hγ、Hβ、Hα這四條譜線是氫原子分別從四個連續(xù)的高能級躍遷到n＝2能級產(chǎn)生的，根據(jù)圖1可知，Hα對應的光子波長比Hγ對應的光子波長長，譜線Hδ的光子波長最短，根據(jù)E＝hν=可知，Hα對應的光子能量比Hγ對應的光子能量小，譜線Hδ的光子能量最大，所以譜線Hδ是氫原子從n＝6能級躍遷到n＝2能級發(fā)出的光子，故BC錯誤；D、若處于n＝2能級的氫原子能吸收2eV的光子，吸收光子后氫原子的能量E＝E2+ΔE＝﹣3.4eV+2eV＝﹣1.4eV﹣1.4eV不是n＝3能級的能量，所以氫原子不能躍遷到n＝3能級，故D錯誤。故選：A。【點評】本題考查了玻爾原子結構模型，掌握原子能級躍遷的條件以及發(fā)生光電效應的條件。6．（2025?豐臺區(qū)二模）氫原子的能級圖如圖所示，現(xiàn)有大量氫原子處于n＝3能級上，下列說法正確的是（）A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子 B．從n＝3能級躍遷到n＝2能級需吸收光子 C．從n＝3能級躍遷到n＝4能級可以吸收0.68eV的能量 D．n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量【考點】計算能級躍遷過程吸收或釋放的能量；原子電離的條件；氫原子能級圖；分析能級躍遷過程中釋放的光子種類．【專題】定量思想；推理法；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】D【分析】一群氫原子，向低能級躍遷時最多發(fā)出的光子種數(shù)為Cn2；利用公式ΔE＝Em﹣E【解答】解：A、有大量氫原子處于n＝3能級上，根據(jù)排列組合公式得：C32=3，可知這些原子躍遷過程中最多可輻射出3B、從n＝3能級躍遷到n＝2能級需放出光子，故B錯誤；C、從n＝3能級躍遷到n＝4能級需要吸收的能量為：ΔE＝E4﹣E3＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51）eV＝0.66eV，故C錯誤；D、n＝3能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量，故D正確。故選：D。【點評】本題考查了氫原子的能級公式和躍遷。軌道量子化和能量量子化是量子力學的基礎，是近代物理學的巨大飛躍，學生要能通過簡單的計算理解其意義。7．（2025春?天心區(qū)校級期中）地鐵車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器主要用于檢測間隙中的異物，防止夾人事故。如圖甲所示的光電傳感器，若光線被擋住，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為2.55eV，可見光光子的能量范圍是1.62～3.11eV，下列說法正確的是（）A．由題述可知光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為12.09eV B．光線發(fā)射器中發(fā)出的光有兩種可見光 C．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時的最大初動能不變，但光電流減小 D．由題述可知，a光為氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出的光【考點】原子能級躍遷與光電效應的結合；光電效應的條件和判斷能否發(fā)生光電效應；愛因斯坦光電效應方程．【專題】定量思想；方程法；光電效應專題；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據(jù)玻爾理論計算出光線發(fā)射器中發(fā)出的光子的能量。結合可見光光子的能量范圍可得光線發(fā)射器中發(fā)出的光有幾種為可見光。根據(jù)愛因斯坦光電效應方程確定光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能。根據(jù)影響遏止電壓的因素確定a光對應的躍遷情況。部分光線被遮擋，不改變光子能量，改不了單位時間內(nèi)打在光電管陰極材料上的光子數(shù)量，根據(jù)影響光電流的因素判斷光電流的變化。【解答】解：AB．光線發(fā)射器中發(fā)出的光子的能量分別為：hν1＝E3﹣E1＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6）eV＝12.09eVhν2＝E2﹣E1＝﹣3.40eV﹣（﹣13.6）eV＝10.2eVhν3＝E3﹣E2＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40）eV＝1.89eV已知可見光光子的能量范圍是1.62～3.11eV，可得光線發(fā)射器中發(fā)出的光有一種為可見光。根據(jù)愛因斯坦光電效應方程：hν﹣W0＝Ek可得光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能為：Ekm＝hν1﹣W0＝12.09eV﹣2.55eV＝9.54eV，故AB錯誤；C．部分光線被遮擋，不改變光子能量，則光電子飛出陰極時的最大初動能不變。因為光子數(shù)量減少，則光電子數(shù)量減小，光電流減小，故C正確；D．能量為hν1和hν2的光子可以使光電管陰極材料發(fā)生光電效應。由圖丙可知，a光遏止電壓Uc1小于b光遏止電壓Uc2，由動能定理得：eUc＝Ek，結合愛因斯坦光電效應方程可得a光光子能量小于b光的，則a光光子能量為hν2，可知a光為氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出的光，故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查了原子能級躍遷與光電效應現(xiàn)象，掌握愛因斯坦光電效應、影響遏止電壓的因素，以及原子能級躍遷過程吸收或釋放能量的計算。二．多選題（共3小題）（多選）8．（2025春?大連期中）玻爾的原子模型中，氫原子基態(tài)的能量為E1＝﹣13.6eV，處于n能級的氫原子能量為En=1n2E1。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為﹣0.9375E1，已知普朗克常量h＝6.6×10﹣34J?s，電子所帶電量e＝1.6×A．這些氫原子可能發(fā)出能量為0.64eV的光子 B．這些氫原子最多可以發(fā)出6種不同頻率的光子 C．用4×1015Hz的光子照射氫原子，可以使處于基態(tài)的氫原子電離 D．這些氫原子放出光子后，核外電子運動的動能將變大【考點】計算能級躍遷過程吸收或釋放的能量；原子電離的條件；玻爾原子理論的基本假設；分析能級躍遷過程中釋放的光子種類．【專題】定量思想；方程法；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】BCD【分析】能級間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩能級間的能級差，由此判斷出開始時氫原子所處激發(fā)態(tài)的能級，再根據(jù)數(shù)學方法判斷出最多可以發(fā)出幾種不同頻率的光子；求出4×1015Hz的電磁波的能量值，判斷能否使處于基態(tài)的氫原子電離；根據(jù)軌道半徑的變化，結合庫侖力提供向心力判斷電子動能的變化。