高中物理第2章波和粒子2_2涅盘凤凰再飞翔学业分层测评沪科版选修3-5.pdf

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1、精品教案可编辑2.2 涅槃凤凰再飞翔(建议用时：45 分钟)学业达标 1.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与照射光的时间成正比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【解析】EkhWhcW，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】

2、ADE2.频率为的光子，具有的能量为h，动量为hc，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.光子改变原来的传播方向，但传播速度不变C.光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大D.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E.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，A 错误，B 正确；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即，再由c12，得到12，C 错误，D、E 正确.精品教案可编辑【答

3、案】BDE3.如图 2-2-6所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知()图 2-2-6A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于h0C.入射光的频率为0时，产生的光电子的最大初动能为ED.入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为EE.入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2E【解析】题中图象反映了光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系，根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0，知当入射光的频率恰为金属的截止频率0时，光电子的最大初动能Ek0，此时有h0W0，即该金属的逸出功等于h0，根据图线的物理意义，有W0E，故选项A、B、D 正确

4、，而选项C、E 错误.【答案】ABD4.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0相同的成分外，还有波长大于0的成分，这个现象称为康普顿效应.关于康普顿效应，以下说法正确的是()A.康普顿效应说明光子具有动量B.康普顿效应现象说明光具有波动性C.康普顿效应现象说明光具有粒子性D.当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加E.当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量减少精品教案可编辑【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，B 项错误，A、C 项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D 项错

5、误，E 项正确.【答案】ACE5.实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图2-2-7所示.下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是()【导学号：67080017】图 2-2-7金属钨钙钠截止频率0/1014 Hz10.957.735.53逸出功W/eV4.543.202.29A.如用金属钨做实验得到的Ekm-图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大B.如用金属钠做实验得到的Ekm-图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C.如用金属钠做实验得到的Ekm-图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，Ek2)，则Ek2Ek1D.如用金属钨做实验

6、，当入射光的频率W，Ekc19Ek.【答案】能19Ek7.A、B两种光子的能量之比为21，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EkA、EkB.求该金属的逸出功.【解析】由光电效应方程可得：EkAEAW，EkBEBW，又EAEB21，可解得该金属的逸出功WEkA2EkB.【答案】EkA2EkB能力提升 8.如图 2-2-8所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接，用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而且另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G 的指针不偏转.下列说法正确的是()精品教案可编辑图 2-2-

7、8A.a光的频率一定大于b光的频率B.电源正极可能与c接线柱连接C.用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应D.若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e GfE.若增加a光的强度，则单位时间内逸出的光电子数增加，逸出的光电子最大初动能变大【解析】用单色光a照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用单色光b照射时，电流计G 的指针不偏转，说明单色光a的频率一定大于单色光b的频率，A 对.单色光a照射时一定发生光电效应，单色光b照射时可能发生光电效应，但由于加反向电压，光电流为零，也可能没有发生光电效应，C 错误，B 对.若灵敏电流计的指针发生偏转，电流方向一定是与电子定向运动的方

8、向相反，由e Gf，D 对.若增加a光的强度，单位时间内逸出的光电子数增加，但光电子最大初动能不变，E错误.【答案】ABD9.在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图2-2-9(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示.则正确的是()图 2-2-9精品教案可编辑A.乙光的频率大于甲光的频率B.甲光的波长大于丙光的波长C.丙光的光子能量小于甲光的光子能量D.乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能E.乙、丙两种光对应的光电子的最大初动能相等【解析】由爱因斯坦光电效应方程EkhW0及遏止电压的含义可知，hW0eUc，结合题意与

9、图象可以判断，W0相同，U1U2，则三种色光的频率为乙丙甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C 错误，同时判断乙光对应光电子的最大初动能等于丙光对应光电子的最大初动能，A、E 正确，D 错误，由c知，乙丙甲，B 正确.【答案】ABE10.小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图2-2-10 甲所示.已知普朗克常量h 6.63 1034J s.图 2-2-10(1)图甲中电极A 为光电管的 _(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 7.00 1014Hz，则

10、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 5.15 1014 Hz，逸出功W0hc 6.63 1034 5.15 1014J 3.41 1019 J.精品教案可编辑(3)当入射光的频率为 7.00 1014Hz 时，由Ekhhc得，光电子的最大初动能为Ek 6.63 10 34(7.00 5.15)1014J 1.23 1019 J.【答案】(1)阳极(2)5.15 1014(5.12 5.18)1014均视为正确 3.41 1019(3.39 3.43)1019均视为正确 (3)1.23 10 1

11、9(1.21 1.25)1019均视为正确11.紫光在真空中的波长为4.5 10 7m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为0 4.62 1014 Hz 的金属钾时能否产生光电效应？(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h 6.63 1034J s)【解析】(1)紫光光子的能量Ehhc 4.42 1019 J.(2)紫光频率c 6.67 1014 Hz，因为0，所以能产生光电效应.(3)光电子的最大初动能为EkmhWh(0)1.36 1019 J.【答案】(1)4.42 10 19 J(2)能(3)1.36 1019 J12.光电管是应用光电效应实现光信号与电信号之

12、间相互转换的装置，其广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面.如图 2-2-11所示，C为光电管，B极由金属钠制成(钠的极限波长为5.0 107 m).现用波长为4.8 107 m 的某单色光照射B极.【导学号：67080018】精品教案可编辑图 2-2-11(1)电阻R上电流的方向是向左还是向右？(2)求出从B极发出的光电子的最大初动能；(3)若给予光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为10 A，则每秒射到光电管B极的光子数至少为多少个？【解析】(1)B极板上逸出光电子，相当于电源的正极，A为负极，故流过R的电流向左.(2)Ekmhchc0 6.63 1034 3 10814.8 10715.0 107J 1.66 1020 J.(3)每秒电路中流过的电子电荷量qIt 10 106 1 C 1 105 Cnqe1 10 51.6 1019个6.25 1013个.【答案】(1)向左(2)1.66 10 20 J(3)6.25 1013个