高中物理易错题辨析

〔关 键 词 〕 高中物理；例题；错解；

正解；分析

〔中图分类号〕 G633.7

〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004—0463（2013）

10—0086—01

例题1：用红光照射光电管阴极发生光电效应时,光电子的最大初动能为Ek,光电流为I,若改用强度相同的紫光照射同一光电管,产生光电子的最大初动能和光电流分别为Ek′和I′,下列说法中正确的是：

（A）Ek′I

（B）Ek′> Ek,I′>I

（C）Ek′

（D）Ek′>Ek, I′

错解：由爱因斯坦光电效应方程Ek等于hυ-w知,对于同一种金属逸出功相同,由于红光光子的频率小于紫光光子的频率,红光光子的能量小于紫光光子的能量,用红光照射光电管的阴极时能发生光电效应,则用紫光照射光电管阴极时一定也能发生光电效应；且用红光照射光电管阴极时光电子的最大初动能Ek小于用紫光照射光电管阴极时光电子的最大初动能为Ek′,即Ek′> Ek；又由于两种情况下照射光的强度相同,红光光子的能量小于紫光光子的能量,照射到光电管阴极的红光光子数目比紫光光子数目多,用红光照射时发生光电效应光子数目比用紫光照射光电管阴极时发生光电效应光子数目多,则用红光照射时形成的光电流I大于用紫光照射时形成光电流I′,即I′

正解：由电磁理论知,不同频率的光照射同一金属时产生光电效应的几率不同,在能够产生光电效应的条件下,频率越大的光照射同一金属时产生光电效应的几率越大,题中虽然照射光电管阴极的红光光子数目比紫光光子的数目多,但用红光照射同一金属时产生光电效应的几率小于用紫光照射金属产生光电效应的几率,因而无法确定光电流的大小,上题的正确答案应为：Ek′>Ek,光电流的大小无法确定.

例题2：已知氢原子处于基态,E1等于13.6ev,以下光子射向处于基态的氢原子,问这些光子能否被氢原子吸收?说明理由.

（1）能量为10.2ev、12.5ev和14.00ev的光子；

（2）能量为10.2ev和14.00ev粒子.

错解：氢原子吸收光子后,要从低能级向高能级跃迁,从基态向n等于2的能级跃迁需吸收的能量为ΔE21等于-3.40ev-（-13.6ev）等于10.2 ev.因此,入射光子或粒子的能量大于等于10.2ev,因此,问题（1）（2）中的5个光子或粒子均能使原子发生跃迁.

正解：氢原子吸收光子后,从低能级向高能级跃迁时,被吸收的光子能量必须符合激发态与基态之间的能量之差,当光子的能量大于等于E1等于13.6ev时,氢原子吸收光子后被电离,电离能为13.6ev,多余的能量为电子的动能.

原子与粒子作用不同于吸收光子,由于光是一份一份的,对于一个原子要么全部吸收,要么不吸收,不能只吸收光子的部分能量；原子与粒子作用时,粒子与原子核外的电子碰撞,核外电子与粒子在碰撞获得能量符合两能级之间的能量之差时原子发生跃迁；碰撞获得能量大于等于电离能时被电离,多余的能量为电子的动能.

由此可见,（1）中的能量为10.2ev的光子能被原子吸收发生跃迁, 能量为12.5ev的光子不能被吸收,能量为14.00ev的光子能使原子电离,（2）中能量为10.2ev粒子可能使原子跃迁,能量为14.00ev粒子也可能使原子跃迁,也可能使原子电离.

例题3：入射光照射到某金属表面上发生光电效应.若入射光的强度减弱,而频率增大,则下列说法正确的是（ ）

（A）从光照至金属表面上到发射电子的时间间隔将明显变长

（B）逸出的光电子的最大初动能将减小

（C）单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少

（D）仍然能发生光电效应

错解：根据波动理论,光的能量只决定于光的强度,入射光的强度减弱时,单位时间内照射至金属表面的能量减少,电子获得的能量减小,当入射光的强度减弱到一定程度时,就不能发生光电效应了,即使有光电子逸出,最大初动能必然减小,故（B）选项正确.

正解：根据爱因斯坦电磁理论,光照射至金属表面时,电子一次吸收一个光子（电子一次吸收两个以上光子的可能性极小,几乎不存在）,只要光子的能量h大于该金属的逸出功w,光电效应就能在极短的时间内发生（不到10-9s）,按照光子说理论,光子的能量只决定于光的频率,与光的强度无关；当入射光的强度减弱,频率增大时,入射光的数目减少了,但光子的能量E等于h增大了,因此,从光照至金属表面上到发射电子的时间间隔不变,（A）选项错；逸出的光电子的最大初动能Ek等于h-w增大,（B） 选项正确；单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少,（C）选项正确；仍然能发生光电效应,（D）选项正确.正确选项为（B） （C） （D）.