【解答】解：氫原子基態(tài)的能量為E1＝﹣13.6eV，大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為﹣0.9375E1，則有ΔE＝﹣0.9375E1＝En﹣E1，解得En＝0.0625E1=根據(jù)E可知氫原子沒輻射光子前處于n＝4能級。A、大量n＝4能級的氫原子向低能級躍遷，發(fā)出的光子能量最小為Emin＝E4﹣E3＝﹣0.85eV+1.51eV＝0.66eV，不可能發(fā)出能量為0.64eV的光子，故A錯誤；B、這些氫原子最多可以發(fā)出C42=6C、4×1015Hz的電磁波具有的能量E＝hν＝6.6×10﹣34×4×1015J＝26.4×10﹣19J≈16.5eV＞13.6eV，故用4×1015Hz的電磁波照射氫原子，可以使處于基態(tài)的氫原子電離，故C正確；D、氫原子放出光子后，電子的軌道半徑減小，根據(jù)庫侖力提供向心力可得ke2r2=故選：BCD。【點評】解決本題的關鍵知道是光子能量與能級差的關系，即Em﹣En＝hν，并學會判定躍遷過程中，動能與電勢能如何變化。（多選）9．（2025春?沈陽期中）如圖所示，甲為演示光電效應的實驗裝置，乙圖為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線，丙圖為氫原子的能級圖，如表給出了幾種金屬的逸出功和極限頻率關系。以下說法正確的是（）幾種金屬的逸出功和極限頻率金屬W/eVν/1014Hz鈉2.295.33鉀2.255.44銣2.135.15A．若b光為黃光，c光可能是紫光 B．圖甲所示的光電效應實驗裝置所加的是反向電壓，由此可測得Ucl，Uc2 C．若b光光子能量為0.66eV，照射某一個處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產(chǎn)生6種不同頻率的光 D．若用能使金屬銣發(fā)生光電效應的光，用它直接照射處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以直接使該氫原子電離【考點】原子能級躍遷與光電效應的結合；原子電離的條件；用光電管研究光電效應；光電流與電壓的關系圖像；分析能級躍遷過程中釋放的光子種類．【專題】定量思想；推理法；光電效應專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】根據(jù)光電效應的規(guī)律及方程逐項分析。【解答】解：A、由乙圖可知c光的遏止電壓大于b光的遏止電壓，所以c光的頻率大于b光的頻率。若b光為黃光，c光頻率比黃光高，可能是紫光，故A正確；B.圖甲所示的光電效應實驗裝置所加的是正向電壓，不能測得Uc1，Uc2，故B錯誤；C.若b光光子能量為0.66eV，照射某一個處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，根據(jù)﹣1.51eV+0.66eV＝﹣0.85eV氫原子吸收b光光子的能量，躍遷至n＝4激發(fā)態(tài)，一個處于n＝4激發(fā)態(tài)氫原子向低能級躍遷最多可產(chǎn)生3種不同頻率的光，故C錯誤；D.若用能使金屬銣發(fā)生光電效應的光，根據(jù)光電效應方程有Ek＝hν﹣W0＝hν﹣2.13eV＞0則光子的能量大于2.13eV，處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，該氫原子發(fā)生電離的能量為1.51eV，故用能使金屬銣發(fā)生光電效應的光直接照射處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以直接使該氫原子電離，故D正確。故選：AD。【點評】考查對光電效應規(guī)律、玻爾的原子模型的理解，熟記公式。（多選）10．（2025?景德鎮(zhèn)模擬）如圖所示，圖甲為氫原子的能級圖，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中巴耳末系中頻率最高的光子照射到圖乙電路中光電管陰極K上時，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）A．光電管陰極K金屬材料的逸出功為1.5eV B．若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源左側為正極 C．若用兩束強度相同的不同顏色的光照射圖乙中的光電管K極，頻率高的飽和電流小 D．氫原子從n＝5能級躍遷到n＝3能級時，氫原子能量減小，核外電子動能也減小【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）；愛因斯坦光電效應方程．【專題】定量思想；推理法；光電效應專題；推理論證能力．【答案】BC【分析】由丙圖可知遏止電壓為1.5V，可得光電子的最大初動能，結合光電效應方程可得逸出功，調(diào)節(jié)滑片使光電流為零，需要施加反向電壓，頻率高的光子對應較大能量，光子數(shù)少，飽和電流小，躍遷到低能級，電子勢能減小，動能增加。【解答】解：A．巴耳末系中頻率最高的光子，由處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到n＝2時發(fā)出，光子對應的能量為E＝hν＝（﹣0.54eV）﹣（﹣3.40eV）＝2.86eV由丙圖可知遏止電壓為1.5V，光電子的最大初動能為Ek＝eUc由光電效應方程可得Ek＝hν﹣W0解得光電管陰極K金屬材料的逸出功為W0＝1.36eV，故A錯誤；B．若調(diào)節(jié)滑片使光電流為零，需要施加反向電壓，即電源左側應該為正極，故B正確；C．若用兩束強度相同的不同顏色的光照射，單位時間內(nèi)發(fā)射光子數(shù)是不一樣的，頻率高的光子對應較大能量，光子數(shù)少，飽和電流小，故C正確；D．氫原子從n＝5能級躍遷到n＝3能級時，氫原子能量減小，庫侖力做正功，核外電子動能增加，故D錯誤。故選：BC。【點評】本題綜合考查光電效應中的逸出功、遏止電壓、光電管電路，以及玻爾理論中的原子躍遷。掌握相關規(guī)律，是作答此類問題的關鍵。三．填空題（共3小題）11．（2025?福建模擬）一群處于n＝4能級上的氫原子，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出6種不同頻率的光，其中最小頻率為1.6×1014Hz（保留2位有效數(shù)字）。【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．【專題】定量思想；推理法；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】6；1.6×1014【分析】根據(jù)Cn2求出氫原子發(fā)出光子的種數(shù)；根據(jù)hν＝Em﹣E【解答】解：一群處于n＝4能級上的氫原子，躍遷到基態(tài)最多能發(fā)出C4種不同頻率的光；從n＝4能級躍遷到n＝3能級發(fā)出的光能量最小，為E＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51）eV＝0.66eV根據(jù)E＝hν其中e＝1.6×10﹣19Ch＝6.6×10﹣34J?s代入數(shù)據(jù)可得ν≈1.6×1014Hz。