物理第十章 热力学定律综合与测试导学案

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专题16 光电效应和原子结构（教师版）
一、目标要求
目标要求
重、难点
光电效应
重难点
康普顿效应

原子的核式结构模型
重点
氢原子光谱与玻尔氢原子模型
重点
二、知识点解析
1．光电效应
(1)光电效应现象：光照射在金属板上，金属板表面有电子逸出的现象，把这种电子叫做光电子；
(2)爱因斯坦光电效应方程
爱因斯坦认为，光是由一个个不可分割的能量子组成，频率为ν的光的能量子为hν，h为普朗克常量，这些能量子称为光子．
光电效应中，金属中电子吸收一个光子获得能量，其中一部分用于克服金属原子引力做功，剩下的能量表现为光电子的初动能Ek：
其中W0称为金属的逸出功，是使电子脱离金属原子束缚所需做功的最小值，不同金属的逸出功不相同．
(3)光电效应的规律：如图1所示
图1

①饱和电流
逐渐增大两板之间的电压，电流表示数开始时逐渐增大，后保持不变，说明单位时间从K板逸出的电子个数是确定的；光电流的最大值称为饱和电流；入射光的光照强度越大，单位时间内发生光电效应的光电子数目越多，饱和光电流越大；
②遏止电压
设光电子逸出时的初速度为v0，改变两极板的电性，使光电子逸出后做减速运动，当电流表示数恰好为零时，两极板间的电压称为遏止电压，用Uc表示：

可见遏止电压与入射光的频率和金属种类有关，与入射光的光照强度无关；
光电流与电压的关系如图2所示：
图2

③截止频率（极限频率）
只有入射光的频率超过某一极限值时才会发生光电效应，这个极限值称为入射光的截止频率ν0；
令Ek=0，即0=hν0－W0，解得，可见截止频率与金属的种类有关；
若某频率的光照射金属板时不发生光电效应，则无论怎样增大光照强度都不能使金属逸出光电子；而若某频率的光能使金属发生光电效应，极微弱的光照强度也能产生光电子．
④瞬时性：当入射光的频率超过截止频率，无论入射光光照强度如何，从照射到逸出光电子的时间不超过10-9s，即光电效应几乎是瞬时的．
2．康普顿效应
(1)光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，从而使得传播方向发生变化，这种现象称为光的散射；
(2)康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射作用时，发现部分散射光的波长变长了，经过大量的实验，康普顿提出，光子除了具有能量ε=hν外，同时具有动量p，如图3所示；
图3

光子的动量为：
康普顿效应中，光子与晶体中的电子发生碰撞，将一部分动量转移给电子，从而光子的动量减小，对应的波长增大．
3．原子结构
(1)电子的发现：英国物理学家J．J．汤姆孙认为阴极射线是一种带电粒子流，并在1897年测定了组成阴极射线的粒子的比荷，并将其命名为电子．
(2)原子核式结构
①汤姆孙的“枣糕模型”：汤姆孙认为原子是一个实心球体，正电荷弥漫性地均匀分布在球体内部，电子镶嵌其中，如图4所示．但“枣糕”模型不能解释高速电子流能透过原子的现象．
图4

②卢瑟福的“核式结构”：1911年新西兰英籍物理学家卢瑟福在用α粒子轰击金箔时，发现大部分粒子都穿透金箔，少数粒子有偏转，极少数粒子有较大角度的偏转；

卢瑟福认为：在原子内部，正电部分仅占很小的空间，通过计算，原子的直径大约为10-10m，但带正电的核的直径仅有10-15m，而电子充斥在原子空旷的内部中高速运动，如图5所示，这就是卢瑟福提出的原子核式结构．

