2019-2020学年高中物理 第2章 波粒二象性 第2节 光子课后提能训练 粤教版选修3-5

1 第第 2 2 节节 光子光子 基础达标 1 2019 年上海名校二模 以下关于光子说的基本内容 不正确的说法是 a 光子的能量跟它的频率有关 b 紫光光子的能量比红光光子的能量大 c 光子是具有质量 能量和体积的实物微粒 d 在空间传播的光是不连续的 而是一份一份的 每一份叫一个光子 答案 c 解析 根据e h 判断出光子的能量与光子的频率成正比关系 故 a 正确 在可见 光的范围内 紫光的频率最大 而红光的频率最小 根据公式e h 可得紫光的能量大 故 b 正确 光子具有能量 但没有静止质量 也没有具体的体积 它不是实物粒子 故 c 错误 光是在空间传播的电磁波 是不连续的 是一份一份的能量 每一份叫做一个光子 故 d 正确 本题选择不正确的 故选 c 2 2019 年宜昌校级期中 下列宏观概念中 是量子化的有 a 物体的质量 b 弹簧振子的能量 c 汽车的个数 d 卫星绕地球运行的轨道 答案 c 解析 汽车的个数的数值只能取正整数 不能取分数或小数 因而是不连续的 是 量子化的 其他三个物理量的数值都可以取小数或分数 甚至取无理数也可以 因而是连 续的 非量子化的 3 下表给出了一些金属材料的逸出功 材料铯钙镁铍钛 逸出功 10 19 j 3 04 35 96 26 6 现用波长为 400 nm 的单色光照射上述材料 能产生光电效应的材料最多有几种 普朗 克常量h 6 63 10 34 j s 光速c 3 0 108 m s a 2 种 b 3 种 c 4 种 d 5 种 答案 a 解析 要发生光电效应 则入射光的能量必须大于金属的逸出功 由题可算出波长 2 为 400 nm 的光的能量为e h h 6 63 10 34 j 4 97 10 19 j 大 c 3 0 108 400 10 9 于铯和钙的逸出功 所以 a 选项正确 4 如图所示 a b两束平行光入射到三棱镜上 已知这两束平行光中一束为红光 另一束为蓝光 经三棱镜折射后这两束光交会于光屏m上的同一点n 对于a b两束平行 光的颜色的判断 以及在这两束平行光照射到某种金属板时能否产生光电效应的下述说法 中 正确的有 a a为红光束 b为蓝光束 若光束a照射某金属板时能发生光电效应 则不管光束 b的强度如何 用它照射该金属板时必能产生光电效应 b a为红光束 b为蓝光束 若光束a照射某金属板时能发生光电效应 则光束b只 要有足够的强度 用它照射该金属板时必能产生光电效应 c a为蓝光束 b为红光束 若光束b照射某金属板时能发生光电效应 则不管光束 a的强度如何 用它照射该金属板时必能产生光电效应 d a为蓝光束 b为红光束 若光束b照射某金属板时能发生光电效应 则光束a只 要有足够的强度 用它照射该金属板时必能产生光电效应 答案 c 解析 由光速a b经三棱镜折射后这两束光能交会于光屏上的同一点n 说明光束 a的折射率大 对应的频率高 因此 a光束为蓝光 b光束为红光 当入射光的频率高于 极限频率时 即使入射光的强度不高 也一定能发生光电效应 如果用b光照射能发生光 电效应 用a光束照射一定能发生光电效应 由以上所述可知 c 项正确 a b d 均错 误 5 2019 年静安二模 根据爱因斯坦的 光子说 可知 a 光子说 本质就是牛顿的 微粒说 b 只有光子数很多时 光才具有粒子性 c 一束单色光的能量可以连续变化 d 光的波长越长 光子的能量越小 答案 d 解析 光子说 提出光子既有波长又有动量 是波动说和粒子说的统一 不同于牛 顿的 微粒说 故 a 错误 当光子数很少时 显示粒子性 大量光子显示波动性 故 b 错 误 爱因斯坦的 光子说 提出在空间传播的光是不连续的 而是一份一份的 每一份叫 做一个光子 每个光子的能量为e h 故光的能量是不连续的 故 c 错误 光的波长越 3 大 根据 频率越小 故能量e h 越小 故 d 正确 c 6 多选 用两束频率相同 强度不同的紫外线分别照射两同种金属的表面 均能产生 光电效应 那么 a 两束光的光子能量相同 b 两种情况下逸出的光电子个数相同 c 两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同 d 两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同 答案 ac 解析 由 h ekm h w0知两束光的光子能量相同 照射金属得到的光电子 的最大初动能相同 故 a c 正确 由于两束光强度不同 逸出光电子个数不同 故 b 错 7 多选 如图所示为一真空光电管的应用电路 其阴极金属材料的极限频率为 4 5 1014 hz 则以下判断正确的是 a 发生光电效应时 电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率 b 发生光电效应时 电路中的光电流的饱和值取决于入射光的强度 c 用 0 5 m 的光照射光电管时 电路中有光电流产生 d 光照射时间越长 电路中的光电流越大 答案 bc 解析 在光电管中若发生了光电效应 单位时间内发射光电子的数目只与入射光的 强度有关 光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关 据此可判断 a d 错误 波长 0 5 m 的光子的频率 6 1014 hz 4 5 1014 hz 可发生光电效应 所 c 以选项 b c 正确 8 多选 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 直线与横轴的交点坐标为 4 27 与纵轴交点坐标为 0 5 由图可知 a 该金属的截止频率为 4 27 1014hz b 该金属的截止频率为 5 5 1014 hz c 该图线的斜率表示普朗克常量 4 d 该金属的逸出功为 0 5 ev 答案 ac 解析 图线在横轴上的截距为截止频率 a 正确 b 错误 由光电效应方程 ek h w0可知图线的斜率为普朗克常量 c 正确 金属的逸出功为 w0 h c 6 63 10 34 ev 1 77 ev d 错误 4 27 1014 1 6 10 19 能力提升 9 一单色光照到某金属表面时 有光电子从金属表面逸出 下列说法中正确的是 a 无论增大入射光的频率还是增加入射光的强度 金属的逸出功都不变 b 只延长入射光照射时间 光电子的最大初动能将增加 c 只增大入射光的频率 光电子的最大初动能将增大 d 只增大入射光的频率 光电子逸出所经历的时间将缩短 e 只增大入射光的强度 单位时间内逸出的光电子数目将增多 ace 解析 即使增大入射光的频率 或增加入射光的强度 金属逸出功仍将不变 它只 与极限频率有关 故 a 正确 根据光电效应方程ek h w可知 光电子的最大初动能由 入射光的频率和逸出功决定 即使只延长入射光照射时间 光电子的最大初动能也将不变 故 b 错误 根据光电效应方程可知 光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定 只增大入射光的频率 光电子的最大初动能将增大 故 c 正确 发生光电效应的条件是入 射光的频率大于截止频率 光电子逸出所经历的时间几乎同时 故 d 错误 光的强弱不影 响光电子的能量 只影响单位时间内发出光电子的数目 只增大入射光的强度 单位时间 内逸出的光电子数目将增多 故 e 正确 10 频率为 的光照射到一种金属表面上 有电子从金属表面逸出 当所加反向电压 u的大小增大到 3 v 时 光电流刚好减小到零 已知这