《2016-2017学年高中物理 第17章 波粒二象性 2 光的粒子性课时作业 新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年高中物理 第17章 波粒二象性 2 光的粒子性课时作业 新人教版选修3-5（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2光的粒子性一、A组(20分钟)1.下列利用光子说对光电效应的解释正确的是()A.金属表面的一个电子只能吸收一个光子B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出,成为光电子C.金属表面的一个电子吸收若干个光子,积累了足够的能量才能从金属表面逸出D.无论光子能量大小如何,电子吸收光子并积累能量后,总能逸出成为光电子解析:根据光子说,金属中的一个电子一次只能吸收一个光子,只有所吸收的光子频率大于金属的截止频率,电子才能逃离金属表面,成为光电子,且光子的吸收是瞬时的,不需时间的积累,故只有选项A正确。答案:A2.频率为的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为Ekm。改为频率为2的光照射同一金属,所产生光
2、电子的最大初动能为(h为普朗克常量)()A.Ekm-hB.2EkmC.Ekm+hD.Ekm+2h解析:根据爱因斯坦光电效应方程得Ekm=h-W0,若入射光频率变为2,则Ekm=h2-W0=2h-(h-Ekm)=h+Ekm,故选C。答案:C3.科学研究证明,光子有能量也有动量,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的波长为,碰撞后的波长为,则碰撞过程中()A.能量守恒,动量守恒,且=B.能量不守恒,动量不守恒,且=C.能量守恒,动量守恒,且 解析:能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律,适用于宏观世界,也适用于微观世界。光子与电子碰撞时遵循这两个守恒规律,光子与电子碰
3、撞前光子的能量=h=h,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子,光子的能量=h=h,由,可知,选项C正确。答案:C4.下列说法中正确的是()A.光子射到金属表面时,可能有电子发出B.光子射到金属表面时,一定有电子发出C.电子轰击金属表面时,可能有光子发出D.电子轰击金属表面时,一定没有光子发出解析:光的频率需达到一定值时照射到金属表面才会有电子发出;电子如果能量不够大,轰击金属表面就不会有光子发出。因此,选A、C。答案:AC5.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.入射光频率大于截止频率才能产生光电
4、子解析:只有当入射光频率大于截止频率时才能发生光电效应,如果入射光频率小于截止频率,不论光多么强也不会产生光电流,选项B错误,D正确;光电流的大小只与单位时间流过单位截面积的光电子数目有关,而与光照时间的长短无关,选项A错误;遏止电压即反向电压,eU=Ek,Ek=h-W0,故eU=h-W0,与入射光的频率有关,当改变入射光频率时,遏止电压也会变化,选项C正确。答案:CD6.如图所示,电路中所有元件完好,光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过。其原因可能是()A.入射光太弱B.入射光波长太长C.光照时间太短D.电源正负极接反解析:光电管电路中形成电流的条件:一是阴极在光的照射下有光电子逸出,
5、二是逸出的光电子应能在电路中定向移动到达阳极。其中有无光电子逸出取决于入射光的频率是否高于阴极材料的极限频率,与入射光的强弱、照射时间长短无关;光电子能否到达阳极,应由光电子的初动能大小和光电管两极间所加电压的正负和大小共同决定。一旦电源正负极接反且电压超过遏止电压,即使具有最大初动能的光电子也不能到达阳极,即使发生了光电效应,电路中也不能形成光电流。故该题的正确选项是B、D。答案:BD7.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。则可判断出()A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的
6、截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析:由题图说明丙光对应的光电子的最大初动能最大,即丙光的频率最高(波长最小),B项正确,D项错误;甲光和乙光的频率相同,A项错误;由于是同一光电管,所以截止频率是一样的,C项错误。答案:B8.在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为0,该金属的逸出功为。若用波长为(0)的单色光做该实验,则其遏止电压为。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h。解析:由W0=h0=h,又eUc=Ek,且Ek=h-W0,=,所以Uc=。答案:h9.导学号97280046A、B两种光子的能量之比为21,它们都
7、能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB。求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。解析:光子能量=h,动量p=,且=得p=,则pApB=21A照射时,光电子的最大初动能EA=A-W0。同理,EB=B-W0,解得W0=EA-2EB。答案:21EA-2EB二、B组(20分钟)1.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象,直线与横轴的交点坐标(4.27,0),与纵轴交点坐标(0,0.5)。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
8、0.5 eV解析:图线在横轴上的截距为截止频率,选项A正确,选项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,选项C正确;金属的逸出功为W0=h0= eV1.77 eV,选项D错误。答案:AC2.用同一频率的光照射到甲、乙两种不同的金属上,它们释放的光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的轨道半径之比为R甲R乙=31,则下列说法中正确的是()A.两种金属的逸出功之比为31B.两种光电子的速度大小之比为31C.两种金属的逸出功之比为13D.两种光电子的动量大小之比为31解析:光电子在磁场中做匀速圆周运动,由evB=m得R=,动量大小和速度大小均和环绕半径成正比
9、,选项B、D正确;光电子的最大初动能之比为91,由爱因斯坦光电效应方程可得:金属的逸出功W=h-mv2,所以两种金属的逸出功的比值不确定,选项A、C错误。答案:BD3.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:入射光的频率相同,则光电子的最大初动能相同,由-eU=知,两种情况下遏止电压相同,故选项A、B错误;光电流的强度与入射光的强度成正比,所以强光的光电流比弱光的光电流大,故选项C正确,选项D错误。答案:C4.导学号9728
10、0047小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量h=6.6310-34 Js。(1)图甲中电极A为光电管的(选填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率之间的 关系如图乙所示,则铷的截止频率c= Hz,逸出功W0= J;(3)如果实验中入射光的频率=7.001014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek= J。解析:(1)在光电效应中,电子向A极运动,故电极A为光电管的阳极。(2)由题图可知,铷的截止频率c为5.151014 Hz,逸出功W0=hc=6.6310-345.151014 J3.4110-19 J。(3)当入射光
11、的频率为=7.001014 Hz时,由Ekm=h-hc得,光电子的最大初动能为Ekm=6.6310-34(7.00-5.15)1014 J1.2310-19 J。答案:(1)阳极(2)5.1510143.4110-19(3)1.2310-195.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)解析:由爱因斯坦的光电效应方程得光电子的初动能Ek=h-W0设遏止电压为Uc,则Ek=eUc联立得eUc=h-W0即eUc=-W0eUc=h-W0减得(-1)eUc=h(n-1)将代入得=。答案:
