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

1 能量量子化 2 光的粒子性主动成长夯基达标1.光电效应中，从同一金属逸出的电子动能的最大值（）a.只跟入射光的频率有关b.只跟入射光的强度有关c.跟入射光的频率和强度都有关d.除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照时间有关思路解析：根据光电效应的规律知，光电子最大初动能ek只取决于入射光的频率，故选项a正确.答案：a 2.光电效应的四条规律中，波动说不能解释的有()a.入射光的频率必须大于被照金属的极限频率时才能产生光电效应b.光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大c.入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9 sd.当入射光频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比思路解析：此题应从光电效应规律与经典的波动理论的矛盾着手去解答.按照经典的光的波动理论，光的能量随光强度的增大而增大，与光的频率无关，金属中的电子必须吸收足够的能量后，才能从中逸出.电子有一个能量积蓄的时间，光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的光子数愈多，被电子吸收的光子数自然也多，这样产生的光电子数也多.但是，光子不一定全部形成光电流，故应选a、b、c.答案：abc 3.利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是（）a.金属表面的一个电子只能吸收一个光子b.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子c.金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出d.无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子思路解析：根据光子说，金属中的一个电子一次只能吸收一个光子，若所吸收的光子频率大于金属的极限频率，电子才能逃离金属表面，成为光电子，且光子的吸收是瞬时的，不需时间的积累，故选项a正确.答案：a 4.下列四种单色光中光子能量最小的是()a.红光b.橙光c.黄光d.绿光思路解析：按爱因斯坦的光子说，光子的能量e=h,说明光子的能量与光的频率成正比，而题中四种光中，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.答案：a 5.用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应，在下列情况下仍能发生光电效应的是()a.用红光照射金属钾，而且不断增加光的强度b.用较弱的紫外线照射金属钾c.用黄光照射金属钾，且照射时间很长d.只要入射光的波长小于绿光的波长，就可发生光电效应思路解析：光电效应的发生存在一个极限频率，同时对应着极限波长，只要照射光的频率大于极限频率（对应着小于极限波长）就会发生光电效应，与照射光的强度无关，红光和黄光的频率均小于绿光的频率，而紫光频率大于绿光的频率，故正确选项是b、d.答案：bd 6.用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，就要()a.改用红光照射b.增大绿光强度c.增大光电管的加速电压d.改用紫光照射思路解析：用绿光照射光电管时，能发生光电效应，说明绿光光子的能量大于该金属的逸出功，根据光电效应方程ek=h-w,现在要增大逸出的光电子的最大初动能，必须增大照射光电子的能量.由于红光光子的能量小，紫光光子的能量较大，改用紫光照射才行，选项d正确.增大绿光的强度只能增加光电子的个数，不能增大最大动能.答案：d 7.对光电效应的解释正确的是()a.金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能从金属中逸出b.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应c.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大d.由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光最低频率也不同思路解析：按照爱因斯坦光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大.但要使电子离开金属，需使电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，因此只要光的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应.从金属中逸出时，只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功，不同金属逸出功不同.故正确选项有b、d.答案：bd8.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连.用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图17-1-3所示，这时（）图17-1-3a.锌板带正电，指针带负电b.锌板带正电，指针带正电c.锌板带负电，指针带正电d.锌板带负电，指针带负电思路解析：本题应从光电效应、验电器原理来考虑解答.锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器的指针亦带正电.故选b.答案：b 9.一细束平行光，经玻璃三棱镜折射后分解成互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上.如图17-1-4所示，已知金属板b上有光电子逸出，可知（）图17-1-4a.板a一定有光电子逸出b.板a一定无光电子逸出c.板c一定有光电子逸出d.板c一定无光电子逸出思路解析：光经棱镜出射光线发生偏折，频率高的偏折角大，因此，照射金属c的光的频率比照射b的光的频率高，而照射a的光的频率比照射b的光的频率低.由此可知：a上不一定有光电子逸出，而c上一定有光电子逸出，c正确.答案：c 10.关于光电效应的规律，下面的说法正确的是()a.当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大b.当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，产生的光电子数越多c.同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大d.对某金属，入射光波长必须小于等于某一极限波长，才能产生电效应思路解析：由光电效应规律知，对于某种金属，其逸出功是一个定值，当照射光的频率一定时，光子的能量是一定的，产生的光电子的最大初动能也是一定的，若提高照射光的频率，则产生的光电子最大初动能也将增大，要想使某种金属发生光电效应，必须使照射光的频率大于其极限频率0,因刚好发生光电效应时，光电子的初动能为零，有h0=w.所以0=wh，又0=c0,若照射光频率0,即0=hcw时能发生光电效应.同一频率的光照射到不同的金属上时，因各种金属的逸出功不相同，产生的光电子的最大初动能也不相同，逸出功越小，即电子摆脱金属的束缚越容易，电子脱离金属表面时获取的动能越大.若照射光的频率不变，对于特定的金属，增加光强，不会增加光电子的最大初动能，因频率不变时，入射光的光子能量不变，但由于光强的增加，入射光的光子数目增多，因而产生的光电子数目也随之增多.答案：abd11.如图17-1-5所示为光电管电路的示意图，在光电管电路中()图17-1-5a.能够把光信号转变为电信号b.电路中的电流是由光电子的运动形成的c.光照射到光电管的a极产生光电子并飞向k极d.光照射到光电管的k极产生光电子并飞向a极思路解析：在光电管中，当光照射到阴极k时，将发射出光电子，被a极的正向电压吸引而奔向a极，形成光电流，使电路导通.照射光的强度越大，产生的光电流越大，这样就把光信号转变为电信号，实现了光电转换.答案：abd 12.已知某种金属在一束黄光照射下能产生光电效应，下列说法中正确的是()a.若增加一束同样的黄光照射，逸出的光电子数目会增加b.若增加一束同样的黄光照射，逸出的光电子最大初动能增加c.若改用一束强度相同的紫光照射，逸出的光电子数目会增加d.若改用一束强度相同的紫光照射，逸出的光电子最大初动能增加思路解析：黄光照射金属板发生光电效应，逸出的光电子数目与入射光子的多少有关，现增加一束同样的黄光，入射光子增加，可使逸出的光电子数目增加，选项a正确.金属表面上的电子从金属中逸出需要克服金属原子核的引力做功，即是逸出功，从不同金属中逸出的电子克服原子核引力的逸出功不同，当入射光的光子能量等于逸出功时，入射光的频率就是极限频率，可知由于不同金属的逸出功不同，所以不同金属的极限频率不同.由光电效应规律知，光电子的最大初动能与入射光强度（单位时间内入射到金属单位面积上的光子总能量）无关，只随入射光的频率增大而增大，依题意，增加一束同样的黄光，入射光子的能量不变，逸出功不变，则逸出光子的最大初动能不变，选项b错误.题设改为一束强度相同的紫光照射，紫光的光子能量大于黄光的光子能量，则单位时间入射到金属表面的光子数减少，则逸出的光电子数目会减少，选项c错误.紫光的光子能量大于黄光的光子能量，逸出功不变，可见紫光照射时，光电子最大初动能增加，选项d正确.答案：ad13在半径r=10 m的球壳中心有一盏功率为p=40 w的钠光灯（可视为点光源），发出的钠黄光的波长为=0.59 m,已知普朗克常量h=6.6310-34 js,真空中光速c=3108 m/s.试求每秒钟穿过s=1 cm2