故答案為：6；1.6×1014【點評】本題考查對玻爾理論的理解和應用能力，關鍵抓住輻射的光子能量與能級差之間的關系。12．（2025?福建模擬）1897年，湯姆孫利用如圖所示的實驗裝置巧妙地測得陰極射線的速度。當對平行電極板M1、M2加上如圖所示的電壓U時，發(fā)現(xiàn)陰極射線打到熒光屏上的P點：在平行極板區(qū)域再加一磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里（選填“外”或“里”）的磁場，可使陰極射線沿直線打到熒光屏上的A點。已知M1、M2板間距離為d，則打到熒光屏上A點的陰極射線速度為UBd【考點】陰極射線與陰極射線管的應用；左手定則判斷洛倫茲力的方向；帶電粒子由電場進入磁場中的運動．【專題】定量思想；方程法；帶電粒子在磁場中的運動專題；理解能力．【答案】里；UBd【分析】題目中提到的實驗裝置與示例一中的陰極射線管實驗相似，但要求我們確定磁場的方向以及計算電子的速度。根據(jù)題目描述，當僅施加電場時，電子偏轉到熒光屏上的P點，而當同時施加電場和磁場時，電子沿直線運動到熒光屏上的A點。這意味著電子受到的電場力和洛倫茲力相互抵消，從而保持直線運動。【解答】解：電子受到豎直向上的電場力向上偏，根據(jù)左手定則判斷當加上垂直紙面向里的磁場，會受到豎直向下的洛倫茲力，當受力平衡時才能沿直線打到A點，故方向垂直紙面向里；由qE＝qvB而E=聯(lián)立解得陰極射線的速度v=故答案為：里；UBd【點評】本題的關鍵在于理解電子在電場和磁場中的運動規(guī)律，以及如何利用這些規(guī)律來確定磁場方向和計算電子速度。通過分析電子在電場和磁場中的受力情況，我們可以確定磁場的方向，并利用電場力和洛倫茲力的平衡關系來計算電子的速度。這種分析方法在解決涉及帶電粒子在復合場中運動的問題時非常有用。13．（2024?龍巖三模）光電管中金屬材料的極限波長為λ0，現(xiàn)用一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時發(fā)出的光照射該光電管，只有一種頻率的光能發(fā)生光電效應，其頻率為ν，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，則用該光照射時光電子的最大初動能為hν-hcλ0，氫原子基態(tài)能量為【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．【專題】定量思想；推理法；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】hν-h【分析】根據(jù)光電效應方程求出光電子的最大初動能，根據(jù)釋放的能量等于兩能級間的能級差，求出該原子處于基態(tài)時原子的能量。【解答】解：根據(jù)光電效應方程有Ekmax＝hν﹣W0其中逸出功為W0解得Ekmax一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時發(fā)出的光照射該光電管，只有一種頻率的光能發(fā)生光電效應，可知，該光子為4能級躍遷至基態(tài)時輻射的光子，根據(jù)玻爾理論有hν＝E4﹣E1其中E4解得E1故答案為：hν-h【點評】本題考查了光電效應方程和能級躍遷的綜合運用，知道能級躍遷時輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，掌握光電效應方程，并能靈活運用。四．解答題（共2小題）14．（2025春?如東縣期中）氫原子能級圖如圖甲所示，已知可見光光子的能量范圍為1.61～3.11eV，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J?s，電子電荷量e＝1.60×10﹣19C，保留三位有效數(shù)字。求：（1）從n＝4躍遷到n＝2放出的光子能量；（2）為使大量處于基態(tài)的氫原子躍遷后能發(fā)出可見光，照射光的最低頻率；（3）若基態(tài)氫原子受激發(fā)射出6條光譜線，是由于運動的氫原子a與靜止的氫原子b碰撞導致，如圖乙所示，求氫原子a的最小動能Ek。【考點】分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）；動量守恒與能量守恒共同解決實際問題．【專題】定量思想；推理法；原子的能級結構專題；推理論證能力．【答案】（1）從n＝4躍遷到n＝2放出的光子能量等于2.55eV；（2）為使大量處于基態(tài)的氫原子躍遷后能發(fā)出可見光，照射光的最低頻率等于2.92×1015Hz；（3）氫原子a的最小動能等于25.5eV。【分析】（1）根據(jù)能級間躍遷釋放或吸收的光子能量等于兩能級間的能級差求解；（2）求出入射光的最低能量，根據(jù)E＝hν求解照射光的最低頻率；（3）氫原子a與氫原子b發(fā)生完全非彈性碰撞時，系統(tǒng)損失的動能最大，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律分析出氫原子的最小動能。【解答】解：（1）如圖，當n＝2時有E2＝﹣3.4eV當n＝4時有E4＝﹣0.85eV則ΔE＝E4﹣E2＝﹣0.85﹣（﹣3.4）eV＝2.55eV（2）由（1）同理可以判斷當從n＝3躍遷到n＝2時放出的能量ΔE′＝1.89eV在可見光范圍入射光的能量至少為Emin＝E3﹣E1＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6）eV＝12.09eV又E＝hν，解得ν＝2.92×1015Hz（3）令氫原子a的初速度為v0，則有E氫原子a與氫原子b發(fā)生完全非彈性碰撞時，系統(tǒng)損失的動能最大根據(jù)動量守恒可得mv0＝2mv由能量守恒有Δ又ΔE損＝E4﹣E1＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6）eV＝12.75eV聯(lián)立解得Ek＝25.5eV答：（1）從n＝4躍遷到n＝2放出的光子能量等于2.55eV；（2）為使大量處于基態(tài)的氫原子躍遷后能發(fā)出可見光，照射光的最低頻率等于2.92×1015Hz；（3）氫原子a的最小動能等于25.5eV。【點評】該題考查氫原子的能級公式與躍遷，解決本題的關鍵知道能級躍遷所滿足的規(guī)律，能級的躍遷滿足hν＝Em﹣En，能靈活運用。15．（2025?閔行區(qū)二模）天體運動和地面物體運動規(guī)律相似，微觀世界和宏觀世界的物理規(guī)律有相似之處，引力場和電場也相似，請在比較之中找到相似之奇妙。（1）德國天文學家開普勒研究發(fā)現(xiàn)行星的運動具有相似性，并將其總結為開普勒行星運動定律。牛頓認為天體運動和地面物體運動規(guī)律相似，在開普勒行星運動定律的基礎上，推演得到了萬有引力定律。①理論和實踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運動，而且適用于一切天體運動。若研究地球的衛(wèi)星運動，開普勒第三定律公式a3T2=k中的k與什么有關系A.