图5

(3)质子的发现：1918年，提出原子核式结构的卢瑟福用α粒子轰击氮核得到质子；
(4)中子的发现：自卢瑟福发现质子后，科学界认为原子核是由质子组成的，但这与原子的质量有较大的差异，因此卢瑟福预言，原子核内还应有一种不带电的粒子，这种粒子的质量与质子相近；1932年由英国物理学家查德威克利用α粒子轰击铍核得到了这种粒子，并命名为中子．
4．玻尔的原子模型
利用经典物理学解释原子结构仍然有一定的困难，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说．
(1)轨道量子化
电子的轨道半径不是连续的，而是有特定的半径，即电子的轨道是量子化的而不是连续的，原子核内存在分立的轨道；
若电子绕原子运动的最小半径为r1，则第n条轨道的半径满足：rn=n2r1
电子只能在这些特定的轨道中运动，不可能出现在任意相邻两条轨道之间．
(2)能量量子化
电子在不同轨道运动时，原子具有不同的能量，玻尔将这些不同的能量值称为能级，原子中具有确定能量的稳定状态称为定态；当电子在最低轨道中运动时，原子具有最小的能量，把原子处于最低能量的状态称为基态，其他能量状态称为激发态；
以氢原子核为例，已知电子带电荷量为－e，氢原子核带电荷量为+e，相距为R的Q和q之间具有的电势能为，设电子的轨道半径为rn
根据库仑力提供向心力：
可得电子的动能：，以及电势能：
故电子在第n条轨道上时，原子的能量为
结合rn=n2r1，可知各能级之间的能量满足：
氢原子中，E1=－13.6eV．
(3)能级跃迁
①跃迁：原子由一个能量状态变为另一个能量状态的过程叫做跃迁，对应内部电子轨道的变化，这个过程是不连续的；
②频率条件：当电子从某高能级En向低能级Em跃迁时，会放出能量为hν的光子，hν的大小由前后两个能级的能量差决定：hν=En－Em，这个规律叫做频率条件；
同样，电子从低能级向高能级跃迁时，需要吸收的光子的能量也由频率条件决定，若光子的能量不符合任意两能级的能量差值，电子不会吸收该光子．图6是氢原子的能级图，电子从n=3跃迁至n=1能级；
图6

③光子种类：大量电子从第n激发态向基态跃迁时，辐射出的光子种类为种，即跃迁过程中会辐射k种频率的光．
④电离：以氢原子为例，使电子彻底脱离原子核束缚的过程称为电离，恰好使电子脱离原子核所需要的能量称为电离能，电子处于不同能级所需要的电离能不相同，即E电=－En
三、考查方向
题型1：光电效应的图像分析
典例一：（2019高考理综天津卷）如图为、、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由、、组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（ ）


题型2：康普顿效应
典例二：（2019•海淀区模拟）康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量，如图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向　　运动，并且波长　　（填“不变”“变小”或“变长”）。

题型3：原子的核式结构模型
典例三：（2020•天津）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是　　
A．B．C．D．
题型4：波尔氢原子模型
典例四：（2019•全国）玻尔对前人的原子模型做了改进，提出了一些假设，其中的一个假设是（　　）
A．整个原子是电中性的
B．电子在原子核外运动
C．正电荷集中在原子中心的原子核上
D．电子仅能在一些半径为特定值的轨道上运行
题型5：氢原子能级及跃迁
典例五：（2020•北京）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是　　

A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低
C．从能级跃迁到能级需吸收的能量
D．能级的氢原子电离至少需要吸收的能量
四、模拟训练
一、基础练习
1.如图所示，把一块不带电的锌板连接在验电器上。当用紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，则　　

A．锌板带正电，验电器带负电
B．若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转
C．若改用红外线照射锌板，验电器的指针仍然会发生偏转
D．这个现象可以说明光具有波动性
2.关于光电效应，以下说法正确的是　　
A．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强
C．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功
D．用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是的黄光照射该金属一定不发生光电效应
3.用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系。电流计测得的光电流随光电管两端电压的变化如图乙所示，则　　

