高中物理 第十七章 波粒二象性 1 能量量子化 2 光的粒子性达标训练 新人教版选修3-5.doc

1 能量量子化 2 光的粒子性更上一层楼基础巩固1.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学探究的方法来说，这属于( )a.等效替代 b.控制变量c.科学假说 d.数学归纳解析：本题考查物理思维方法，爱因斯坦根据光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于科学猜想，是否正确需要实践的进一步检验，这种方法是科学假说.答案：c2.关于光电效应，下列说法中正确的是( )a.光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大b.只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应c.在光电效应中，饱和电流的大小与入射光的频率无关d.任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能使它发射光电效应解析：由光电效应的四条规律可知选项d是正确的.由光电效应方程可以推出光电子的最大初动能应随着入射光的频率的增大而增大，所以选项a正确.饱和电流的大小与光强有关，但不等于说入射光频率，饱和光电流与光强成正比的结论应在入射光频率一定的条件下才成立.若入射光强度一定时，入射光的光子数便取决于光子的能量了，根据光子说可知e=h，频率越大的光子数就少，饱和光电流便小了，所以在光强一定时，入射光的频率越大，则饱和电流越小.所以选项c错误.能否发生光电效应和光电子的最大初动能都与光强无关，所以选项a、b错误.答案：d3.某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使金属产生光电效应的是( )a.延长光照时间 b.增大光的强度c.换用波长较短的光照射 d.换用频率较低的光照射解析：对某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，所以选项a、b错误.没有发生光电效应，说明入射光的频率小于极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，减小波长，所以选项c正确，d错误.答案：c4.(2004天津理综)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常数为6.6310-34 js，光速为c，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为( )a.2.310-18 w b.3.810-19 w c.7.010-48 w d.1.210-48 w解析：p=2.310-18 w，所以选项a正确.答案：a5.a、b两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应，如果产生光电流的最大值分别为ia、ib，且iaib，则下列关系正确的是( )a.照射光的波长abb.照射光的光子能量eaebc.单位时间内照射到金属板的光子数nanbd.照射光的频率ab解析：由光电效应的规律可知，当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比，与入射光的频率无关，而入射光的强度由单位时间里照射到金属板的光子数决定.所以选c项.答案：c6.当用一束紫外线照射装在原不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是( )a.验电器内的金属箔带正电b.有电子从锌板上飞出来c.有正离子从锌板上飞出来d.锌板吸收空气中的正离子解析：发生光电效应时有光电子逸出，锌板上将由于缺少电子而带正电，所以选项a、b正确，选项c、d错误.答案：ab7.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，而频率保持不变，那么( )a.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加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小d.有可能不发生光电效应解析：发生光电效应几乎是瞬时的，所以a项错.入射光强度减弱，说明单位时间内的入射光子数目减少；频率不变，说明光子的能量不变，逸出的光电子量大初动能也就不变，选项b错.入射光子数目减少，逸出的光电子数目也就减少，故c项正确.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，说明入射光频率高于这种金属的极限频率，一定能发生光电效应，故d项错.答案：c8.光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400700 nm.400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值是多少？解析：由=h=h计算.400 nm的电磁辐射的能量子=h=h= j=4.9710-19 j;700 nm的电磁辐射的能量子=h=h= j=2.8410-19 j.9.在光电效应的实验中：(1)如果入射光强度增加，将产生什么结果？(2)如果入射光的频率增加，将产生什么结果？答案：(1)当入射光的频率高于极限频率时，光强增加，发射的光电子数目增多；当入射光的频率低于极限频率时，无论光强怎么增加，都不会有光电子发射出来.(2)入射光的频率增加，发射的光电子最大初动能增加.综合应用10.用频率为的光照射到某种金属材料上，产生光电子的最大初动能为ek，若以频率2的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是( )a.2ek b.ek+h c.ek-h d.ek+2h解析：根据爱因斯坦光电效应方程ek=h-w0可得：当入射光的频率为时，可计算出该金属的逸出功w= ek-h，当入射光的频率为2时，光电子的最大初动能为ek=2h-w0= ek+h.所以选项b正确.答案：b11.(2006全国理综)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0( )a.当用频率为20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子b.当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0c.当照射光的频率大于0时，若增大，则逸出功增大d.当照射光的频率大于0时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：当入射光的频率大于等于金属的极限频率时，就会发生光电效应，a选项正确.由于金属材料一定，极限频率一定，逸出功w逸=h0一定，0为极限频率，增大，逸出功不变，c选项错误.由爱因斯坦光电效应方程ekm=h-w逸，得=20时，ekm=h-w逸=2h0-h0=h0，当增大一倍，=40时，ekm=h-w逸=4h0-h0=3h0，所以b选项正确，d选项错误.所以a、b选项正确.答案：ab12.(2006全国理综)红光和紫光相比( )a.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大b.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大c.红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小d.红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小解析：此题只需比较红光和紫光的区别就行了，红光与紫光相比，红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快，正确答案为b.答案：b13.(2006上海)利用光电管产生光电流的电路如图17-1-8所示，电源的正极应接在端_(填“a”或“b”)；若电流表读数为8 a，则每秒从光电管阴极发射的光电子至少是_个(已知电子电荷量为1.610-19 c).图17-1-8解析：由题意知，电路图为利用光电管产生光电流的实验电路，光电管的阴极为k，光电子从k极发射出来要经高电压加速，所以a端应该接电源正极，b端接电源负极，假定从阴极发射出来的光电子全部到达阳极a，则每秒从光电管阴极发射出来的光电子数目为n=51013(个).答案：a 5101314.假如一个光子与一个静止的电子碰撞，光子并没有被吸收，只是被电子反弹回来，散射光子的频率与原来光子的频率相比哪个大？为什么？解析：入射光子与一个静止电子碰撞，要把一部分动量转移给电子，因而光子动量变小，从p=看，动量p减小意味着波长变大，因此散射后光子波长变大，频率变小.15.(2004上海)在光电效应实验中，如果实验仪器及线路完好，当光照射到光电管上时