高中物理 第十七章 波粒二象性 2 光的粒子性课堂演练 新人教版选修35

2 光的粒子性1(多选)下列对光子的认识，正确的是()A光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的粒子B光子说中的光子就是光电效应中的光电子C在空间中传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，简称光子D光子的能量跟光的频率成正比解析：根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，简称光子，而牛顿的微粒说中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒，光电效应中的光电子指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面的粒子，故A、B选项错误，C选项正确由h知，光子能量与其频率成正比，故D选项正确答案：CD2白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果.美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖.假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比()A频率变大B速度变小C光子能量变大 D波长变长解析：光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故C错误；由、Eh可知光子频率变小，波长变长，故A错误，D正确；由于光子速度是不变的，故B错误.答案：D3用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较强的太阳光照射该金属，则()A可能不发生光电效应B逸出光电子的时间明显变长C逸出光电子的最大初动能不变D单位时间逸出光电子的数目变小解析：由于太阳光中含有紫光，所以照射该金属时仍能发生光电效应且逸出的光电子的最大初动能不变，A项错误，C项正确；产生光电效应的时间几乎是瞬时的，B项错误；又因为光强变强，所以单位时间内逸出的光电子数目变大，D项错误答案：C4(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()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，则不能产生光电效应现象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，部分正电荷转移到灵敏静电计上，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，都不能产生光电效应，C对，D错答案：BC5用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek图象.已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个Ek坐标图中，用实线表示钨，用虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是()解析：依据光电效应方程EkhW0可知，Ek图线的斜率代表了普朗克常量h，因此钨和锌的Ek图线应该平行.图线的横轴截距代表了截止频率c，而c，因此钨的c大些.综上所述，B图正确.答案：BA级抓基础1红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A红光B橙光C黄光 D绿光解析：按照爱因斯坦的光子说，光子的能量h，h为普朗克常量，说明光子的能量与光的频率成正比，而上述四种单色光中，绿光的频率最大，红光的频率最小，故光子能量最小的是红光，所以选项A正确答案：A2科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子.假设光子与电子碰撞前的波长为，碰撞后的波长为，则碰撞过程中()A能量守恒，动量不守恒，且B能量不守恒，动量不守恒，且C能量守恒，动量守恒，且解析：光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据Eh，光子的频率减小，根据知，波长变长，即，C正确.答案：C3对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是()A入射光的强度大于某一极限强度B入射光的波长大于某一极限波长C入射光照射时间大于某一极限时间D入射光的频率不低于某一截止频率答案：D4(多选)如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象从图中可知()AEk与成正比B入射光频率必须大于或等于截止频率c时，才能产生光电效应C对同一种金属而言，Ek仅与有关DEk与入射光强度成正比解析：由EkhW0知B、C正确，A、D错误答案：BCB级提能力5现有a、b、c三束单色光，其波长关系为abc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定()Aa光束照射时，不能发生光电效应Bc光束照射时，不能发生光电效应Ca光束照射时，释放出的光电子数目最多Dc光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小解析：由a、b、c三束单色光的波长关系abc及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：abc.故当b光束恰能使金属发生光电效应时，a光束必然不能使该金属发生光电效应，c光束必然能使该金属发生光电效应，A对，B错；又因为发生光电效应时释放的光电子数目与光照强度有关，光照越强，光电子数目越多，由于光照强度未知，所以光电子数目无法判断，C错；光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以c光束照射时释放出的电子的最大初动能最大，D错故正确选项为A.答案：A6(多选)已知能使某金属产生光电效应的截止频率为c，则()A当用频率为2c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为2c的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hcC当入射光的频率大于c时，若增大，则逸出功增大D当入射光的频率大于c时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：因入射光的频率大于极限频率时会产生光电效应，所以A正确；因为金属的极限频率为c，所以逸出功W0hc，再由EkhW0得，Ek2hchchc，故B正确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误；由EkhW0hhch(c)可得，当增大一倍时：2，故D错误答案：AB7以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内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K，没有发生光电效应，换同样频率为的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，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U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)()AU BUCU2hW DU解析：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光照射阴极K，发生了光电效应，即吸收的光子能量为nh2、3、4 ，根据eUnhW，可知U，所以B正确答案：B8图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法不正确的是()图甲图乙A由图线、可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B由图线、可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大D不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应解析：由图线、可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A说法正确；根据光电效应方程可得： EkmhvW0eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B说法正确；根据最大初动能： EkmeUc中，遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大，故C说法正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D说法错误.所以选D.答案：D9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h6.631034 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EkhW0有EkW0 J4.21.61019 J3.2251019 J.(2)由EkeUc可得Uc V2.016 V.(3)由hcW0得c Hz1.0141015 Hz.答案：(1)3.2251019 J(2)2.016 V(3)1.0141015 Hz6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375