2019_2020学年高中物理第17章波粒二象性第2节光的粒子性课后限时作业含解析新人教版选修3_5.doc

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1、第2节 光的粒子性1已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 Hz 和5.441014 Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的()A波长B频率C能量 D动量A解析两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由Wh0可知截止频率大的，逸出功也大由EkhW可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p知，其动量也较小，根据物质波p知，其波长较长2当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时()A锌板带负电B有正离子从锌板逸出C有电子从锌板逸出D锌板会吸附空气中的正离子C解析当用一束紫外线照射锌板时，

2、产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误3如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极，发现电流表读数不为零合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零. 当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零由此可知阴极材料的逸出功为()A1.9 eVB0.6 eVC2.5 eVD3.1 eVA解析设能量为2.5 eV光子照射时，光电子的最大初动能为mv2hW.题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U0.6 V以后，具有最大初动能的光电子也不能到达阳极，因此eUmv2.由得WheU1.9 e

3、V，选项A正确4(多选)频率为的光子，具有的能量为h，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()A光子改变原来的运动方向，且传播速度变小B光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大C由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长D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CD解析碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，选项A错误；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即12，再由c1122，得到1C解析能量守恒定律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

4、遵循动量守恒定律光子与电子碰撞前光子的能量hh，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hh，由可知，选项C正确6(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()A对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比D对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系E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ADE解析由爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知，Ek与照射光的强度无关，选项A正确；Ek与照射光的频率成线性关系，故与波长不是成反比的关系，选项B错误，D正确；由于电

5、子一次性吸收光子的全部能量，Ek与照射的时间无关，选项C错误；对于不同金属，若照射光的频率不变，由光电效应方程可知，Ek与金属的逸出功成线性关系，选项E正确7下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2种B3种C4种D5种A解析该单色光的能量为Eh6.631034 J4.971019 J此值大于铯和钙的逸出功，可以使铯和钙发生光电效应，选项A正确8研究光电效应的电路如图所示用频率相同、强度不同的

6、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的关系图像中，正确的是()C解析入射光的频率相同，则光电子的最大初动能相同，由eUmv知，两种情况下遏止电压相同，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，选项C正确，D错误能力提升9在光电效应实验中，先后用频率相同但光强不同的两束光照射同一个光电管若实验a中的光强大于实验b中的光强，实验所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中可能正确的是()A解析a中的光强大于b中的光强，则a的饱和电流大于

7、b的饱和电流，选项C、D错误；两束光的频率相同，遏止电压相同，选项A正确，B错误10用红光照射光电管阴极时发生光电效应，光电子的最大初动能为Ek，饱和光电流为I，若改用强度相同的紫光照射同一光电管，产生光电子的最大初动能和饱和光电流分别为Ek和I，则下面正确的是()AEkEk，IIBEkEk，IICEkEk，IIDEkEk，IID解析因为紫光的频率比红光的频率高，所以EkEk因为两束光的强度相同，因而n红h红n紫h紫，红紫，所以红光光子数n红大于紫光光子数n紫，而饱和光电流又由入射的光子数决定，因此II11如图所示，当电键S断开时，用光子能量为3.6 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为

8、零合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.6 V时，电流表的读数仍不为零；当电压表的读数大于或等于1.6 V时，电流表读数为零(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功解析(1)设用光子能量为3.6 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0.当反向电压达到U1.6 V以后，具有最大初动能的光电子恰好达不到阳极，因此eUEkm，解得Ekm1.6 eV(2)由光电效应方程得EkmhW0，解得W02.0 eV答案(1)1.6 eV(2)2.0 eV12深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道，如图所示是一个航标灯自动控制电路的示意图电

9、路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长，又知可见光的波长在400 nm770 nm的范围内(1 nm109 m)各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长：金属铯钠锌银铂极限频率(Hz)4.54510146.00010148.06510141.15310151.5291015极限波长(m)0.660 00.500 00.372 00.260 00.196 2根据上图和所给出的数据，你认为：(1)光电管阴极K上应涂有金属_(2)控制电路中的开关S应和_(选填“a”或“b”)接触(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时，稍有不慎就会把手压在

10、里面，造成工伤事故如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机，这时电路中开关S应和_(选填“a”或“b”)接触，这样，当工人不慎将手伸入危险区域时，由于遮住了光线，光控继电器衔铁立即动作，使机床停止工作，避免事故发生解析(1)依题意知，可见光的波长范围为400109 m770109 m而金属铯的极限波长为0.660 0106 m660 nm，钠的极限波长为10.500 0106 m500 nm，因此，光电管阴极K上应涂金属铯或钠(2)深沉的夜色中，线圈中无电流，衔铁与b接触，船舶依靠航标灯指引航道，所以控制电路中的开关S应和b接触(3)若将上述控制电路中的电灯换成电机，在手遮住光线之前，电机应是正常工作的，此时衔铁与a接触，所以电路中的开关S应和a接触答案(1)铯或钠(2)b(3)a6