A．通过电流计的电流方向由到
B．电压增大，光电流一定增大
C．用同频率的光照射极，光电子的最大初动能与光的强弱无关
D．光电管两端电压为零时一定不发生光电效应
4.研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流与之间的电压的关系图象如图乙所示。关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是　　

A．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线2对应的黄光较强
B．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强
C．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强
D．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强
5.下列事例中表明光子不但具有能量，而且象实物粒子一样具有动量的是（　　）
A．康普顿效应 B．光的偏振现象
C．光的色散现象 D．光的干涉现象
6.实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿散射，下列说法中正确的是（　　）
A．该过程不遵循能量守恒定律
B．该过程不遵循动量守恒定律
C．散射光中存在波长变长的成分
D．散射光中存在频率变大的成分
7.（多选）图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（　　）

A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多
B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多
C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光
D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
8.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．下图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中（α粒子在b点时距原子核最近），下列判断正确的是（　　）

A．α粒子的动能先增大后减小
B．α粒子的电势能先增大后减小
C．α粒子的加速度先变小后变大
D．电场力对α粒子先做正功后做负功
9.（2012•北京）一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子（　　）
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
10.根据玻尔的原子模型，当氢原子吸收一个光子后（　　）
A．氢原子的电势能增大
B．氢原子的总能量减小
C．电子绕核运动的动能增大
D．电子绕核运动的半径减小
11.氢原子能级如图所示，一群原处于n=4能级的氢原子回到n=1的状态过程中(　　)

A．放出三种频率不同的光子
B．放出五种频率不同的光子
C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eV
D．放出的光能够使逸出功为13.0 eV的金属发生光电效应
12.氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围约为．下列说法中正确的是　　

A．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出3种不同频率的光
B．大量氢原子从高能级向能级跃迁时，可能发出可见光
C．用一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，所发出的光照射逸出功为2.49 的金属钠，则从金属钠表面所发出的光电子的最大初动能可能为9.60
D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出5种不同频率的光
13.玻尔理论，关于原子结构的一种理论，1913年由玻尔提出。如图所示为氢原子能级示意图，下列判断正确的是　　

A．当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光子
B．用能量为的光子去照射氢原子，可以使氢原子从能级跃迁到能级
C．若一个处于能级的氢原子发生跃迁，辐射出的光谱线最多有2种
D．处于能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射出光的频率最多有2种
14.玻尔理论成功的解释了氢光谱．电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑力作用下的匀速圆周运动．已知电子的电荷量为e，电子在第1轨道运动的半径为r1，静电力常量为k．
(1)试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动时的动能；
(2)玻尔认为氢原子处于不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，他发现：电子在第n轨道上运动的轨道半径rn=n2r1，其中n为量子数（即轨道序号）．
根据经典电磁理论，电子在第n轨道运动时，氢原子的能量En为电子动能与“电子﹣原子核”这个系统电势能的总和．理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：
Ep=﹣k（以无穷远为电势能零点）．请根据上述条件完成下面的问题．
①电子在第n轨道运动时氢原子的能量En的表达式（用n、e、r1和k表示）．
②假设氢原子甲的核外电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=3的氢原子乙吸收并使其电离．不考虑跃迁或电离前后原子核所受到的反冲，试求氢原子乙电离出电子的动能．
二、提升练习
1.（2019•北京）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
组
次
入射光子的能量
相对光强
光电流大小
逸出光电子的最大动能
第一组
1
2
3
4.0
4.0
4.0
弱
中
强
29
43
60
0.9
0.9
0.9
第二组
4
5
6
6.0
6.0
6.0
弱
中
强
27
40
55
2.9
2.9
2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是　　
A．两组实验采用了不同频率的入射光
B．两组实验所用的金属板材质不同
C．若入射光子的能量为，逸出光电子的最大动能为
D．若入射光子的能量为，相对光强越强，光电流越大
2.（2018•全国）如图为氢原子的能级示意图：a表示从能级n＝5到n＝3的跃迁：b表示从能级n＝4到n＝2的跃迁：c表示从能级n＝3到n＝1的跃迁。氢原子在（　　）

