《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第三册人教版》

1. (2025·山东青岛模拟)如图甲所示是部分氢原子能级示意图，$a$、$b$是氢原子从$n = 3$能级向低能级跃迁时所放出的两束光，利用这两束光来研究某金属的光电效应，图乙是光电流与电压的关系图像，下列说法不正确的是(C)


A.$a$光的波长小于$b$光的波长
B.图乙中图线1对应的是$b$光
C.与$b$光相比，单位时间内$a$光照射到光电管上的光子数多
D.用$a$光做实验时对应的遏止电压大

答案： 1.C 解析：由题图甲可知，a 光光子的能量大于b 光光子
的能量，根据$\varepsilon =h\nu =h\frac{c}{\lambda }$，可知a 光的波长小于b 光的波
长，选项A 正确；由题图乙可得图线 1 对应的遏止电压小，
根据$eU_{c} =h\nu -W_{0}$可知，用不同能量的光子照射同一种金
属，发生光电效应，光子的能量越大，对应的遏止电压越大，
故图线 1 对应的是b 光，选项BD 正确；由分析可知，图线 1
对应的是b 光，且饱和电流大，因此单位时间内b 光照射到
光电管上的光子数多，选项C 错误。

2. (2025·辽宁名校联盟联考)(多选)用光照射金属钠时逸出的光电子的最大初动能$E_{k}$随入射光频率$\nu$变化的图像如图甲所示，氢原子的能级图如图乙所示。下列说法正确的是(ABD)


A.金属钠的极限频率为$5.53×10^{14}\ Hz$
B.金属钠的逸出功为$2.29\ eV$
C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D.若用氢原子从$n = 4$能级跃迁到$n = 2$能级时辐射的光照射金属钠，将有光电子逸出

答案： 2.ABD 解析：根据爱因斯坦光电效应方程可得$E_{\mathrm{k}} =h\nu -W_{0} =h\nu -h\nu _{0} =h(\nu -\nu _{0})$，由图甲横轴截距可知金属
钠的极限频率$\nu _{0} =5.53× 10^{14}\mathrm{Hz}$；由纵轴截距可知金属钠
的逸出功$W_{0} =2.29\mathrm{eV}$；逸出的光电子的最大初动能与入
射光的频率成线性关系，但不是正比关系，选项AB 正确，C
错误；若用氢原子从$n =4$ 能级跃迁到$n =2$ 能级时辐射的
光照射金属钠，辐射出的光子能量为$\Delta E =E_{4} -E_{2} = 2.55\mathrm{eV} ＞ W_{0} =2.29\mathrm{eV}$，可知有光电子逸出，选项D 正确。

3. 2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测科学技术试验卫星在国际上首次在轨获取的太阳$H_{\alpha}$谱线精细结构，$H_{\alpha}$是如图甲所示氢原子巴耳末系中从$n = 3$跃迁到$n = 2$发出的光。将$H_{\alpha}$光束照射如图乙所示装置的金属板，验电器指针没有张开。则下列说法正确的是(D)


A.$H_{\alpha}$光是氢原子巴耳末系中波长最短的谱线
B.换用逸出功更大的金属板材料，验电器指针可能张开
C.增大照射金属板的$H_{\alpha}$光束的强度，验电器指针可能张开
D.换用从$n = 5$跃迁到$n = 2$发出的光照射金属板，验电器指针可能张开

答案： 3.D 解析：$H_{a}$是氢原子巴耳末系中频率最小、波长最长
的谱线，选项A 错误；改用逸出功更大的金属板材料，其入
射光的频率更小于金属的极限频率，不能发生光电效应，
选项B 错误；增大$H_{a}$光束的强度，不能发生光电效应现
象，选项C 错误；光电效应产生的条件是入射光的频率大
于金属的极限频率，验电器指针没有张开，说明入射光的
频率小于或等于金属的极限频率，据玻尔理论中的频率条
件有$h\nu =E_{n} -E_{2}$，可知从$n =5$ 跃迁到$n =2$ 发出的光频
率比$H_{a}$光束频率要高，用该光照射金属板，可能发生光电
效应现象，验电器指针可能张开，选项D 正确。

4. 现代科技 某大学的研究团队成功研发了新型钙基电池，其特点是成本低、更环保。图甲是研究光电效应的电路图，光电管阴极$K$为钙金属，逸出功为$3.2\ eV$，图乙是氢原子的能级图。若用大量处于$n = 4$能级的氢原子发光照射阴极$K$，下列跃迁过程不能发生光电效应现象的是(B)


A.从$n = 4$跃迁到$n = 1$
B.从$n = 4$跃迁到$n = 2$
C.从$n = 3$跃迁到$n = 1$
D.从$n = 2$跃迁到$n = 1$

答案： 4.B 解析：由$\varepsilon =E_{n} -E_{m}$可知，从n =4 能级跃迁到n =
1 能级发出的光子的能量为$12.75\mathrm{eV}，$大于金属钙的逸出
功，能使金属钙发生光电效应，A 不符合题意；由$\varepsilon =E_{n} -$
$E_{m}$可知，从n =4 能级跃迁到n =2 能级发出的光子的能
量为$2.55\mathrm{eV}，$小于金属钙的逸出功，不能使金属钙发生光
电效应，B 符合题意；同理可知，从n =3 能级跃迁到n =1
能级发出的光子的能量为$12.09\mathrm{eV}，$大于金属钙的逸出
功，能使金属钙发生光电效应，C 不符合题意；同理可知，从
n =2 能级跃迁到n =1 能级发出的光子的能量为
$10.20\mathrm{eV}，$大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效
应，D 不符合题意。