粤教版选修35 光电效应 光子 第1课时 作业.docx

4.2光电效应与光的量子说4.3光的波粒二象性1多选(2018天津联考)关于光电效应，下列说法正确的是()a极限频率越大的金属材料逸出功越大b只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应c从金属表面逸出来的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比d若发生了光电效应且入射光的频率一定时，光强越强，单位时间内逸出的光电子数就越多解析：选ad由逸出功wh0知，极限频率越大，逸出功越大，故a正确；光电效应与入射光的频率有关，与入射光的强度和光的照射时间无关，故b错误；根据光电效应方程ekmhw0得，最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，故c错误；在发生光电效应的情况下，入射光的强度越高，单位时间内逸出光电子的数目越多，故d正确。22017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm109 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h6.61034 js，真空光速c3108 m/s)()a1021 jb1018 jc1015 j d1012 j解析：选b光子的能量eh，c，联立解得e21018 j，b项正确。3实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿散射，下列说法中正确的是( )a该过程不遵循能量守恒定律b该过程不遵循动量守恒定律c散射光中存在波长变长的成分d散射光中存在频率变大的成分解析：选d康普顿认为光子与电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，可以推知，在逆康普顿效应中，同样遵循能量守恒与动量守恒，故a、b错误；由题可知，在逆康普顿散射的过程中有能量从电子转移到光子，则光子的能量增大，根据公式：eh可知，散射光中存在频率变大的成分，或者说散射光中存在波长变短的成分，故c错误，d正确。4下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是()答案a解析随着温度的升高，辐射强度增加，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，a正确。5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减小c单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少d有可能不发生光电效应答案c解析根据光电效应的实验规律知，从光照至金属表面到发射出光电子的时间间隔极短，这与光的强度无关，故选项a错误。实验规律还指出，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，饱和光电流与入射光的强度成正比，由此可知，b、d错误，c正确。6下列叙述中正确的是()a一切物体都在辐射电磁波b一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关c黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关d黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波答案acd解析根据热辐射的定义，a正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，b错误，c正确；由黑体的定义知d正确。7.如图所示，真空中金属板m上方存在一垂直纸面向里的矩形有界磁场，边界on到m板的距离为d。用频率为的紫外线照射m板(接地)，只要磁感应强度不大于b0，就有电子越过边界on。已知电子的电荷量为e，质量为m，普朗克常量为h。以下说法正确的是()a若增大紫外线的照射强度，单位时间从m板逸出的电子增多b若减小紫外线的照射强度，电子从m板逸出的最大初动能减小c从m板逸出电子的最大初动能为d该金属的逸出功为h答案ad解析增大照射光强度，即单位时间光子数增多，照射m板，单位时间内逸出的光电子数增加，a正确；根据光电效应方程ekhw0，可知光电子的最大初动能与照射光的强度无关，b错误；由题意可知，磁感应强度为b0时，沿水平方向射出的电子运动轨迹会与no相切，即r，结合qvb0m和ekmv2，联立可得ek，逸出功w0h，c错误，d正确。8(多选)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：ab9.一细束平行光，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上如图所示，已知金属板b上有光电子逸出，可知()a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：c10(多选)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以()a改用红光照射 b改用紫光照射c改用蓝光照射 d增加绿光照射时间答案bc解析光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，d错误；最大初动能与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能，a错误，b、c正确。11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)()aekmh b2ekmcekmh dekm2h答案c解析根据爱因斯坦光电效应方程得：ekmhw0，若入射光频率变为2，则ekmh2w02h(hekm)hekm，故选c。12(多选)某半导体激光器发射波长为1.5106 m，功率为5.0103 w的连续激光。已知可见光波长的数量级为107 m，普朗克常量h6.631034 js，该激光器发出的是()a是紫外线b是红外线c光子能量约为1.31018 jd光子数约为每秒3.81016 个答案bd解析波长的大小大于可见光的波长，属于红外线，故a错误、b正确；光子能量eh6.631034 j1.3261019 j，故c错误；每秒钟发出的光子数n3.81016，故d正确。13(多选)如图所示是光控继电器的示意图，k是光电管的阴极。下列说法正确的是()a图中a端应是电源的正极b只要有光照射k，衔铁就被电磁铁吸引c只要照射k的光强度足够大，衔铁就被电磁铁吸引d只有照射k的光频率足够大，衔铁才被电磁铁吸引答案ad解析电路中要产生电流，则a端接电源的正极，使逸出的光电子在光电管中加速，放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁芯磁化，将衔铁吸住，a正确。根据光电效应产生的条件可知，只有照射k的光频率大于金属的极限频率时，才能产生光电效应，产生光电效应时，衔铁才被电磁铁吸引，b错误、d正确。根据光电效应方程知，能否发生光电效应与入射光的强度无关，由金属的逸出功和入射光的频率决定，故c错误。14在某次光电效应实验中，得到的遏止电压uc与入射光的频率的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为_，所用材料的逸出功可表示为_。答案ekeb解析由光电效应方程，光电子的最大初动能mv2hw0。根据动能定理，eucmv2，联立解得：uc。对照题图可知：图象斜率k，解得普朗克常量hek。图象在纵轴上的截距b，解得所用材料的逸出功w0eb。15几种金属的逸出功w0见下表：金属钨钙钠钾铷w0