粤教版选修35光电效应 光子 第1课时 作业 (1).docx

2.1光电效应2.2光子1用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)(b)(c)所示的图象，则()a图象(a)表明光具有粒子性b图象(c)表明光具有波动性c用紫外线观察不到类似的图象d实验表明光是一种概率波解析：图象(a)曝光时间短，通过的光子数很少，呈现粒子性，a正确图象(c)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，b正确该实验表明光是一种概率波，d正确紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，c错误答案：abd2已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 hz 和5.441014 hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的()a波长b频率c能量 d动量解析：根据爱因斯坦光电效应方程ekmhh0，因为钙的0大，所以能量ekm小，频率小，波长大，选项b、c错误，选项a正确；根据物质波波长，所以钙逸出的光电子动量小，选项d错误答案：a3 2017年年初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发生了波长在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：光子的能量eh，c，联立解得e21018 j，b项正确答案：b4.如图所示，当一束一定强度某一频率的黄光照射到光电管阴极k上时，此时滑片p处于a、b中点，电流表中有电流通过，则()a若将滑动触头p向b端移动时，电流表读数有可能不变b若将滑动触头p向a端移动时，电流表读数一定增大c若用红外线照射阴极k时，电流表中一定没有电流通过d若用一束强度相同的紫外线照射阴极k时，电流表读数不变解析：所加的电压，使光电子到达阳极，则灵敏电流表中有电流流过，且可能处于饱和电流，当滑片向b端移动时，电流表读数有可能不变；当滑片向a端移动时，所加电压减小，则光电流可能减小，也可能不变，故a正确，b错误若用红外线照射阴极k时，因红外线频率小于可见光，但是不一定不能发生光电效应，电流表不一定没有电流，故c错误；若用一束强度相同的紫外线照射阴极k时，紫外线的频率大于红外线的频率，则光子数目减小，电流表读数减小，故d错误答案：a5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8.34 ev，若将二者的图线画在同一个ek坐标系中，如图所示用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是()解析：依据光电效应方程ekhw0可知，ek图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的ek图线应该平行图线的横轴截距代表频率0，而0，因此钨的截止频率小些，综上所述，a图正确答案：a6已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 hz和5.441014 hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的()a波长 b频率c能量 d动量解析：由爱因斯坦光电效应方程hw0mv，又由w0h0，可得光电子的最大初动能mvhh0，由于钙的截止频率大于钾的截止频率，所以钙逸出的光电子的最大初动能较小，因此它具有较小的能量、频率和动量，b、c、d错；又由cf可知光电子频率较小时，波长较大，a对答案：a7在甲、乙两次不同的光电效应实验中，得到如图所示的相应的ucv图象，已知电子电荷量为e，则下列判断正确的是a甲、乙图线斜率表示普朗克常数hb甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功大c在能发生光电效应的前提下，用频率相同的光照射金属，甲实验中光电子的最大初动能比乙实验中光电子的最大初动能大d在乙实验中用某一频率的光照射金属发生光电效应，用频率相同的光在甲实验中照射金属一定能发生光电效应【答案】cd乙实验中光电子的最大初动能大，故c正确；在乙实验中用某一频率的光照射金属发生光电效应，由于甲实验中金属的逸出功比乙实验中金属的逸出功小，那么用频率相同的光在甲实验中照射金属一定能发生光电效应，故d正确；故选cd。【名师点睛】此题考查光电效应方程的应用，掌握ucv图象的截距与斜率的含义，理解光电效应发生条件，注意图线斜率并不表示普朗克常数h。8.(2018重庆万州二中模拟)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压uc与入射光频率的关系图象如图所示，则由图象可知()a若已知电子电荷量e，就可以求出普朗克常量hb遏止电压是确定的，与照射光的频率无关c入射光的频率为2c时，产生的光电子的最大初动能为hcd入射光的频率为3c时，产生的光电子的最大初动能为hc解析：根据光电效应方程ekhw0和euc0ek得，uc，可知当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率呈线性关系，b错误；因为uc，知图线的斜率等于，从图象上可以得出斜率的大小，若已知电子电荷量e，可以求出普朗克常量h，a正确；从图象上可知逸出功w0hc，根据光电效应方程得ekh2cw0hc，c正确；ekh3cw02hc，d错误答案：ac9.