20192020高中物理第十七章波粒二象性2光的粒子性练习含解析新人教版选修

2光的粒子性基础巩固(多选)下列关于光子的说法中,正确的是()在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子光子的能量由光强决定,光强大,每份光子的能量一定大光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比光子可以被电场加速解析按照爱因斯坦的光子说,在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光子,光子的能量&=hv,与光的强度无关,故AC正确,B错误；光子不带电,不能被电场加速，D错误。答案AC(多选)在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连,用弧光灯(紫外线)照射锌板时,静电计的指针就张开一个角度 ,如图所示,这时( )锌板带正电,指针带负电锌板带正电,指针带正电若用黄光照射锌板,则可能不产生光电效应现象若用红光照射锌板，则锌板能发射光电子解析锌板在紫外线照射下,发生光电效应现象,有光电子飞出,故锌板带正电,指针上的部分电子被吸引到锌板上发生中和，使指针带正电,B对、A错；红光和黄光的频率都小于紫外线的频率 ，都可能不产生光电效应,C对、D错。答案BC康普顿散射的主要特征是( )散射光的波长与入射光的波长全然不同散射光的波长有些与入射光的相同散射光的波长有些与入射光的相同散射光的波长有些与入射光的相同改变量与散射角的大小有关,但有些变短了散射光的波长有些与入射光的相同散射光的波长有些与入射光的相同散射光的波长有些与入射光的相同改变量与散射角的大小有关,但也有变长的,也有变短的,有些散射光的波长比入射光的波长长些,且散射光波长的解析光子和电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。散射角不同,能量减少情况不同,散射光的波长也有所不同。也有一部分光子与整个散射物的原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,碰撞前后光子能量几乎不变波长不变。故只有D正确。答案D关于光电效应的规律,下列说法中正确的是( )只有入射光的波长大于该金属的极限波长 ，光电效应才能发生光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比发生光电效应的时间一般都大于 10-7s发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比解析由£=hv=h知,当入射光波长大于极限波长时 ，不能发生光电效应，故A错;由Ek=hv-WO知,最大初动能由入射光频率决定,与入射光的强度无关,故B错；发生光电效应的时间一般不超过10-9s,故C错。答案D5.(多选)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()入射光太弱入射光波长太长光照时间太短D.电源正、负极接反解析金属存在截止频率,超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出。发射的光电子的动能随频率的增大而增大,动能小时不能克服反向电压,也不能有光电流。入射光的频率低于截止频率,不能产生光电效应，与光照强弱无关，选项B正确,A错误；电路中电源正负极接反，对光电管加了反向电压,若该电压超过了遏止电压,也没有光电流产生,D正确;光电效应的产生与光照时间无关,C错误。答案BD(多选)用频率为v1的单色光照射某种金属表面，发生光电效应现象。现改为频率为v2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是( )如果v2>v1,能够发生光电效应如果v2<v1,不能够发生光电效应如果v2>v1,逸出光电子的最大初动能增大如果v2>v1,逸出光电子的最大初动能不受影响解析用频率为v1的光照射可以发生光电效应 ，v2>v1,所以也能发生光电效应,由Ekm=hv-WO知,Ekm增加。答案AC紫光在真空中的波长为 4.5X10-7m,问：紫光光子的能量是多少?⑵用它照射极限频率为v0=4.62X1014Hz的金属钾时能否产生光电效应 ？⑶若能产生，则光电子的最大初动能为多少 ？(h=6.63X10-34J•s)解析(1)紫光光子的能量E=hv=h=4.42X10-19J紫光频率v==6.67X1014Hz,因为v>v0,所以能产生光电效应。光电子的最大初动能为Ekm=hv-W=h(v-v0)=1.36X10-19J。答案(1)4.42X10-19J(2)能(3)1.36X10-19J能力提升(多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能 Ek,下列说法正确的是( )对于同种金属,Ek与照射光的强度无关对于同种金属,Ek与照射光的波长成反比对于同种金属,Ek与照射光的时间成正比对于同种金属,Ek与照射光的频率成线性关系对于不同种金属，若照射光频率不变,Ek与金属的逸出功成线性关系解析Ek=hv-W0=h-W0,同种金属逸出功相同，最大初动能与照射光强度无关，与照射光的波长有关但不是反比例函数关系,最大初动能与入射光的频率成线性关系,不同种金属,保持入射光频率不变,最大初动能Ek与逸出功成线性关系。答案ADE已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能 Ek跟入射光的频率v的关系图象如图中的直线1所示。某种单色光照射到金属锌的表面时 ，产生的光电子的最大初动能为 E1。若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为 E2,E2<E1,关于这种金属的最大初动能Ek跟入射光的频率v的关系图象应是图中的 ( )aB.bC.cD.上述三条图线都不正确解析根据光电效应方程知,Ek-v为一次函数，普朗克常量h是斜率,h是确定的值，虽然金属的逸出功不同，但两个Ek-v图象的斜率相同，两个直线平行，同时再利用 Ek=hv-WO,结合图象E2<E1,hv相同,所以W1<W2即直线在纵轴上的截距 W2大,故选A。答案A(多选)频率为v的光子，具有的能量为hv,动量为，将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 ( )光子改变原来的运动方向，且传播速度变小光子由于在与电子碰撞中获得能量 ，因而频率增大由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率解析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v1>v2,再由c=入v仁入v2,得到入1<入2,故选项CD正确。答案CD频率为v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2v的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)( )A.Ekm-hvB.2EkmC.Ekm+hvD.Ekm+2hv解析根据爱因斯坦光电效应方程得:Ekm=hv-WO,若入射光频率为2v,则Ekm'=h•2v-W0=2hv-(hv-Ekm)=hv+Ekm,故选C。答案C(多选)在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极 ，发生了光电效应。下列说法正确的是( )增大入射光的强度，光电流增大减小入射光的强度，光电效应现象消失改用频率小于v的光照射，一定不发生光电效应改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大解析增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目增多，光电流增大，A项正确;光电效应的发生与入射光的强度无关,B项错误；入射光频率小于v时，若仍大于金属的截止频率，仍能发生光电效应,C项错误；增大入射光的频率时，由爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-WO可知，光电子的最大初动能变大，D项正确。答案AD(2018江苏卷)光电效应实验中，用波长为入0的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为的单色光 B照射该金属板时，光电子的最大初动能为 ,A、B两种光子的动量之比为 。(已知普朗克常量为h、光速为c)?解析由题意知=WD=W+Ekm②联立①②可得:Ekm=.光子A的动量pA=①光子B的动量pB=②联立①②可得:答案1:2铝的逸出功为4.2eV,现用波长200nm的光照射铝的表面。已知 h=6.63X10-34J•s,求：光电子的最大初动能；遏止电压