高二物理第十七章 第2节 - 无答案

金版教程作业与测评·物理选修3-5[R]第2节光的粒子性一、光电效应及其实验规律1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的eq\o(□,\s\up4(01))_______从表面逸出的现象。2．光电子：光电效应中发射出来的eq\o(□,\s\up4(02))_________。3．光电效应的实验规律(1)存在着饱和电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流eq\o(□,\s\up4(03))________。(2)存在着遏止电压和截止频率①遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc，与初速度的上限vc满足以下关系：eq\o(□,\s\up4(04))______________。实验表明，对于一定颜色(频率)的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的，光的频率ν改变时，遏止电压Uc也会改变。这表明光电子的能量只与入射光的eq\o(□,\s\up4(05))________有关。②截止频率：能使某种金属发生光电效应的eq\o(□,\s\up4(06))_______频率νc(又叫极限频率)。(3)光电效应具有eq\o(□,\s\up4(07))_______性：光电效应中产生电流的时间不超过10－9s。4．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的eq\o(□,\s\up4(08))_______值，用W0表示，不同金属的逸出功eq\o(□,\s\up4(09))________。二、光子说及爱因斯坦的光电效应方程1．光子说：在空间传播的光是不连续的，而是eq\o(□,\s\up4(01))__________的，每一份叫做光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝eq\o(□,\s\up4(02))____。其中h＝6.63×10－34J·s，称为普朗克常量。2．光电效应方程(1)表达式：eq\o(□,\s\up4(03))_______________。(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是eq\o(□,\s\up4(04))______，这些能量一部分用于克服金属的eq\o(□,\s\up4(05))___________，剩下的表现为逸出后电子的eq\o(□,\s\up4(06))______________。三、康普顿效应和光子的动量1．光的散射光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生eq\o(□,\s\up4(01))______，这种现象叫做光的散射。2．康普顿效应美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长eq\o(□,\s\up4(02))_______λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。3．康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的eq\o(□,\s\up4(03))_________的一面。4．光子的动量(1)表达式：eq\o(□,\s\up4(04))____________。(2)说明：在康普顿效应中，入射光子与晶体中电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，光子的动量变小。因此，有些光子散射后波长eq\o(□,\s\up4(05))__________。典型考点一光电效应的实验规律1．下列对光电效应的解释，正确的是()A．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大2．关于光电效应实验现象，下列说法正确的是()A．入射光的频率一定，光电流随着入射光强度的增大而增大B．遏止电压随着入射光的强度增强而增大C．照射时间越长，光电子的最大初动能越大D．入射光的波长大于极限波长时不能发生光电效应典型考点二光电效应方程3．(多选)某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象。当用某一频率的光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，电流计中有电流通过。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰好为零，此时电压表的电压值称为遏止电压。现用频率为ν的绿光照射阴极，测量到遏止电压为U，设电子电量为e，普朗克常量为h，则()A．逸出的光电子的最大初动能为eUB．阴极K的逸出功W0＝hν－eUC．如改用紫光照射，则光电子的最大初动能一定增大D．如改用紫光照射，则阴极K的逸出功一定增大4.某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象。闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为遏止电压。现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m、电荷量为e，则下列说法中正确的是()A．用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v＝eq\r(\f(eU1,m))B．阴极K金属的逸出功W0＝eU1C．阴极K金属的极限频率νc＝eq\f(U1ν1－U2ν2,U1－U2)D．普朗克常量h＝eq\f(eU1－U2,ν1－ν2)典型考点三康普顿效应及光子的动量5．(多选)关于康普顿效应，下列说法中正确的是()A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的粒子性D．康普顿效应进一步表明了光子具有动量6.光子有能量，也有动量，动量p＝eq\f(h,λ)，它也遵守有关动量的规律。如图所示，真空中有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。当用平行白光从前面向后垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时的转动情况(俯视)，下列说法中正确的是()A．顺时针方向转动 B．逆时针方向转动C．都有可能 D．不会转动1.一束单色光照射到某种金属板上时能发生光电效应，下列说法正确的是()A．光电子的最大初动能与入射光频率成正比B．入射光波长越短，逸出的光电子最大初动能越大C．入射光强度越大，逸出的光电子最大初动能越大D．入射光频率越高，该金属板的逸出功越大2．(多选)关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是()A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子B．用光照射金属不能发生光电效应，是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应3．关于光电效应，下列几种表述正确的是()A．金属的极限频率与入射光的频率成正比B．光电流的强度与入射光的强度无关C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应4.在光电效应实验中，李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．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光的光照强度小于乙光的光照强度5．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是()A．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内从金属内逸出的光电子数目增多B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．发生光电效应时，光电子的逸出不可认为是瞬时的D．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生6．有关对光电效应的解释，下列说法正确的是()A．金属内的电子可以吸收一个或一个以上的光子，当电子积累的能量足够大时，就能从金属中逸出B．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功C．发生光电效应时，若入射光越强，则光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．用频率是ν1的绿光照射某金属恰好发生了光电效应，而改用频率是ν2的黄光照射该金属一定发生光电效应7.(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7V时，电流表读数为0。则()A．光电管阴极的逸出功为1.8eVB．开关K断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7eVD．改用能量为1.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小8．(多选)在光电效应实验中，某同学按如图a方式连接电路，利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间电压UAK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)如图b所示，则下列说法中正确的是()A．甲、乙两光的光照强度相同B．丙光照射阴极时，极板的逸出功最大C．甲、乙、丙三光的频率关系为ν甲＝ν乙<ν丙D．若把滑动变阻器的滑片P向右滑动，光电流不一定增大9．A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都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，则下列说法正确的是()A．A、B两种光子的频率之比为1∶2B．A、B两种光子的动量之比为1∶2C．该金属的逸出功W0＝EA－2EBD．该金属的极限频率νc＝eq\f(EA－EB,h)10．如图所示是使用光电管的原理图。当频率为ν的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。如果将变阻器的滑动端P由A向B滑动，通过电流表的电流强度将会________(填“增加”“减小”或“不变”)。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为________(已知电子电量为e)。如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将________(填“增加”“减小”或“不变”)。11．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K两极之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s。结合图象，求：(以下所求结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数；(2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳；(3)该阴极材料的极限频率。12．美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据。密立根的实验目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光的频率ν，由此计算普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性。如图所示，是根据某次实验作出的Uc­ν图象，电子的电荷量e＝1.6×10－19C。试根据图象和题目中的已知条件：(1)写出爱因斯坦光电效应方程(用Ek、h、ν、W