衛(wèi)星質(zhì)量B.地球質(zhì)量C.太陽質(zhì)量②（論述）請論述據(jù)開普勒定律和牛頓定律得到萬有引力定律的過程。（2）靜電場和引力場有許多相似之處。類比電場強度和電勢的定義，已知引力常量為G，質(zhì)量為M的質(zhì)點產(chǎn)生的引力場中，與之相距r的地方引力場強度EG＝GMr2；引力勢φG＝-（3）原子的核式結構模型有些類似太陽系，原子核猶如太陽，電子猶如行星，所以也被稱為原子的“行星模型”。①類比太陽系，以無窮遠處為零勢能面，氫原子中電子與氫原子核間靜電相互作用的電勢能為B。（k為靜電力常量，r為電子軌道半徑）A.keB.﹣keC.keD.﹣ke②氫原子的核外電子吸收電磁波從一個軌道躍遷至另一軌道，關于電子繞核運動的動能，原子的電勢能，以及動能和電勢能的總和說法正確的是C。A.動能增大，電勢能減小，總和不變B.動能減小，電勢能增大，總和不變C.動能減小，電勢能增大，總和增大（4）（多選）如圖為氫原子在可見光區(qū)的四條譜線Hα、Hβ、Hγ、Hδ。對于四條譜線，下列說法中正確的是ACD。A.在同一介質(zhì)中，Hα的速度最大B.由同一介質(zhì)射入空氣，Hα的臨界角最小C.Hα更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D.Hα對應的光子動量最小（5）（計算）為解釋氫原子光譜，玻爾在“行星模型”的基礎上，引入量子化的概念，認為原子只能處于不連續(xù)的軌道和能量狀態(tài)中。已知氫原子核外電子第1條（量子數(shù)n＝1）軌道半徑r1＝5.3×10﹣11m，普朗克常量h＝6.626×10﹣34J?s，求它從量子數(shù)n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，向外輻射的電磁波的波長。（結果保留3位有效數(shù)字）【考點】玻爾原子理論的基本假設；萬有引力定律的內(nèi)容、推導及適用范圍；動量定理的內(nèi)容和應用；能量子與量子化現(xiàn)象；原子核的電荷與尺度．【專題】定量思想；推理法；原子的能級結構專題；理解能力．【答案】（1）①B，②見解答，（2）GMr2，-GMr，（3）①B，②C，（4）【分析】（1）太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動需要的向心力，根據(jù)開普勒周期定律可以推導出太陽對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比，再根據(jù)牛頓第三定律，行星吸引太陽的力跟太陽吸引行星的力大小相等并且具有相同的性質(zhì)，即行星對太陽的吸引力也應該和太陽的質(zhì)量成正比；（2）引力場與電場之間有許多相似的性質(zhì)，通過與電場強度定義式類比，得出反映該點引力場強弱的引力場強度；（3）根據(jù)萬有引力表達式、引力勢能表達式、庫侖力表達式，類比得出引力勢能表達式；（4）分別根據(jù)v=cn、sinC=【解答】解：（1）①根據(jù)開普勒第三定律可知，式中的k只與中心天體的質(zhì)量有關，即與地球的質(zhì)量有關，故B正確，AC錯誤。故選：B。②設行星的質(zhì)量為m，速度為v，行星到太陽距離為r，則行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力F=又行星運動速度v和周期T的關系v=代入向心力公式得F=4根據(jù)開普勒行星運動的規(guī)律r3得出結論：行星和太陽之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比，即F∝m根據(jù)牛頓第三定律，行星吸引太陽的力跟太陽吸引行星的力大小相等并且具有相同的性質(zhì)，即行星對太陽的吸引力也應該和太陽的質(zhì)量成正比。用M表示太陽的質(zhì)量，F(xiàn)′表示行星對太陽的吸引力F′∝M且F＝F′可得F∝即F=（2）由于點電荷電場強度大小關系為kQr2，對應到引力場應為EG=GMr2；根據(jù)電勢能與電勢對應關系Ep＝φq可推斷引力勢能與引力勢的對應關系（3）①萬有引力表達式F萬引力勢能表達式Ep電子與氫原子核間靜電相互作用表達式F庫則類比引力勢能公式，可得電子與氫原子核間靜電相互作用的電勢能公式為Ep故B正確，ACD錯誤。②根據(jù)玻爾理論，原子吸收光子后，原子的總能量增加，核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道，核外電子做圓周運動的向心力由庫侖力提供，電子與原子核距離變大，則庫侖力變小，即向心力變小，則速度變小，即動能變小，躍遷到較遠軌道時庫侖力做負功，則電勢能增加，故C正確，AB錯誤。故選：C。（4）A、由圖可知，Hα的波長最長，頻率最小，折射率最小，根據(jù)v=cn可知，HαB、Hα的折射率最小，根據(jù)sinC=1nC、由圖可知，Hα的波長最長，所以Hα更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C正確；D、根據(jù)p=hλ可知，Hα的波長最長，所以Hα故選：ACD。（5）對核外電子，根據(jù)牛頓第二定律可得ke結合動能公式EkEk類比引力勢能Ep所以，電子的能量為E=則氫原子核外電子第1條（量子數(shù)n＝1）的電子能量為E1氫原子核外電子第n條的電子能量為En所以，氫原子核外電子第2條（量子數(shù)n＝2）的電子能量為E2電子從量子數(shù)n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，釋放的能量，即向外輻射的電磁波的能量為?＝E2﹣E1其中，又因為?＝hν=h聯(lián)立，解得λ＝122nm故答案為：（1）①B，②見解答，（2）GMr2，-GMr，（3）①B，②C，（4）【點評】本題考查了推理能力，考查原子核式結構模型量子化問題，理解題意應用類比，正確應用物理規(guī)律進行推導。

考點卡片1．萬有引力定律的內(nèi)容、推導及適用范圍【知識點的認識】1.定義：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方程反比。即F=2.對表達式F=（1）引力常量G＝6.67×10﹣11N?m2/kg2；其物理意義為：引力常量在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的質(zhì)點相距1m時的相互吸引力。（2）公式中的r是兩個質(zhì)點間的距離，對于質(zhì)量均勻分布的球體，就是兩個球心間的距離。3.F=（1）萬有引力定律的公式適用于計算質(zhì)點間的相互作用，當兩個物體間的距離比物體本身大得多時，可用此公式近似計算兩個物體間的萬有引力。（2）質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用力，可用此公式計算，式中r是兩個球體球心間的距離。（3）一個均勻球體與球外一個質(zhì)點的萬有引力也可用此公式計算，式中的r是球體的球心到質(zhì)點的距離。4.萬有引力的四個特性【命題方向】對于萬有引力定律的表達式F＝Gm1A.公式中G為引力常量，與兩個物體的質(zhì)量無關B.