A．过程b发射的光频率最大，过程a发射的光波长最长
B．过程a发射的光频率最小，过程b发射的光波长最短
C．过程c发射的光频率最大，过程a发射的光波长最长
D．过程c发射的光频率最小，过程b发射的光波长最短
3.（2018•江苏）光电效应实验中，用波长为的单色光照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为的单色光照射该金属板时，光电子的最大初动能为　　，、两种光子的动量之比为　　。（已知普朗克常量为、光速为
4.（广东 多选）在光电效应实验中，用频率为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．改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应
D．改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大
5.（全国）大量氢原子分别处于n＝2、n＝3、n＝4的激发态，它们都向较低能级跃迁，最后都处于n＝1的基态。用m表示在此过程中能观察到的光谱线条数，下列说法正确的是（　　）
A．m＝3，由n＝4向n＝1能级跃迁发出的谱线的波长最短
B．m＝3，由n＝2向n＝1能级跃迁发出的谱线的波长最长
C．m＝6，由n＝4向n＝3能级跃迁发出的谱线的波长最长
D．m＝6，由n＝2向n＝1能级跃迁发出的谱线的波长最短
6.（北京）以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。用频率为的普通光源照射阴极，没有发生光电效应。换用同样频率为的强激光照射阴极，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压，即将阴极接电源正极，阳极接电源负极，在之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压可能是下列的（其中为逸出功，为普朗克常量，为电子电量）　　