在光电效应实验中，先后用两束光照射同一个光电管，若实验所得光电流i与光电管两端所加电压u间的关系曲线如图所示，则下列说法中正确的是()aa光频率大于b光频率ba光波长大于b光波长ca光强度高于b光强度da光照射光电管时产生光电子的最大初动能较大答案c解析对同一光电管，不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，由题图可知，对a、b两种光，反向截止电压相同，说明光的频率、波长相同，a、b两项错误；a光照射时的饱和电流比b光照射时的饱和电流大，说明a光强度高于b光强度，c项正确；金属的逸出功及照射光的频率相同，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光照射光电管时产生光电子的最大初动能相同，故d项错误。10.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图像已知钨的逸出功是3.28 ev，锌的逸出功是3.34 ev，若将二者的图线画在同一个ek 坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是()解析：依据光电效应方程ekhw可知，ek图线的斜率代表普朗克常量h，因此钨和锌的ek图线应该平行图线的横轴截距代表截止频率0，而0，因此钨的截止频率小些，综上所述，a图正确答案：a11(多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能ek，下列说法正确的是()a对于同种金属，ek与照射光的强度无关b对于同种金属，ek与照射光的时间成正比c对于同种金属，ek与照射光的频率成线性关系d对于不同种金属，若照射光频率不变，ek与金属的逸出功成线性关系解析：发生光电效应，一个电子获得一个光子的能量，ekhw，所以ek与照射光的强度无关，与光照射的时间无关，a正确，b错误；由ekhw可知，对同种金属，ek与照射光的频率成线性关系，若频率不变，对不同金属，ek与w成线性关系，c、d正确答案：acd12.(多选)(波粒二象性)下列说法正确的是()a.普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论b.大量的电子通过双缝后在屏上能形成明暗相间的条纹,这表明所有的电子都落在明条纹处c.电子和其他微观粒子都具有波粒二象性d.光波是一种概率波,光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的,这是光子自身的固有性质答案：ac解析：普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论,a正确;不可能所有的电子都落在明条纹处,只是电子落到该处的概率大,b错误;所有粒子都具有波粒二象性,c正确;波粒二象性是光的根本属性,与光子之间的相互作用无关,d错误。13.一个德布罗意波波长为1的中子和另一个德布罗意波波长为2的氘核同向正碰后结合成一个氚核,该氚核的德布罗意波波长为()a.b.c.d.答案：a解析：中子的动量p1=,氘核的动量p2=,同向正碰后形成的氚核的动量p3=p2+p1,所以氚核的德布罗意波波长3=,a正确。14用功率p01 w的光源照射离光源r3 m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长663 nm的单色光，试计算：(1)1 s内打到金属板1 m2面积上的光子数；(2)若取该金属原子半径r10.51010 m，则金属表面上每个原子平均需隔多少时间才能接收到一个光子？解析：(1)离光源r3 m处的金属板1 m2面积上1 s内接收的光能e08.85103 j每个光子的能量eh31019 j所以每秒接收的光子数n2.951016个(2)每个原子的截面积为s1r7.851021 m2把金属板看成由原子密集排列组成的，则面积s1上接收的光的功率p8.851037.851021 w6.951023 w每两个光子落在原子上的时间间隔t s4 317 s.答案：(1)2.951016个(2)4 317 s15.(2018苏北名校联考)用频率为的光照射光电管阴极时，产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律如图所示，uc为遏止电压已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，求：(1)光电子的最大初动能ekm；(2)该光电管发生光电效应的极限频率0.解析：(1)ekmeuc.(2)由光电效应方程有ekmhw，其中wh0，解得0.答案：(1)euc(2)16已知某金属表面接受波长为和2的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能分别为30ev和10ev，求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少?【答案】4【解析】根据（1分）波长为的单色光照射时：（1分）波长为2的单色光照射时：（1分）联立解得：所以极限波长为4（1分）17.在如图所示的装置中，k为一个金属板，a为一个金属电极，都密封在真空玻璃管中，单色光可通过玻璃壳照在k上，e为可调直流电源。实验发现，当用某种频率的单色光照射k时，k会发出电子(光电效应)，这时，即使a、k间的电压等于零，回路中也有电流，当a的电势低于k时，电流仍不为零。a的电势比k低得越多，电流越小，当a比k的电势低到某一值uc(遏止电压)时，电流消失。当改变照射光的频率时，遏止电压uc也将随之改变。如果某次实验根据测出的一系列数据作出的uc图象如图所示，若知道电子的电荷量e，则根据图象可求出该金属的截止频率为_，该金属的逸出功w0为_，普朗克常量h为_。答案ceu0