當r趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大C.m1與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反是一對平衡力D.m1與m2受到的引力大小總是相等的，而與m1、m2是否相等無關定義：利用萬有引力定律解題時，要注意以下三點：（1）理解萬有引力定律的內(nèi)容和適用范圍，（2）知道萬有引力不是什么特殊的一種力，它同樣滿足牛頓運動定律，（3）明確公式中各物理量的含義及公式的使用方法。解答：A、公式中的G為比例系數(shù)，稱作引力常量，與兩個物體的質(zhì)量無關，故A正確；B、當兩物體表面距離r越來越小，直至趨近于零時，物體不能再看作質(zhì)點，表達式F＝Gm1m2CD、m1與m2受到彼此的引力為作用力與反作用力，此二力總是大小相等、方向相反，與m1、m2是否相等無關，故C錯誤，D正確。故選：AD。點評：本題考查萬有引力的應用，注意r趨近于零時，物體不能再看作質(zhì)點。【解題思路點撥】對有引力定律的兩點說明：（1）任何兩個物體間都存在著萬有引力，只有質(zhì)點間或能看成質(zhì)點的物體間的引力才可以應用公式F＝Gm1（2）萬有引力與距離的平方成反比，而引力常量又極小，故一般物體間的萬有引力是極小的，受力分析時可忽略。2．動量定理的內(nèi)容和應用【知識點的認識】1．內(nèi)容：物體在一個過程始末的動量變化量等于它在這個過程中所受力的沖量．2．表達式：p′﹣p＝I或mv﹣mv0＝Ft．3．用動量概念表示牛頓第二定律：由mv﹣mv0＝Ft，得到F=mv-mv0【命題方向】籃球運動員通常要伸出兩臂迎接傳來的籃球，接球時，兩臂隨球迅速收縮至胸前，這樣可以（）A、減小籃球?qū)κ值臎_量B、減小籃球?qū)θ说臎_擊力C、減小籃球的動量變化量D、增大籃球的動量變化量分析：分析接球的動作，先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球引至胸前，這樣可以增加球與手接觸的時間，根據(jù)動量定理即可分析。解答：A、先伸出兩臂迎接，手接觸到球后，兩臂隨球引至胸前，這樣可以增加球與手接觸的時間，根據(jù)動量定理得：﹣Ft＝0﹣mv，解得：F=mvt，當時間增大時，作用力就減小，而沖量和動量的變化量都不變，故A錯誤C、運動員接球過程，球的末動量為零，球的初動量一定，則球的動量的變化量一定，故CD錯誤。故選：B。點評：本題主要考查了動量定理的直接應用，應用動量定理可以解題，解題時要注意，接球過程球的動量變化量一定，球與手受到的沖量一定，球動量的變化量與沖量不會因如何接球而改變。【解題方法點撥】1．動量、動量的變化量、沖量、力都是矢量．解題時，先要規(guī)定正方向，與正方向相反的，要取負值．2．恒力的沖量用恒力與力的作用時間的乘積表示，變力的沖量計算，要看題目條件確定．如果力隨時間均勻變化，可取平均力代入公式求出；力不隨時間均勻變化，就用I表示這個力的沖量，用其它方法間接求出．3．只要涉及了力F和力的作用時間t，用牛頓第二定律能解答的問題、用動量定理也能解答，而用動量定理解題，更簡捷．3．動量守恒與能量守恒共同解決實際問題【知識點的認識】動量守恒定律與能量守恒定律的綜合應用有很多，我們將板塊模型、子彈打木塊以及彈簧類模型單獨分了出來仍遠遠不夠，其他的綜合應用暫時歸類于此。例如多種因素共存的動量和能量的綜合應用、有電場存在的綜合應用等等。【命題方向】如圖所示為某種彈射裝置的示意圖，光滑的水平導軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長度L＝4.0m，皮帶輪沿順時針方向轉動，帶動皮帶以恒定速率v＝3.0m/s勻速傳動。三個質(zhì)量均為m＝1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導軌上，開始時滑塊B、C之間用細繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，處于靜止狀態(tài)。滑塊A以初速度v0＝2.0m/s沿B、C連線方向向B運動，A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時間極短。連接B、C的細繩受擾動而突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離。滑塊C脫離彈簧后以速度vC＝2.0m/s滑上傳送帶，并從右端滑出落至地面上的P點。已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，重力加速度g取10m/s2．求：（1）滑塊C從傳送帶右端滑出時的速度大小；（2）滑塊B、C用細繩相連時彈簧的彈性勢能Ep；（3）若每次實驗開始時彈簧的壓縮情況相同，要使滑塊C總能落至P點，則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值vm是多少？分析：本題主要考查以下知識點：碰撞中的動量守恒，碰撞中的能量守恒以及物體在傳送帶上的減速運動，涉及平拋的基本知識。（1）碰撞前后系統(tǒng)的動量保持不變，這是動量守恒定律（2）彈性碰撞中在滿足動量守恒的同時還滿足機械能守恒及碰撞中的能量保持不變；本題中AB碰撞后在彈簧伸開的過程中同時滿足動量守恒和機械能守恒。（3）物體滑上傳送帶后，如果物體的速度大于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做減速運動，減速運動持續(xù)到物體到達傳送帶的另一端或速度降為和傳送帶同速時止，解題時要注意判斷；如果物體的速度小于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做勻加速運動，加速運動持續(xù)到物體到達傳送帶的另一端或速度加到與傳送帶同速時止，解題時同樣要注意判斷。（4）物體做平拋的射程與拋體的高度和初速度共同決定，要使C物體總能落到P點，在高度一定的情況下，即物體做平拋的初速度相等也就是物體到達C端時的速度相等（此為隱含條件）。解答：（1）滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運動，設滑塊C從滑上傳送帶到速度達到傳送帶的速度v所用的時間為t，加速度大小為a，在時間t內(nèi)滑塊C的位移為x。根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式μmg＝mav＝vC+atx=代入數(shù)據(jù)可得x＝1.25m∵x＝1.25m＜L∴滑塊C在傳送帶上先加速，達到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運動，并從右端滑出，則滑塊C從傳送帶右端滑出時的速度為v＝3.0m/s（2）設A、B碰撞后的速度為v1，A、B與C分離時的速度為v2，由動量守恒定律mAv0＝（mA+mB）v1（mA+mB）v1＝（mA+mB）v2+mCvCAB碰撞后，彈簧伸開的過程系統(tǒng)能量守恒∴E代入數(shù)據(jù)可解得：EP＝1.0J（3）在題設條件下，若滑塊A在碰撞前速度有最大值，則碰撞后滑塊C的速度有最大值，它減速運動到傳送帶右端時，速度應當恰好等于傳遞帶的速度v。