高中物理人教版5第十七章波粒二象性2光的粒子性 第十七章2光的粒子性

第十七章波粒二象性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ε＝hν知，光子能量ε与其频率ν成正比，故D选项正确．答案：CD2．某一金属在一束绿光的照射下发生了光电效应，则下列说法正确的是()A．若改用红光照射也一定能发生光电效应B．若增大绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能可能变大C．若增大绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子的数目一定增多D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子的数目一定增多解析：用红光照射时，小于绿光的频率，则不一定发生光电效应，故A错误．某金属在一束绿光的照射下，发生了光电效应，增大绿光的强度，逸出的光电子的最大初动能不变，单位时间内发出的光电子数目增加，故B错误，C正确．改用紫光照射，由于紫光的频率大于绿光的频率，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，则逸出的光电子的最大初动能增大，但是单位时间内逸出的光电子的数目不一定增多，故D错误．答案：C3．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.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h＝×10－34J·s，由图可知()A．该金属的极限频率为×1014HzB．该金属的极限频率为×1014HzC．该金属的逸出功为8×10－20JD．该图线斜率的倒数表示普朗克常量解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，Ek－ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为×1014Hz，故A正确，B错误．当Ek＝hν－W＝0时，逸出功为W＝hν0＝×10－34J·s××1014Hz≈×10－19J，故C错误．由Ek＝hν－W知，该图线的斜率表示普朗克常量h，故D错误．答案：AA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ε＝hν，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．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10－7sD．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光的强度成正比解析：由ε＝hν＝heq\f(c,λ)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＝hν－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：D3．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ν的关系图象．从图中可知()A．Ek与ν成正比B．入射光频率必须大于或等于截止频率νc时，才能产生光电效应C．对同一种金属而言，Ek仅与ν有关D．Ek与入射光强度成正比解析：由Ek＝hν－W0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λa>λb>λc.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()A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，不能发生光电效应C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多D．c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λa>λb>λc及波长、频率的关系知：三束单色光的频率关系为：νa<νb<νc.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νc，则()A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当入射光的频率ν大于νc时，若ν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νc，所以逸出功W0＝hνc，再由Ek＝hν－W0得，Ek＝2hνc－hνc＝hνc，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Ek＝hν－W0＝hν－hνc＝h(ν－νc)可得，当ν增大一倍时：eq\f(Ek′,Ek)＝eq\f(2ν－νc,ν－νc)≠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ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换同样频率为ν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)()A．U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W,e) B．U＝eq\f(2hν,e)－eq\f(W,e)C．U＝2hν－W D．U＝eq\f(5hν,2e)－eq\f(W,e)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ν的强光照射阴极K，发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhν＝2、3、4…，根据eU＝nhν－W，可知U＝eq\f(nhν,e)－eq\f(W,e)，所以B正确．答案：B8.(多选)如图所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为×1014Hz，则以下判断正确的是()A．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C．用λ＝μm的光照射光电管时，电路中产生光电流D．光照射时间越长，电路中的光电流越大解析：在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关．据此可判断A、D错误；波长λ＝μm的光子的频率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,×10－6)Hz＝6×1014Hz＞×1014Hz，可发生光电效应．所以选项B、C正确．答案：BC9．铝的逸出功为eV，现用波长200nm的光照射铝的表面．已知h＝×10－34J·s，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＝hν－W0有Ek＝eq\f(