2012高中物理 17.2科学的转折：光的粒子性每课一练 新新人教版选修3-5

用心 爱心 专心1 第第 2 2 节节 科学的转折 光的粒子性科学的转折 光的粒子性 每课一练每课一练 1 在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截止频率才能产生光电效应 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 s D 当入射光频率大于截止频率时 光电流强度与入射光强度成正比 图 17 1 6 2 2009 佛山检测 如图 17 1 6 所示 一验电器与锌板用导线相连 用紫外线光 源照射锌板时 验电器指针发生了偏转 下列判断正确的是 A 此时锌板带正电 B 紫外线越强 验电器的指针偏角越大 C 改用红外线照射锌板 验电器的指针一定会偏转 D 将一不带电的金属小球与锌板接触 则验电器指针偏角会减小 3 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 A h B Nh 1 2 C Nh D 2Nh 4 分别用波长为 和 的单色光照射同一金属板 发出的光电子的最大初动能之 2 3 比为 1 2 以h表示普朗克常量 c表示真空中的光速 则此金属板的逸出功为 A B 1 2 hc 3 2 hc C D 3 4 hc 4 5 hc 5 2009 苏锡常镇四市联考 频率为 的光子 具有的能量为h 动量为 将 h c 这个光子打在处于静止状态的电子上 光子将偏离原运动方向 这种现象称为光子的散 射 下列关于光子散射的说法正确的是 A 光子改变原来的运动方向 且传播速度变小 B 光子由于在与电子碰撞中获得能量 因而频率增高 C 由于受到电子碰撞 散射后的光子波长大于入射光子的波长 D 由于受到电子碰撞 散射后的光子频率小于入射光子的频率 图 17 1 7 6 如图 17 1 7 所示是某金属在光的照射下 光电子最大初动能Ek与入射光频率 的关系图象 由图象可知 A 该金属的逸出功等于E B 该金属的逸出功等于h 0 用心 爱心 专心2 C 入射光的频率为 0时 产生的光电子的最大初动能为E D 入射光的频率为 2 0时 产生的光电子的最大初动能为 2E 7 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 试计算原入射光的波长 已知该金属的逸出功为W0 图 17 1 8 8 如图 17 1 8 所示 阴极K用截止频率对应光波波长 0 0 66 m 的金属铯制 成 用波长 0 50 m 的绿光照射阴极K 调整两个极板间的电压 当A板电压比阴极 高出 2 5 V 时 光电流达到饱和 电流表示数为 0 64 A 求 1 每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能 2 如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的 2 倍 每秒钟阴极发射的光电子数和光 电子飞出阴极的最大初动能 参考答案 1 选 ABC 按照经典的光的波动理论 光的能量随光的强度的增大而增大 与光的频 率无关 金属中的电子必须吸收足够的能量后 才能从金属中逸出 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目越多 被电子吸收的光子 数目自然也多 这样产生的光电子数目也多 但是 光子不一定全部形成光电流 故应选 A B C 2 选 ABD 用紫外线照射锌板 锌板发生了光电效应 即锌板有电子逸出 锌板带正 电 A 正确 紫外线越强 即单位时间打在锌板上的光子越多 逸出的电子越多 锌板所 带的电荷量越多 验电器的指针偏角越大 B 正确 由于红外线的频率比紫外线的频率小 因此不一定能发生光电效应 验电器指针不一定会发生偏转 C 错误 将一不带电的金属 小球与锌板接触 锌板将部分电荷转移给金属小球 验电器指针的偏角将减小 D 正确 3 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 4 选 A 由光电效应方程得Ek1 h W0 c Ek2 h W0 c 2 3 又Ek2 2Ek1 用心 爱心 专心3 联立 得W0 1 2 hc 5 选 CD 碰撞后光子改变原来的运动方向 但传播速度不变 光子由于在与电子碰 撞中损失能量 因而频率减小 即 1 2 再由c 1 1 2 2 得到 1 2 故 选项 C D 正确 6 选 AB 题中图象反映了光电子的最大初动能Ek与入射光频率 的关系 根据爱因 斯坦光电效应方程Ek h W0 知当入射光的频率恰为该金属的截止频率 0时 光电子 的最大初动能Ek 0 此时有h 0 W0 即该金属的逸出功等于h 0 选项 B 正确 根据 图线的物理意义 有W0 E 故选项 A 正确 而选项 C D 错误 7 解析 由爱因斯坦光电效应方程 光电子的初动能Ek h W0 设遏止电压为 Uc eUc Ek 故eUc h W0 依题意列出 eUc h W0 c eUc h W0 nc 由 得 1 eUc h n 1 c 将 代入 得 n 1 hc W0 答案 n 1 hc W0 8 解析 1 光电流达到饱和时 阴极发射的光电子全部到达阳极A 阴极每秒钟发 射的光电子的个数 n 个 4 0 1012个 Imax e 0 64 10 6 1 6 10 19 根据爱因斯坦光电效应方程 光电子的最大初动能 mv h W0 h h 1 22max c c 0 6 63 10 34 3 108 J 1 0 50 10 6 1 0 66 10 6 9 6 10 20 J 2 如果照射光的频率不变 光强加倍 根据光