命题点一 光电效应规律的理解
1.对光电效应的四点提醒
(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率. (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光.
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.
(4)光电子不是光子，而是电子.
2.两条对应关系
光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.
3.定量分析时应抓住三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.
(2)光电子最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.
(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc.
例1 (多选)(2016·浙江4月选考·16)在光电效应实验中，采用极限频率为νc＝5.5×10 Hz钠阴极，已知普朗克常量h＝6.6×10 J·s，电子质量m＝9.1×10 kg.用
频率ν＝7.5×10 Hz的紫光照射钠阴极产生光电子的( )
A.动能的数量级为10
－19
14
14
－34
－31
J
B.速率的数量级为10 m/s C.动量的数量级为10
－27
8
kg·m/s
－9
D.德布罗意波长的数量级为10 m
答案 AD
解析 根据Ek＝hν－W0，W0＝hνc，得：Ek＝1.32×10
－19
12
J，A正确；由Ek＝mv，得
2
h
得λ＝λ
v≈5×105 m/s，B错误；由p＝2mEk≈4.9×10－25 kg·m/s，C错误；由p＝
6.6×10－34－9
m≈1.3×10 m，故D正确.
4.9×10－25
变式1 (多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效
应，下列说法正确的是( ) A.增大入射光的强度，光电流增大 B.减小入射光的强度，光电效应现象消失
C.改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
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D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
答案 AD
解析 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光子数增加，则光电流增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，与入射光强度无关，故选项B错误.用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率小于ν的光照射时，若光的频率仍大于金属的极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据Ek＝hν－W0可知，增加
入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确.
变式2 (多选)如图5，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则
( )
图5
A.电源右端应为正极
B.流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度
C.流过电流表G的电流方向是由a流向b D.普朗克解释了光电效应并提出光子能量E＝hν 答案 BC
解析 发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G的电流方向是由a流向b，所以电源左端应为正极，故A错误，C正确；流过电流表G的电流大小取决于照射光的强度，与光的频率无关，故B正
确；爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E＝hν，故D错误.
变式3 (多选)对爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，下面的理解正确的有( )A.只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样
的初动能Ek
B.式中的W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功
C.逸出功W0和截止频率νc之间应满足关系式W0＝hνc
D.光电子的最大初动能和入射光的频率不是成正比
答案 CD
解析 根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，同种频率的光照射同一种金属，从金属中逸出的所有光电子的最大初动能Ek都相同，但初动能可能不同，故A错误；W0表示逸出功，是每个电子从这种金属中飞出过程中，克服金属中正电荷引力所做的功的最小值，故B错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，当最大初动能为零时，入射光的频率即为截止频率，则
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有W0＝hνc，故C正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，最大初动能与入射光的频率成
一次函数关系，不是正比关系，故D正确.
变式4 (多选)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图6所
示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是( )
图6
A.逸出功与ν有关 B.Ek与入射光强度成正比 C.当ν≥ν0时，会逸出光电子 D.图中直线的斜率与普朗克常量有关
答案 CD
解析 由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0和W0＝hν0(W0为金属的逸出功)可得Ek＝hν－hν0，可见图象的斜率表示普朗克常量，D正确；只有ν≥ν0时才会发生光电效应，C正确；金属的逸出功只和金属的极限频率有关，与入射光的频率无关，A错误；光电子的
最大初动能取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，B错误.
命题点二 氢原子能级图及能级跃迁 氢原子能级图与能级跃迁问题的解答技巧 1.能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的.
2.能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν＝Em－En求得.若求波长可由公式c＝
λν求得.
3.一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)条. 4.一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法：
(1)用数学中的组合知识求解：N＝C2n＝错误!.
(2)利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相
加.
例2 (多选)(2016·浙江10月选考·15)如图7为氢原子能级图，氢原子中的电子从n＝5能级跃迁到n＝2能级可产生a光；从n＝4能级跃迁到n＝2能级可产生b光.a光和b光的波长分别为λa和λb，照射到逸出功为2.29 eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止
电压分别为Ua和Ub.则( )
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图7
A.λa＞λb B.Ua＞Ub C.a光的光子能量为2.86 eV
D.b光产生的光电子最大初动能Ek＝0.26 eV
答案 BCD
解析 根据能级跃迁知识可知hνa＝E5－E2＝[－0.54－(－3.4)] eV＝2.86 eV，hνb＝E4－E2＝[－0.85－(－3.4)] eV＝2.55 eV，显然a光的光子能量大于b光的，即a光频率大，波长短，所以A错，C正确.根据光电效应方程Ek＝hν－W0，知a光照射后的光电子最大初动能为Eka＝hνa－W0＝(2.86－2.29) eV＝0.57 eV，b光照射后的光电子最大初动能为
Ekb＝hνb－W0＝(2.55－2.29) eV＝0.26 eV，选项D正确.根据遏止电压知识Ek＝eUc可知，Ua ＞Ub，选项B正确.
例3 (多选)(2015·浙江10月选考·14改编)氢原子从n＝6跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν1的光子，从n＝5跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν2的光子.下列说法正确的
是( )
A.频率为ν1 的光子的能量较大 B.频率为ν1的光子的动量较大
C.做双缝干涉实验时，频率为ν1的光产生的条纹间距较大
D.用同一种金属做光电效应实验时，若均可发生光电效应，频率为ν1的光产生的光电子
的最大初动能较大
答案 ABD
解析 氢原子从高能级跃迁到低能级时会辐射出光子，有hν＝Ehp
cν
末
－E初
，故可知频率为
hν
，频率c
ν1的光子的能量较大，ν1＞ν2，A正确；由λ＝，λ＝得光子的动量p＝
为ν1的光子的动量较大，故B正确；在双缝干涉实验中，屏上相邻的亮条纹(或暗条纹)llc
之间距离Δx与波长、双缝间距d及屏到双缝距离l的关系为Δx＝λ＝，频率为ν1
ddν的光产生的条纹间距较小，故C错误；用同种金属做光电效应实验时，Ek＝hν－W0，频率
为ν1的光产生的光电子的最大初动能较大，故D正确.
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