設A與B碰撞后的速度為v1′，分離后A與B的速度為v2′，滑塊C的速度為vc′，根據(jù)動量守恒定律可得：AB碰撞時：mAvm＝（mA+mB）v1′（1）彈簧伸開時：（mA+mB）v1′＝mcvC′+（mA+mB）v2′（2）在彈簧伸開的過程中，系統(tǒng)能量守恒：則EP+12∵C在傳送帶上做勻減速運動的末速度為v＝3m/s，加速度大小為2m/s2∴由運動學公式v2_vc′2＝2（﹣a）L得vC′＝5m/s（4）代入數(shù)據(jù)聯(lián)列方程（1）（2）（3）（4）可得vm＝7.1m/s點評：本題著重考查碰撞中的動量守恒和能量守恒問題，同時借助傳送帶考查到物體在恒定摩擦力作用下的勻減速運動，還需用到平拋的基本知識，這是力學中的一道知識點比較多的綜合題，學生在所涉及的知識點中若存在相關知識缺陷，則拿全分的幾率將大大減小。【解題思路點撥】1．應用動量守恒定律的解題步驟：（1）明確研究對象（系統(tǒng)包括哪幾個物體及研究的過程）；（2）進行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒（或某一方向上是否守恒）；（3）規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動量；（4）由動量守恒定律列式求解；（5）必要時進行討論．2．解決動量守恒中的臨界問題應把握以下兩點：（1）尋找臨界狀態(tài)：題設情境中看是否有相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開始反向運動等臨界狀態(tài)．（2）挖掘臨界條件：在與動量相關的臨界問題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度關系與相對位移關系，即速度相等或位移相等．正確把握以上兩點是求解這類問題的關鍵．3．綜合應用動量觀點和能量觀點4．動量觀點和能量觀點：這兩個觀點研究的是物體或系統(tǒng)運動變化所經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變，不對過程變化的細節(jié)作深入的研究，而只關心運動狀態(tài)變化的結果及引起變化的原因，簡單地說，只要求知道過程的始末狀態(tài)動量、動能和力在過程中所做的功，即可對問題求解．5．利用動量觀點和能量觀點解題應注意下列問題：（1）動量守恒定律是矢量表達式，還可寫出分量表達式；而動能定理和能量守恒定律是標量表達式，無分量表達式．（2）動量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的規(guī)律，它們研究的是物體系，在力學中解題時必須注意動量守恒條件及機械能守恒條件．在應用這兩個規(guī)律時，當確定了研究對象及運動狀態(tài)的變化過程后，根據(jù)問題的已知條件和求解的未知量，選擇研究的兩個狀態(tài)列方程求解．（3）中學階段凡可用力和運動解決的問題，若用動量觀點或能量觀點求解，一般比用力和運動的觀點簡便．4．左手定則判斷洛倫茲力的方向【知識點的認識】1.左手定則的內(nèi)容：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向（如下圖）。負電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。2.洛倫茲力的方向垂直于磁場方向和電荷運動方向決定的平面。【命題方向】如圖所示，重力不計的帶正電粒子水平向右進入勻強磁場，對該帶電粒子進入磁場后的運動情況，下列判斷正確的是（）A、粒子向上偏轉B、粒子向下偏轉C、粒子不偏轉D、粒子很快停止運動分析：帶電粒子在磁場中運動，才受到洛倫茲力作用而發(fā)生偏轉．由左手定則可確定洛倫茲力的方向，再根據(jù)運動與力的關系可確定運動軌跡．解答：帶正電粒子垂直進入勻強磁場中，受到垂直向上的洛倫茲力作用，從而使粒子向上偏轉。故選：A。點評：電荷在磁場中靜止，則一定沒有磁場力，而電荷在磁場中運動，才可能有洛倫茲力，當運動方向與磁場垂直時，洛倫茲力最大．【解題思路點撥】洛倫茲力的方向（1）f⊥B，f⊥v，f垂直于B、v共同確定的平面，但B與v不一定垂直。（2）洛倫茲力的方向隨電荷運動方向的變化而變化。但無論怎么變化，洛倫茲力都與運動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運動方向，不改變電荷的速度大小。5．帶電粒子由電場進入磁場中的運動【知識點的認識】1.帶電粒子在電場、磁場組合場中的運動是指粒子從電場到磁場，或從磁場到電場的運動。通常按時間的先后順序分成若干個小過程，在每一運動過程中從粒子的受力性質(zhì)、受力方向和速度方向的關系入手，分析運動性質(zhì)。2.一般的分析思路為：（1）劃分過程：將粒子運動的過程劃分為幾個不同的階段，對不同的階段選取相應的規(guī)律處理。（2）找關鍵：確定帶電粒子在場區(qū)邊界的速度（包括大小和方向）是解決該類問題的關鍵，（3）畫運動軌跡：根據(jù)受力分析和運動分析大致畫出粒子的運動軌跡圖，有利于形象、直觀地解決問題。3.本考點旨在針對粒子從電場進入磁場的情況。【命題方向】如圖所示，直角坐標系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負方向的勻強電場，在第Ⅱ象限中存在垂直紙面向外的勻強磁場。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，在﹣x軸上的點a以速率v0，方向和﹣x軸方向成60°射入磁場，然后經(jīng)過y軸上y＝L處的b點垂直于y軸方向進入電場，并經(jīng)過x軸上x＝2L處的c點。不計重力。求：（1）磁感應強度B的大小；（2）電場強度E的大小；（3）粒子在磁場和電場中的運動時間之比。分析：（1）由幾何知識求出粒子的軌道半徑，然后由牛頓第二定律求出磁感應強度大小。（2）粒子在電場中做類平拋運動，由類平拋運動規(guī)律求出電場強度大小。（3）求出粒子在磁場中的運動時間與在電場中的運動時間，然后求出時間之比。解答：（1）粒子的運動軌跡如圖所示：由幾何知識可得：r+rsin30°＝L，粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑：r=23粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qv0B＝mv0解得：B=3（2）粒子在電場中做類平拋運動，水平方向：2L＝v0t，豎直方向：L=12at2=1解得：E=m（3）粒子在磁場中做圓周運動的周期：T=2由幾何知識可知，粒子在磁場中轉過的圓心角：θ＝180°﹣60°＝120°，粒子在磁場中做圓周運動的時間：t1=θ360°T粒子在電場中的運動時間：t2=2粒子在磁場和電場中的運動時間之比：t1答：（1）磁感應強度B的大小為3m（2）電場強度E的大小為mv（3）粒子在磁場和電場中的運動時間之比為2π點評：本題考查了粒子在磁場與電場中的運動，分析清楚粒子的運動過程、應用牛頓第二定律與類平拋運動規(guī)律、粒子做圓周運動的周期公式即可正確解題，解題時要注意數(shù)學知識的應用。【解題思路點撥】解決帶電粒子在組合場中的運動問題的方法6．光的干涉現(xiàn)象【知識點的認識】1.光的干涉現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：光的干涉現(xiàn)象是波動獨有的特征，如果光真的是一種波，就必然會觀察到光的干涉現(xiàn)象。