高中物理人教版5第十七章波粒二象性2光的粒子性 第十七章2光的粒子性

第十七章波粒二象性2光的粒子性1．(多選)下列對光子的認(rèn)識，正確的是()A．光子說中的光子就是牛頓在微粒說中所說的粒子B．光子說中的光子就是光電效應(yīng)中的光電子C．在空間中傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個光量子，簡稱光子D．光子的能量跟光的頻率成正比解析：根據(jù)光子說，在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個光量子，簡稱光子，而牛頓的微粒說中的微粒指的是宏觀世界的微小顆粒，光電效應(yīng)中的光電子指的是金屬內(nèi)的電子吸收光子后克服原子核的庫侖引力等束縛，逸出金屬表面的粒子，故A、B選項錯誤，C選項正確．由ε＝hν知，光子能量ε與其頻率ν成正比，故D選項正確．答案：CD2．某一金屬在一束綠光的照射下發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列說法正確的是()A．若改用紅光照射也一定能發(fā)生光電效應(yīng)B．若增大綠光的照射強度，則逸出的光電子的最大初動能可能變大C．若增大綠光的照射強度，則單位時間內(nèi)逸出的光電子的數(shù)目一定增多D．若改用紫光照射，則單位時間內(nèi)逸出的光電子的數(shù)目一定增多解析：用紅光照射時，小于綠光的頻率，則不一定發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯誤．某金屬在一束綠光的照射下，發(fā)生了光電效應(yīng)，增大綠光的強度，逸出的光電子的最大初動能不變，單位時間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)目增加，故B錯誤，C正確．改用紫光照射，由于紫光的頻率大于綠光的頻率，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，則逸出的光電子的最大初動能增大，但是單位時間內(nèi)逸出的光電子的數(shù)目不一定增多，故D錯誤．答案：C3．用紫光照射某金屬恰可發(fā)生光電效應(yīng)，現(xiàn)改用較強的太陽光照射該金屬，則()A．可能不發(fā)生光電效應(yīng)B．逸出光電子的時間明顯變長C．逸出光電子的最大初動能不變D．單位時間逸出光電子的數(shù)目變小解析：由于太陽光中含有紫光，所以照射該金屬時仍能發(fā)生光電效應(yīng)且逸出的光電子的最大初動能不變，A項錯誤，C項正確；產(chǎn)生光電效應(yīng)的時間幾乎是瞬時的，B項錯誤；又因為光強變強，所以單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目變大，D項錯誤．答案：C4．(多選)在演示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計相連，用弧光燈(紫外線)照射鋅板時，靜電計的指針就張開一個角度，如圖所示，這時()A．鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B．鋅板帶正電，指針帶正電C．若用黃光照射鋅板，則不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象D．若用紅光照射鋅板，則鋅板能發(fā)射光電子解析：鋅板在紫外線照射下，發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，有光電子飛出，故鋅板帶正電，部分正電荷轉(zhuǎn)移到靈敏靜電計上，使指針帶正電，B對，A錯；紅光和黃光的頻率都小于紫外線的頻率，都不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，C對，D錯．答案：BC5.如圖所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h＝×10－34J·s，由圖可知()A．該金屬的極限頻率為×1014HzB．該金屬的極限頻率為×1014HzC．該金屬的逸出功為8×10－20JD．該圖線斜率的倒數(shù)表示普朗克常量解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W，Ek－ν圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為×1014Hz，故A正確，B錯誤．當(dāng)Ek＝hν－W＝0時，逸出功為W＝hν0＝×10－34J·s××1014Hz≈×10－19J，故C錯誤．由Ek＝hν－W知，該圖線的斜率表示普朗克常量h，故D錯誤．答案：AA級抓基礎(chǔ)1．紅、橙、黃、綠四種單色光中，光子能量最小的是()A．紅光 B．橙光C．黃光 D．綠光解析：按照愛因斯坦的光子說，光子的能量ε＝hν，h為普朗克常量，說明光子的能量與光的頻率成正比，而上述四種單色光中，綠光的頻率最大，紅光的頻率最小，故光子能量最小的是紅光，所以選項A正確．答案：A2．關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A．只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能發(fā)生B．光電子的最大初動能跟入射光的強度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的時間一般都大于10－7sD．發(fā)生光電效應(yīng)時，單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強度成正比解析：由ε＝hν＝heq\f(c,λ)知，當(dāng)入射光波長大于極限波長時，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯．由Ek＝hν－W0知，最大初動能由入射光頻率決定，與入射光的強度無關(guān)，故B錯．發(fā)生光電效應(yīng)的時間一般不超過10－9s，故C錯．答案：D3．對于任何一種金屬，能發(fā)生光電效應(yīng)的條件是()A．入射光的強度大于某一極限強度B．入射光的波長大于某一極限波長C．入射光照射時間大于某一極限時間D．入射光的頻率不低于某一截止頻率答案：D4．(多選)如圖所示是光電效應(yīng)中光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象．