A．
B．
C．
D．
7.（浙江）在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出　　

A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
典例一
【答案】C
【解析】由、、三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系可知，、、三种光的截止电压关系为Ub>Uc>Ua，由爱因斯坦光电效应方程，Ek=hν-W，eU= Ek，可知、、三种光的频率关系为νb>νc>νa，又有光的频率与折射率关系可知其折射率关系为nb>nc>na，所以光路图中正确的是图C。
典例二：
【答案】1，变长
【解析】光子与电子碰撞过程系统动量守恒，系统动量的矢量和不变，碰前动量向右，故碰撞后系统的动量的矢量和也向右，故碰后光子可能沿方向1振动；由于电子动能增加，故光子动量减小，根据ε＝hν，光子的频率减小，根据c＝λυ，波长变长；
典例三
【答案】D
【解析】、此实验为双缝干涉实验，和原子核式结构无关，故错误。
、此实验为光电效应实验，和原子核式结构无关，故错误。
、此实验为电磁波的发射和接收实验，和原子核式结构无关，故错误。
、此实验为散射实验，卢瑟福通过这个实验提出了原子的核式结构模型，故正确。
故选：。
典例四
【答案】D
【解析】玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设，玻尔理论认为电子绕核旋转，不向外辐射能量，处于定态，级间跃迁时辐射或吸收光子能量等于两能级间的能级差。故D正确，ABC错误。
故选：D。
典例五
【答案】C
【解析】．大量氢原子处于能级跃迁到最多可辐射出种不同频率的光子，故错误；
．根据能级图可知从能级跃迁到能级辐射的光子能量为：
从能级跃迁到能级辐射的光子能量为：
比较可知从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故错误；
．根据能级图可知从能级跃迁到能级，需要吸收的能量为：，故正确；
．根据能级图可知氢原子处于能级的能量为，故要使其电离至少需要吸收的能量，故错误。
故选：。
五、模拟训练
一、基础练习
1.【答案】B
【解析】、用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电，故错误；
、根据光电效应的条件可知发生光电效应与光的强度无关，若改用强度更小的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转。故正确；
、根据光电效应的条件可知若改用红外线照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转。故错误；
、光电效应说明光具有粒子性。故错误。故选：。
2.【答案】C
【解析】、根据光电效应方程知，最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不成正比。故错误。
、入射光的强度越大，单位时间内发出光电子的数目越多，形成的光电流越大，与最大初动能无关。故错误。
、当入射光子的能量大于等于金属的逸出功，即可发生光电效应。故正确。
、用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，由于黄光的频率小于绿光的频率，黄光照射不一定发生光电效应。故错误。
故选：。
3.【答案】C
【解析】、由图甲可以看出，发生光电效应的光电流方向从到，因此通过电流计的电流方向由到。故错误；
、由图可知，该电压是正向电压，电子受到的电场力也增加，达到阳极的光电子数目增加，光电流增加；但当光电流达到饱和值时，它的大小就与电压的增加无关。故错误；
、根据爱因斯坦光电方程可知，光电子的最大初动能只与频率有关，与光的强弱无关。故正确；、光电管两端电压为零时，只要光的频率大于金属的极限频率，就有光电子从金属表面逸出，就能发生光电效应。故错误。
故选：。
4.【答案】C
【解析】黄光的频率小于蓝光的频率，根据光电效应方程，再根据动能定理可得，即；可见频率越大则对应的截止电压越大，截止电压相等，则光的频率相等，故2为蓝光，1和3为黄光；根据光电流的大小与光强成正比，可知1的光强大于3的光强。故正确，错误。
故选：。
5.【答案】A
【解析】康普顿效应说明光子不但具有能量，而且有动量，光的偏振现象、光的色散现象、光的干涉现象都不能说明光子具有能量和动量。故A正确、BCD错误。
故选：A。
6.【答案】D
【解析】AB、康普顿认为x射线的光子与的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，可以推知，在逆康普顿效应中，同样遵循能量守恒与动量守恒。故AB错误；
CD、由题可知，在逆康普顿散射的过程中有能量从电子转移到光子，则光子的能量增大，根据公式：E＝hγ=hcλ可知，散射光中存在频率变大的成分，或者说散射光中存在波长变短的成分。故C错误，D正确。
7.【答案】ABD
【解析】A、放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多。说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷。故A正确；
B、放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少。说明较少射线发生偏折。故B正确；
C、放在CD位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少。故C不正确；
D、放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少。说明很少很少射线发生大角度的偏折。故D正确。
故选：ABD。
8.【答案】B
【解析】α粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，AD错误，B正确；
根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此α粒子加速度先增大后减小，故C错误。
故选：B。
9.【答案】B
