鲁科版选修35光电效应 康普顿效应 实物粒子的波粒二象性 第1课时 作业.docx

5.1光电效应 5.2康普顿效应5.3实物粒子的波粒二象性1.康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量入射光和电子的作用可以看成弹性碰撞，则当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，如图512给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰撞过程中动量_(选填“守恒”或“不守恒”)，能量_(选填“守恒”或“不守恒”)，碰后光子可能沿_(选填“1”、“2”或“3”)方向运动，并且波长_(选填“不变”、“变小”或“变长”) 碰前碰后图512【审题指导】(1)看成弹性碰撞把握动量、能量守恒(2)利用光的频率与波长的关系c/计算【解析】光子与电子碰撞过程满足动量守恒和能量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一致，由矢量合成知识可知碰撞后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由eh知，频率变小，再根据c知，波长变长【答案】守恒守恒1变长2用下面哪种射线照射同一种金属最有可能产生光电效应，且逸出的光电子的速率最大（）a紫外线 b可见光c红外线 d伦琴射线答案：d解析：在四种电磁波中，伦琴射线的频率最大对同一种金属逸出功相同，根据光电效应方程可知，频率大的光子入射后逸出的光电子的最大初动能大，速率也最大3.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从光照射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将减小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【解析】根据光电效应的实验规律知，从光照射金属表面到光电子发射的时间间隔极短，这与光的强度无关，故a错误；实验规律还指出，逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关，光电流与入射光强度成正比，由此可知，b、d错误，c正确【答案】c4在演示光电效应实验中，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 锌板带负电，指针带正电d锌板带负电，指针带负电【解析】弧光灯发出的紫外线照射锌板，发生光电效应，有电子从锌板飞出，锌板由于失去电子而带正电；验电器与锌板相连接，指针带正电故b项正确【答案】b5光电效应实验中，下列表述正确的是()a光照时间越长光电流越大b入射光足够强就可以有光电流c遏止电压与入射光的频率有关d入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析：选cd要产生光电效应入射光的频率必须大于一个最小频率，即极限频率，当入射光的频率小于极限频率时，不管光的强度多大都不会产生光电效应，与光照时间无关，故d正确，a、b错误；对同一种金属，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，遏止电压越大，c正确。6硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。若有n个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)()ah b.nhcnh d2nh解析：选c光子能量与频率有关，一个光子能量为h，n个光子能量为nh，故c正确。7光电效应的规律(多选)光电效应的实验结论是：对某种金属()a无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应b无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应c超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小d超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率0，只有入射光子的频率大于极限频率0时，才会发生光电效应，选项a正确、b错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增加而增大，选项d正确、c错误。答案：ad8光的波粒二象性的理解用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片。这些照片说明()a光只有粒子性没有波动性b光只有波动性没有粒子性c少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性d少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性解析：光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故d正确。答案：d9(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子()a一定落在中央亮纹处b一定落在亮纹处c可能落在暗纹处d落在中央亮纹处的可能性最大解析：大量光子的行为显示出波动性，当大量光子通过单缝时光子落在亮纹处的概率较大，尤其是中央亮纹处，依题将有95%以上的光子落在中央亮纹处，落在其他亮处相对少一些，落在暗纹处光子最少，要注意暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而已。只让一个光子通过单缝，这个光子落在哪一位置是不可确定的，可以落在亮纹处，也可以落在暗纹处，只是落在中央亮纹处的机会更大(有95%以上)。答案：cd10.研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极k)，钠极板发射出的光电子被阳极a吸收，在电路中形成光电流。下列光电流i与a、k之间的电压uak的关系图象中，正确的是()解析：根据光电效应方程知，频率相同的光照射金属，光电子的最大初动能相等，根据mveuc，知遏止电压相等，光越强，光电流越大，故c正确。答案：c11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(直线与横轴的交点为4.27，与纵轴交点为0.5)。由图可知()a该金属的截止频率为4.271014 hzb该金属的截止频率为5.51014 hzc该图线的斜率表示普朗克常量d该金属的逸出功为0.5 ev解析：由光电效应方程ekhw0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项a正确，b错误；图线的斜率表示普朗克常量h，c正确；该金属的逸出功w0hc6.6310344.271014 j1.77 ev或w0hek6.6310345.51014 j0.5 ev1.78 ev，选项d错误。答案：ac12卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()a证明了质子的存在b证明了原子核是由质子和中子组成的c证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里d说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动【解析】粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以c对，a、b错；玻尔发现了电子轨道量子化，d错【答案】c13根据玻尔原子结构理论，氦离子(he)的能级图如图13211所示电子处在n3轨道上比处在n5轨道上离氦核的距离_(选填“近”或“远”)当大量he处在n4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条图13211【解析】根据玻尔理论rnn2r1可知电子处在n3的轨道上比处在n5的轨道上离氦核的距离近大量he处在n4的激发态时，发射的谱线有6条【答案】近614(多选)光电效应的实验结论是：对某种金属() a无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应b无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应c超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小d超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大答案：ad每种金属都有它的极限频率0，只有入射光子的频率大于极限频率0时，才会发生光电效应，选项a正确，b错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增加而增大，选项d正确，c错误15. 研究光电效应规律的实验装置如图1214所示，用频率为的光照射光电管阴极k时，有光电子产生由于光电管k、a间加的是反向电压，光电子从阴极k发射后将向阳极a做减速运动光电流i由图中电流计g测出，反向电压u由电压表v测出当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压uc，在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是() 图1214答案：b由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故a、d图象正确；从金属中发出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达阳极的光电子数减少，故c图象正确；由光电效应方程可知：hh0ekm，而eucekm，所以有hh0euc，由此可知，b图象错误1.利用光电管研究光电效应实验，如图所示，用频率为的可见光照射阴极k，电流表中有电流通过，则()a用紫外线照射，电流表不一定有电流通过b用红光照射，电流表一定无电流通过c用频率为的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头移到m端时，电流表中一定无电流通过d用频率为的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头向n端滑动时，电流表示数可能不变答案d解析因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项a错误；因不知阴极k的极限频率，所以用红光照射时，不一定发生光电效应，所以选项b错误；即使uak0，电流表中也有电流，所以选项c错误；当滑动触头向n端滑动时，uak增大，阳极a吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极a时，电流达到最大，即饱和电流若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大uak，光电流也不会增大，所以选项d正确2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该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答案c解析光照射金属时能否产生光电效应，取决于入射光的频率是否大于金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关，故选项a、b、d均错误；又因，所以选项c正确3一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是()a若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加b若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加c若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应d若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加答案ad解析光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小当入射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加而增加光的照射强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加故正确选项有a、d.4利用光电管研究光电效应实验如图212所示，用频率为的可见光照射阴极k，电流表中有电流通过，则 ()图212a用紫外线照射，电流表一定有电流通过b用红光照射，电流表一定无电流通过c用红外线照射，电流表可能有电流通过d用频率为的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头移到a端时，电流表中一定无电流通过e用频率为的可见光照射k，当滑动变阻器的滑动触头向b端滑动时，电流表示数可能不变【解析】因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，选项a正确因不知阴极k的截止频率，所以用红光照射时，也可能发生光电效应，所以选项b错误，c正确即使uak0，电流表中也可能有电流通过，所以选项d错误当滑动触头向b端滑动时，uak增大，阳极a吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极a时，电流达到最大，即饱和电流若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大uak，光电流也不会增大，所以选项e正确【答案】ace5用波长为的光照射金属的表面，当遏止电压取某个值时，光电流便被截止。当光的波长改变为原波长的1/n后，已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的倍。试计算