從圖中可知()A．Ek與ν成正比B．入射光頻率必須大于或等于截止頻率νc時，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．對同一種金屬而言，Ek僅與ν有關(guān)D．Ek與入射光強度成正比解析：由Ek＝hν－W0知B、C正確，A、D錯誤．答案：BCB級提能力5．現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λa>λb>λc.用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應(yīng)．若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定()A．a(chǎn)光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)B．c光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)C．a(chǎn)光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多D．c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小解析：由a、b、c三束單色光的波長關(guān)系λa>λb>λc及波長、頻率的關(guān)系知：三束單色光的頻率關(guān)系為：νa<νb<νc.故當(dāng)b光束恰能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，a光束必然不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，c光束必然能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A對，B錯；又因為發(fā)生光電效應(yīng)時釋放的光電子數(shù)目與光照強度有關(guān)，光照越強，光電子數(shù)目越多，由于光照強度未知，所以光電子數(shù)目無法判斷，C錯；光電子的最大初動能與入射光頻率有關(guān)，頻率越高，最大初動能越大，所以c光束照射時釋放出的電子的最大初動能最大，D錯．故正確選項為A.答案：A6．(多選)已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的截止頻率為νc，則()A．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B．當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為hνcC．當(dāng)入射光的頻率ν大于νc時，若ν增大，則逸出功增大D．當(dāng)入射光的頻率ν大于νc時，若ν增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍解析：因入射光的頻率大于極限頻率時會產(chǎn)生光電效應(yīng)，所以A正確；因為金屬的極限頻率為νc，所以逸出功W0＝hνc，再由Ek＝hν－W0得，Ek＝2hνc－h(huán)νc＝hνc，故B正確；因為逸出功是光電子恰好逸出時需要做的功，對于同種金屬是恒定的，故C錯誤；由Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)νc＝h(ν－νc)可得，當(dāng)ν增大一倍時：eq\f(Ek′,Ek)＝eq\f(2ν－νc,ν－νc)≠2，故D錯誤．答案：AB7．以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在短時間內(nèi)能吸收到一個光子而從金屬表面逸出．強激光的出現(xiàn)豐富了人們對于光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子電效應(yīng)，這已被實驗證實．光電效應(yīng)實驗裝置示意如圖．用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)，換同樣頻率為ν的強激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U，光電流會逐漸減?。划?dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量)()A．U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W,e) B．U＝eq\f(2hν,e)－eq\f(W,e)C．U＝2hν－W D．U＝eq\f(5hν,2e)－eq\f(W,e)解析：一個電子吸收一個光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為ν的強光照射陰極K，發(fā)生了光電效應(yīng)，即吸收的光子能量為nhν＝2、3、4…，根據(jù)eU＝nhν－W，可知U＝eq\f(nhν,e)－eq\f(W,e)，所以B正確．答案：B8.(多選)如圖所示為一真空光電管的應(yīng)用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為×1014Hz，則以下判斷正確的是()A．發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B．發(fā)生光電效應(yīng)時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度C．用λ＝μm的光照射光電管時，電路中產(chǎn)生光電流D．光照射時間越長，電路中的光電流越大解析：在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)．據(jù)此可判斷A、D錯誤；波長λ＝μm的光子的頻率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,×10－6)Hz＝6×1014Hz＞×1014Hz，可發(fā)生光電效應(yīng)．所以選項B、C正確．答案：BC9．鋁的逸出功為eV，現(xiàn)用波長200nm的光照射鋁的表面．已知h＝×10－34J·s，求：(1)光電子的最大初動能；(2)遏止電壓；(3)鋁的截止頻率．解析：(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0有Ek＝eq\f(