【解析】解：一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少。故选：B。
10.【答案】A
【解析】处于低能级的氢原子吸收一个光子后跃迁到高能级后电子的轨道半径增大，能级增大氢原子总能量增大，库仑力做负功氢原子的电势能增大，由：，可知电子的动能减小，故A正确，BCD错误。
故选：A。
11.答案：C
解析：根据C=6，知放出6种不同频率的光子．故A错误，B也错误；从能级4跃迁到能级1放出的光子能量最大，从能级4跃迁到能级3放出的光子能量最小．根据hν=Em﹣En，最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eV．故C正确；根据光电效应的条件，只有放出的光子能量大于13.0 eV的光子，才能使该金属发生光电效应．故D错误．
故选：C
12.【答案】C
【解析】、一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出2种不同频率的光，即能级到能级，能级到能级，故错误；
、氢原子从高能级向能级跃迁时发出的光子能量小于，小于可见光的频率，故错误；
、从跃迁到所发出的光能量最大，光照射逸出功为的金属钠，所发出的光电子的初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程得，，代入数据可得：，故 正确。
、大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出种不同频率的光，故错误，
故选：。
13.【答案】C
【解析】、与能级之间的能量差为：△，当氢原子从能级跃迁到能级时，需要吸收光子，故错误；
、与能级之间的能量差为：△，的能量不等于两能级间的能量差，不能发生跃迁，故错误；
、一个氢原子跃迁时，辐射出的光谱线条数最多为条，一个处于能级的氢原子发生跃迁，辐射出的光谱线最多有2种，故正确；
、大量氢原子从能级向低能级跃迁时，能级跃迁种类有3种，分别为：，，，因此辐射出光的频率最多为3种，故错误；
故选：。
14.【答案】(1)试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做匀速圆周运动时的动能为；
(2)①电子在第n轨道运动时氢原子的能量En的表达式为En=﹣k （用n，e，r1和k表示）
②氢原子乙电离出的电子的动能为k．
【解析】(1)设电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期为T1，形成的等效电流大小为I1，
根据牛顿第二定律有：k=m，Ek=mv2=
(2)①设电子在第1轨道上运动的氢原子的能量为：E1=﹣k+k=﹣k
同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量为：En=﹣k
②电子从第2轨道跃迁到第1轨道释放的能量为：△E=E2﹣E1=
电子在第3轨道时氢原子的能量为：E3==﹣k
设氢原子电离后具有的动能为Ek，根据能量守恒有：Ek=E3+△E=k
二、提升练习
1.【答案】B
【解析】解：．第一组实验时，光子能量为，第二组实验时，光子能量为，可知两组实验采用了不同频率的入射光，故正确；
．根据光电效应方程，可得第一组实验对应金属板的逸出功为，第二实验对应金属板的逸出功为，有，则可知两组实验所用的金属板材质相同，故错误；
．若入射光子的能量为，根据光电效应方程，可得逸出光电子的最大动能为，故正确；
．由表格中的数据可知，在产生光电效应的前提下，对同种频率的入射光而言，入射光的强度越大，光电流越大，所以若入射光子的能量为，相对光强越强，光电流越大，故正确。
本题选不正确的，故选：。
2.【答案】C
【解析】原子从高能级向低能级跃迁辐射出光子，能级间跃迁辐射的光子能量必须等于两能级间的能级差，过程a发射的光能量最小，过程c发射的光能量最大；
根据：E＝hγ，辐射的光子能量越小，频率越小，波长越大，
所以过程c发射的光频率最大，过程a发射的光波长最长。故ABD错误，C正确
故选：C。
3.【答案】，
【解析】由题知，金属板的逸出功为为：
当波长为的单色光照射该金属板时，根据爱因斯坦光电效应方程得：
根据得、两种光子的动量之比为：
故答案为：，。
4.【答案】AD
【解析】、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，能否发生光电效应，与入射光的强度无关，与光照时间也无关，当发生光电效应时，增大入射光的强度，则光电流会增大，故正确；
、入射光的频率大于金属的极限频率，才会发生电效应，与入射光的强度无关，故错误；
、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，当改变频率小于，但不一定小于极限频率，故错误
、在光电效应中，根据光电效应方程知，，入射光的频率越高，光电子最大初动能越大。故正确。故选：。
5.【答案】
【解析】大量氢原子处于n＝4的激发态，由6知，最多只能放出6种不同频率的光子；
n＝4能级跃迁到n＝3能级，能极差最小，所以从能级n＝4跃迁到能级n＝3放出光子的能量最小，从能级n＝4跃迁到能级n＝1放出光子的能量最大；由E可知，从能级n＝4跃迁到能级n＝3放出光子的波长最大，从能级n＝4跃迁到能级n＝1放出光子的波长最短，故C正确，ABD错误；
故选：C。
6.【答案】B
【解析】根据题意知，一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为的强激光照射阴极，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为，，3，
则有：，解得．知正确，、、错误。
故选：。
7.【答案】B
【解析】、根据，入射光的频率越高，对应的截止电压越大。甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故错误。
、丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以丙光的频率大于乙光的频率，则乙光的波长大于丙光的波长；
故正确。
、丙的频率最大，甲乙频率相同，且均小于丙的频率，但它们的截止频率都相等，故错误。
、丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能。故错误。故选：。