2021-2022学年高中物理 第十七章 波粒二象性 2 光的粒子性测评（含解析）新人教版选修3-5.docx

1、光的粒子性课后篇巩固提升基础巩固1.(多选)下列关于光子的说法中,正确的是()A.在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光子B.光子的能量由光强决定,光强大,每份光子的能量一定大C.光子的能量由光频率决定,其能量与它的频率成正比D.光子可以被电场加速解析按照爱因斯坦的光子说,在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光子,光子的能量=h,与光的强度无关,故A、C正确,B错误;光子不带电,不能被电场加速,D错误。答案AC2.(多选)在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连,用弧光灯(紫外线)照射锌板时,静电计的指针就张开一个角度,如图所示,这时

2、()A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.若用黄光照射锌板,则可能不产生光电效应现象D.若用红光照射锌板,则锌板能发射光电子解析锌板在紫外线照射下,发生光电效应现象,有光电子飞出,故锌板带正电,指针上的部分电子被吸引到锌板上发生中和,使指针带正电,B对、A错;红光和黄光的频率都小于紫外线的频率,都可能不产生光电效应,C对、D错。答案BC3.康普顿散射的主要特征是()A.散射光的波长与入射光的波长全然不同B.散射光的波长有些与入射光的相同,但有些变短了,散射角的大小与散射波长无关C.散射光的波长有些与入射光的相同,但也有变长的,也有变短的D.散射光的波长有些与入射光的相同,有些

3、散射光的波长比入射光的波长长些,且散射光波长的改变量与散射角的大小有关解析光子和电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。散射角不同,能量减少情况不同,散射光的波长也有所不同。也有一部分光子与整个散射物的原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,碰撞前后光子能量几乎不变,波长不变。故只有D正确。答案D4.关于光电效应的规律,下列说法中正确的是()A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长,光电效应才能发生B.光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C.发生光电效应的时间一般都大于10-7 sD.发生光电效应时,单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射

4、光的强度成正比解析由=h=hc知,当入射光波长大于极限波长时,不能发生光电效应,故A错;由Ek=h-W0知,最大初动能由入射光频率决定,与入射光的强度无关,故B错;发生光电效应的时间一般不超过10-9s,故C错。答案D5.(多选)如图所示,电路中所有元件完好,光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过。其原因可能是()A.入射光太弱B.入射光波长太长C.光照时间太短D.电源正、负极接反解析金属存在截止频率,超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出。发射的光电子的动能随频率的增大而增大,动能小时不能克服反向电压,也不能有光电流。入射光的频率低于截止频率,不能产生光电效应,与光照强弱无关,选项B正

5、确,A错误;电路中电源正负极接反,对光电管加了反向电压,若该电压超过了遏止电压,也没有光电流产生,D正确;光电效应的产生与光照时间无关,C错误。答案BD6.(多选)用频率为1的单色光照射某种金属表面,发生光电效应现象。现改为频率为2的另一单色光照射该金属表面,下面说法正确的是()A.如果21,能够发生光电效应B.如果21,逸出光电子的最大初动能增大D.如果21,逸出光电子的最大初动能不受影响解析用频率为1的光照射可以发生光电效应,21,所以也能发生光电效应,由Ekm=h-W0知,Ekm增加。答案AC7.紫光在真空中的波长为4.510-7 m,问:(1)紫光光子的能量是多少?(2)用它照射极限频

6、率为0=4.621014 Hz的金属钾时能否产生光电效应?(3)若能产生,则光电子的最大初动能为多少?(h=6.6310-34 Js)解析(1)紫光光子的能量E=h=hc=4.4210-19J(2)紫光频率=c=6.671014Hz,因为0,所以能产生光电效应。(3)光电子的最大初动能为Ekm=h-W=h(-0)=1.3610-19J。答案(1)4.4210-19 J(2)能(3)1.3610-19 J能力提升1.(多选)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能Ek,下列说法正确的是()A.对于同种金属,Ek与照射光的强度无关B.对于同种金属,Ek与照射光的波长成反比C.对于同种金属,Ek与

7、照射光的时间成正比D.对于同种金属,Ek与照射光的频率成线性关系E.对于不同种金属,若照射光频率不变,Ek与金属的逸出功成线性关系解析Ek=h-W0=hc-W0,同种金属逸出功相同,最大初动能与照射光强度无关,与照射光的波长有关但不是反比例函数关系,最大初动能与入射光的频率成线性关系,不同种金属,保持入射光频率不变,最大初动能Ek与逸出功成线性关系。答案ADE2.已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能Ek跟入射光的频率的关系图象如图中的直线1所示。某种单色光照射到金属锌的表面时,产生的光电子的最大初动能为E1。若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为E2,E2E1,关

8、于这种金属的最大初动能Ek跟入射光的频率的关系图象应是图中的()A.aB.bC.cD.上述三条图线都不正确解析根据光电效应方程知,Ek-为一次函数,普朗克常量h是斜率,h是确定的值,虽然金属的逸出功不同,但两个Ek-图象的斜率相同,两个直线平行,同时再利用Ek=h-W0,结合图象E2E1,h相同,所以W12,再由c=1=2,得到12,故选项C、D正确。答案CD4.频率为的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为Ekm。改为频率为2的光照射同一金属,所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)()A.Ekm-hB.2EkmC.Ekm+hD.Ekm+2h解析根据爱因斯坦光电效应方程得:Ekm=h-

9、W0,若入射光频率为2,则Ekm=h2-W0=2h-(h-Ekm)=h+Ekm,故选C。答案C5.(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解析增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目增多,光电流增大,A项正确;光电效应的发生与入射光的强度无关,B项错误;入射光频率小于时,若仍大于金属的截止频率,仍能发生光电效应,C项错误;增大入射光的频率时,由爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0可知

10、,光电子的最大初动能变大,D项正确。答案AD6.光电效应实验中,用波长为0的单色光A照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为02的单色光B照射该金属板时,光电子的最大初动能为,A、B两种光子的动量之比为。(已知普朗克常量为h、光速为c)解析由题意知hc0=Whc02=W+Ekm联立可得:Ekm=hc0.光子A的动量pA=h0光子B的动量pB=h02联立可得:pApB=12答案hc0127.铝的逸出功为4.2 eV,现用波长200 nm的光照射铝的表面。已知h=6.6310-34 Js,求:(1)光电子的最大初动能;(2)遏止电压;(3)铝的截止频率。解析(1)根据光电效应方程Ek=h-W0有Ek=hc-W0=6.6310-343.010820010-9J-4.21.610-19J=3.22510-19J(2)由Ek=eUc可得Uc=Eke=3.22510-191.610-19V=2.016V。(3)hc=W0知c=W0h=4.21.610-196.6310-34Hz=1.0141015Hz。答案(1)3.22510-19 J(2)2.016 V(3)1.0141015 Hz