高中物理粵教版5第二章波粒二象性 第二章第二節(jié)光子

第二章波粒二象性第二節(jié)光子A級(jí)抓基礎(chǔ)1．關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的是()A．光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B．光電子的最大初動(dòng)能越大，形成的光電流越強(qiáng)C．能否產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，決定于入射光光子的能量是否大于或等于金屬的逸出功D．用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬一定不發(fā)生光電效應(yīng)解析：由光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，但是它們之間不是正比關(guān)系，A錯(cuò)．光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比，與光電子的最大初動(dòng)能無關(guān)，B錯(cuò)．用頻率是ν1的綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，改用頻率是ν2的黃光照射該金屬不一定不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)，C對(duì)．答案：C2．(多選)對(duì)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(qiáng)度大于某一極限強(qiáng)度B．入射光的波長小于某一極限波長C．入射光照射時(shí)間大于某一極限時(shí)間D．入射光的頻率不低于某一極限頻率解析：金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)必須滿足的條件是入射光的頻率大于該金屬的極限頻率或入射光的波長小于該金屬的極限波長，入射光的強(qiáng)度只影響光電流的大小，故B、D正確、A、C錯(cuò)誤．答案：BD3．當(dāng)具有eV能量的光子照射到某金屬表面后，從金屬表面逸出的電子具有的最大初動(dòng)能是eV.為了使這種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光的最低能量為()A．eV B．eVC．eV D．eV解析：由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0，得W0＝hν－Ekm＝eV－eV＝eV則入射光的最低能量為hνmin＝W0＝eV，故正確選項(xiàng)為B.答案：B4．頻率為ν的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm.改用頻率2ν的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為(h為普朗克常量)()A．Ekm－h(huán)ν B．EkmC．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν解析：設(shè)電子逸出功為W0，則由光電效應(yīng)方程可得：hν＝Ekm＋W02hν＝E′km＋W0，兩式聯(lián)立解得：E′km＝Ekm＋hν，選項(xiàng)C對(duì)．答案：C5．(多選)下列關(guān)于光電效應(yīng)的說法正確的是()A．若某材料的逸出功是W0，則它的極限頻率ν0＝eq\f(W0,h)B．光電子的初速度和照射光的頻率成正比C．光電子的最大初動(dòng)能和照射光的頻率成正比D．光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大解析：由光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0知，B、C錯(cuò)誤，D正確．若Ekm＝0，得極限頻率ν0＝eq\f(W0,h)，故A正確．答案：AD6．根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量ε等于(h為普朗克常量，c、λ為真空中的光速和波長)()A．heq\f(c,λ) B．heq\f(λ,c)C．hλ \f(h,λ)解析：由愛因斯坦光子說知，光子的能量E＝hν，而c＝νλ.故E＝heq\f(c,λ)，A項(xiàng)正確．答案：AB級(jí)提能力7．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示．則可判斷出()A．甲光的頻率大于乙光的頻率B．乙光的波長大于丙光的波長C．乙光對(duì)應(yīng)的極限頻率大于丙光的極限頻率D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能解析：根據(jù)eU0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W0，入射光的頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓U0越大．甲光、乙光的遏止電壓相等，所以甲光、乙光的頻率相等，A錯(cuò)．丙光的遏止電壓大于乙光的遏止電壓，所以丙光的頻率大于乙光的頻率，則乙光的波長大于丙光的波長，故B正確．同一金屬，極限頻率是相同的，C錯(cuò)．丙光的遏止電壓大于甲光的遏止電壓，所以甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能，D錯(cuò)．答案：B8.(多選)如圖所示，用某單色光照射光電管的陰極K，會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)．在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片逐漸增大加在光電管上的電壓，直至電流表中電流恰為零，此時(shí)電壓表的電壓值U稱為反向遏止電壓．現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測得反向遏止電壓分別為U1和U2.設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，下列說法正確的是()A．頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU1,m))B．頻率為ν2的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(eU2,2m))C．陰極K金屬的逸出功為W0＝eq\f(e（U1ν2－U2ν1）,ν1－ν2)D．陰極K的極限頻率是ν0＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)解析：在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，逃逸出的光電子在反向電場中做減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理可得－eU＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，解得光電子的最大初速度為vmax＝eq\r(\f(2eU,m))，所以頻率為ν1的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU1,m))，用頻率為ν2的光照射時(shí)，光電子的最大初速度為eq\r(\f(2eU2,m))，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可得hν1＝eU1＋W0，hν2＝eU2＋W0，聯(lián)立可得W0＝eq\f(e（U1ν2－U2ν1）,ν1－ν2)，h＝eq\f(e（U1－U2）,ν1－ν2)，陰極K金屬的極限頻率ν0＝eq\f(U1ν2－U2ν1,U1－U2)，C、D正確．答案：ACD9．(多選)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為eV的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的讀數(shù)為mA.移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于V時(shí)，電流表讀數(shù)為0.則()A．光電管陰極的逸出功為eVB．電鍵K斷開后，沒有電流流過電流表GC．光電子的最大初動(dòng)能為eVD．改用能量為eV的光子照射，沒有電流流過電流表G解析：該裝置所加的電壓為反向電壓，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于V時(shí)，電流表示數(shù)為0，則知光電子的最大初動(dòng)能為eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程，得逸出功W0＝eV，故A、C正確；當(dāng)電鍵K斷開后，用光子能量為eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，有光電子逸出，則有電流流過電流表，故B錯(cuò)誤；改用能量為eV的光子照射，由于光電子的能量小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，無光電流，D對(duì)．故選A、C、D.答案：ACD10．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的極限頻率相應(yīng)的波長為λ0，該金屬的逸出功為______．若用波長為λ(λ＜λ0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為__________．已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h.解析：金屬的逸出功W0