1801年，英國物理學家托馬斯?楊（1773—1829）在實驗室里成功地觀察到了光的干涉。2.光的干涉現(xiàn)象的定義：兩列或幾列光波在空間相遇時相互疊加，在某些區(qū)域始終加強，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強弱分布的現(xiàn)象，證實了光具有波動性。3.光的干涉現(xiàn)象的意義：光能發(fā)生干涉現(xiàn)象說明光是一種波。【命題方向】下列幾種應用或技術中，用到光的干涉原理的是（）A、照相機鏡頭上的增透膜B、透過羽毛看到白熾燈呈現(xiàn)彩色C、在磨制平面時，檢查加工表面的平整度D、在醫(yī)療中用X射線進行透視分析：波的干涉則是兩列頻率完全相同的波相互疊加時，會出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象．而波的衍射則是能繞過阻礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象．解答：A、照相機鏡頭上的增透膜，利用薄膜得到頻率相同的兩列光波，進行相互疊加，出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，故A正確；B、透過羽毛看到白熾燈呈現(xiàn)彩色，這是單縫衍射現(xiàn)象，故B錯誤；C、在磨制平面時，檢查加工表面的平整度，這是利用磨制平面與標準平面形成頻率相同的兩列光波，相互疊加進行干涉，從而由明暗條紋的平行性，來確定加工表面的平整度，故C正確；D、在醫(yī)療中用X射線進行透視，則是利用X射線的穿透性。故D錯誤；故選：AC。點評：干涉與衍射均是波的特性，穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象必須是頻率完全相同，而明顯的衍射現(xiàn)象必須是波長比阻礙物尺寸大得多或相差不大．而在干涉圖樣中，振動加強區(qū)位移時大時小．【解題思路點撥】高中階段主要介紹光的雙縫干涉和薄膜干涉，光的干涉現(xiàn)象再生產(chǎn)和生活中都有廣泛的應用。7．黑體輻射的實驗規(guī)律【知識點的認識】1.黑體：能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。2.黑體輻射：黑體向外輻射電磁波的的現(xiàn)象。3.黑體輻射的實驗規(guī)律（如圖示）①隨著溫度的升高，各種波長的電磁波的輻射強度都有增加。②輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。4.對黑體的理解（1）絕對的黑體實際上是不存在的，但可以用某裝置近似地代替。如圖所示，如果在一個空腔壁上開一個小孔，那么射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出，這個小孔就成了一個絕對黑體。（2）黑體不一定是黑的，只有當自身輻射的可見光非常微弱時看上去才是黑的；有些可看作黑體的物體由于有較強的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔。一些發(fā)光的物體（如太陽、白熾燈的燈絲）也被當作黑體來處理。5.一般物體與黑體的比較【命題方向】下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是（）A.B.C.D.分析：要理解黑體輻射的規(guī)律：溫度越高，輻射越強越大，溫度越高，輻射的電磁波的波長越短。解答：BD、黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射越強越大，故B、D錯誤。AC、黑體輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時，主要以不可見的紅外光進行輻射，在500℃以至更高的溫度時，則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射。即溫度越高，輻射的電磁波的波長越短，故C錯誤、A正確。故選：A。點評：本題主要是考查黑體輻射的規(guī)律，順利解決本題，一定要熟練記憶本深刻理解教材的基本的內(nèi)容，這是我們學好物理的捷徑。【解題思路點撥】黑體輻射強度與波長關系圖像的特點（1）隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加。（2）隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。8．能量子與量子化現(xiàn)象【知識點的認識】1.能量子假說：所謂能量子就是能量的最小單元．微觀領域里能量的變化總表現(xiàn)為電磁波的輻射與吸收，不同頻率的電磁波其能量子的值不同，表達式為：E＝hν其中，ν是電磁波的頻率，h是一個普遍適用的常量，稱作普朗克常量．由實驗測得h＝6.63×10﹣34J?s．2．能量的量子化在微觀領域里能量的不連續(xù)變化，即只能取分立值的現(xiàn)象，叫做能量的量子化．量子化現(xiàn)象是微觀世界的普遍現(xiàn)象，這與經(jīng)典理論產(chǎn)生尖銳矛盾．這暴露了經(jīng)典物理學的局限性（宏觀、低速）．從而引發(fā)了物理學的革命﹣﹣量子論的建立，使人類對物質(zhì)的認識由宏觀世界進入微觀領域．【命題方向】能引起人的眼睛視覺效應的最小能量為10﹣18J，已知可見光的平均波長為0.6μm，要能引起人眼的感覺，進入人眼的光子數(shù)至少為（）A、1個B、3個C、30個D、300個分析：要求引起人眼的感覺的最少的光子數(shù)，需要知道單個光子的能量E＝hγ，而根據(jù)c＝λγ可知光子的頻率γ=c解答：根據(jù)c＝λγ可知光子的頻率γ=c而單個光子的能量E＝hγ＝hcλ故要引起人眼的感覺，進入人眼的光子數(shù)至少為n=E總故B正確。故選：B。點評：本題難度不大，但綜合性很強，是一道不可多得的好題。【解題思路點撥】1.微觀領域的能量是不連續(xù)的，是一份份的。2.最小的能量叫作能量子，能量的大小為?＝hν。9．光電效應的條件和判斷能否發(fā)生光電效應【知識點的認識】發(fā)生光電的條件是：入射光的頻率大于金屬的截止頻率（或者說說入射光的光子的能量大于金屬的逸出功）。【命題方向】現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關系為λa＞λb＞λc．用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應．若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定（）A、a光束照射時，不能發(fā)生光電效應B、c光束照射時，不能發(fā)生光電效應C、a光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多D、c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小分析：根據(jù)光電效應的條件：γ＞γ0，而λ=cγ，判斷出a光、解答：AB、波長關系為λa＞λb＞λc，則γa＜γb＜γc．b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應，根據(jù)光電效應的條件，a光照射不能發(fā)生光電效應，c光照射能發(fā)生光電效應。故A正確，B錯誤。C、放出的光電子數(shù)目與入射光的頻率無關，由入射光的強度決定。故C錯誤。D、根據(jù)光電效應方程：Ekm=hcλ-故選：A。點評：解決本題的關鍵掌握光電效應的條件，光電效應方程及單位時間內(nèi)放出光電子的數(shù)目由入射光的強度決定．【解題思路點撥】只有當入射光的頻率大于金屬的截止頻率時，才能發(fā)生光電效應，否則，就算光照再強也不可能發(fā)生。10．愛因斯坦光電效應方程【知識點的認識】為了解釋光電效應現(xiàn)象，愛因斯坦提出了光電效應理論。1.光電效應方程：Ek＝hν﹣W0，其中hν為入射光子的能量，Ek為光電子的最大初動能，W0是金屬的逸出功．2.愛因斯坦對光電效應的理解：①只有當hv＞W(wǎng)0時，光電子才可以從金屬中逸出，vc=W②光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率v有關，而與光的強弱無關。這就解釋了截止電壓和光強無關。③電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電流自然幾乎是瞬時產(chǎn)生的。④對于同種頻率的光，光較強時，單位時間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大。【命題方向】如圖，當電鍵S斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零．（1）求此時光電子的最大初動能的大小．（2）求該陰極材料的逸出功．分析：光電子射出后，有一定的動能，若能夠到達另一極板則電流表有示數(shù)，當恰好不能達到時，說明電子射出的初動能恰好克服電場力做功，然后根據(jù)愛因斯坦光電效應方程即可正確解答．解答：設用光子能量為2.5eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當反向電壓達到U＝0.60V以后，具有最大初動能的光電子也達不到陽極，因此eU＝Ekm由光電效應方程：Ekm＝hν﹣W0由以上二式：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV．所以此時最大初動能為0.6eV，該材料的逸出功為1.9eV．答：（1）求此時光電子的最大初動能的大小是0.6eV．（2）求該陰極材料的逸出功是1.9eV．點評：正確理解該實驗的原理和光電效應方程中各個物理量的含義是解答本題的關鍵．【解題方法點撥】光電效應方程Ek＝hv﹣W0的四點理解（1）式中的Ek是光電子的最大初動能，就某個光電子而言，其離開金屬表面時剩余動能大小可以是0～Ek范圍內(nèi)的任何數(shù)值。（2）光電效應方程實質(zhì)上是能量守恒方程。①能量為?＝hν的光子被電子吸收，電子把這些能量的一部分用來克服金屬表面對它的吸引而做功，另一部分就是電子離開金屬表面時的動能。②如果克服吸引力做功最少，為W0，則電子離開金屬表面時動能最大，為Ek，根據(jù)能量守恒定律可知Ek＝hν﹣W0。（3）光電效應方程包含了產(chǎn)生光電效應的條件。若發(fā)生光電效應，則光電子的最大初動能必須大于零，即Ek＝hv一W0＞0，亦即hν＞W(wǎng)0，ν＞W(wǎng)0h=νc11．用光電管研究光電效應【知識點的認識】研究光電效應可以應用光電管進行，實驗電路圖如下：如圖所示，陰極K和陽極A是密封在真空玻璃管中的兩個電極，陰極K在受到光照時能夠發(fā)射光電子。陰極K與陽極A之間電壓U的大小可以調(diào)整，電源的正負極也可以對調(diào)。電源按圖示極性連接時，閉合開關后，陽極A吸收陰極K發(fā)出的光電子，在電路中形成光電流。這導致電壓U為0時電流I并不為0。【命題方向】用如圖所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉．而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，那么（）A、a光的頻率一定大于b光的頻率B、只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大C、增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉D、用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c分析：發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，光的強度影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，即影響光電流的大小．解答：A、用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉，知a光頻率大于金屬的極限頻率。用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，知b光的頻率小于金屬的極限頻率，所以a光的頻率一定大于b光的頻率。故A正確。B、增加a光的強度，則單位時間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)目增多，通過電流計的電流增大。故B正確。C、增加b光的強度，仍然不能發(fā)生光電效應，電流計指針不偏轉。故C錯誤。D、光電子從K向A運動，而電流的方向與負電荷定向移動的方向相反，即電流的方向向左，所以通過電流計G的電流是由c到d。故D錯誤。故選：AB。點評：解決本題的關鍵知道光電效應的條件，知道光的強度影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目．【解題思路點撥】當電源正接時（如上圖接法），隨著光電管兩端的電壓增大，電路中的電流（光電流）越大，直到達到最大值（飽和光電流）。當電源反接時（上圖中電源正負極對調(diào)），隨著光電管兩端的電壓增大，電路中的電流（光電流）越小，直到電流為0，說明光電子存在初動能，以及截止電壓。12．光電流與電壓的關系圖像【知識點的認識】光電流與電壓的關系如圖1.由圖可知再光電效應中存在飽和電流在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個飽和值。也就是說，在電流較小時電流隨著電壓的增大而增大；但當電流增大到一定值之后，即使電壓再增大，電流也不會再進一步增大了。這說明，在一定的光照條件下，單位時間內(nèi)陰極K發(fā)射的光電子的數(shù)目是一定的，電壓增加到一定值時，所有光電子都被陽極A吸收，這時即使再增大電壓，電流也不會增大。實驗表明，在光的頻率不變的情況下，入射光越強飽和電流越大。這說明，對于一定頻率（顏色）的光，入射光越強，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。2.由圖可知存在截止電壓如果施加反向電壓，也就是陰極接電源正極、陽極接電源負極，在光電管兩極間形成使電子減速的電場，電流有可能為0。使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為截止電壓。截止電壓的存在意味著光電子具有一定的初速度，