高中物理人教版选修3-5第十七章第2节光的粒子性同步练习A卷

高中物理人教版选修3-5第十七章第2节光的粒子性同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共3题；共6分)1. （2分） (2017高二下·桃江期中) 在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88×10﹣7m的光量子．每放出1mol的氧气，同时植物储存469kJ的能量，绿色植物能量转换效率为（普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s）（）A . 9%B . 34%C . 56%D . 79%2. （2分）(2020·上饶模拟) 下列说法正确的是（）A . 所有的核反应都具有质量亏损B . 光子既具有能量，又具有动量C . 高速飞行的子弹不具有波动性D . β衰变本质是原子核中一个质子释放一个电子而转变成一个中子3. （2分）爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，下列说法正确的是（）A . a的绝对值表示逸出功，与入射光频率ν有关B . Ekm与入射光强度成正比C . ν0是该金属极限频率，当入射光频率ν＜ν0时，会逸出光电子D . 图中直线的斜率表示普朗克常量二、多项选择题 (共5题；共15分)4. （3分） (2017高二下·定州期中) 下列说法正确的是（）A . 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B . 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C . 光电效应和康普顿效应的实验都表明光具有粒子性D . 重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少5. （3分）(2014·海南) 在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是（）A . 遏止电压B . 饱和光电流C . 光电子的最大初动能D . 逸出功6. （3分）下列说法正确的是（）A . 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时系统的电势能减小B . 一个电子和一个质子如果具有相同的动能，则电子的德布罗意波长更长C . 原子的结合能越大表示原子核中的核子结合越牢固D . 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该光束的波长太长E . 在目前核电站普遍使用的“热中子”核反应堆中，镉棒的作用是使快中子减速7. （3分） (2017高二下·集宁期中) 如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知（）A . 该金属的逸出功等于EB . 该金属的逸出功等于hν0C . 入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为3ED . 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为8. （3分）如图所示为研究光电效应的实验装置，闭合开关，滑片P处于滑动变阻器中央位置，当束单色光照到此装置的碱金属表面K时，电流表有示数。

课时训练8 光的粒子性一、综合题1.用紫光照射某金属恰能发生光电效应,现改用较弱的白光照射该金属,则( )A.可能不发生光电效应B.逸出光电子的时间明显变长C.逸出光电子的最大初动能不变D.单位时间逸出光电子的数目变多答案:C解析:由于白光内含紫光,所以照射金属时发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变;又因为光强变弱,所以单位时间逸出光电子的数目变少,故C选项正确。

2.如图所示为一真空光电管的应用电路,其阴极金属材料的截止频率为 4.5×1014Hz,则以下判断正确的是( )A.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C.用λ=0.5μm的光照射光电管时,电路中有光电流产生D.光照射时间越长,电路中的光电流越大答案:BC解析:在光电管中若发生了光电效应,单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关,光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关。

据此可判断选项A、D错误。

波长λ=0.5μm的光子的频率ν=Hz=6×1014Hz>4.5×1014Hz,可发生光电效应。

所以,选项B、C正确。

3.在做光电效应的实验时,某种金属被光照射发生了光电效应,实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示,由实验图可求出( )A.该金属的截止频率和截止波长B.普朗克常量C.该金属的逸出功D.单位时间内逸出的光电子数答案:ABC解析:依据光电效应方程E k=hν-W0可知,当E k=0时,ν=νc,即图象中横坐标的截距在数值上等于金属的截止频率。

图线的斜率k=。

可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量。

据图象,假设图线的延长线与E k轴的交点为C,其截距为W0,有tanθ=,而tanθ=h,所以W0=hνc。

即图象中纵坐标轴的截距在数值上等于金属的逸出功。

4.硅光电池是利用光电效应原理制成的,下列表述正确的是( )A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应答案:A解析:由光电效应实验规律可知B、C、D选项都不符合光电效应规律,A选项正确。

绝密★启用前第十七章 波粒二象性 2. 光的粒子性第Ⅰ部分 选择题一、选择题：本题共8小题。

将正确答案填写在题干后面的括号里。

1．关于光子和光电子，以下说法正确的是( ) A ．光子就是光电子B ．光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的C ．真空中光子和光电子速度都是cD ．光子和光电子都带负电2．光电效应的规律中，经典波动理论不能解释的有( ) A ．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率B ．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射频率的增大而增大C ．入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9 sD ．当入射光频率大于截止频率时，光电子的数目与入射光的强度成正比3.利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则()A ．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过B ．用红光照射，电流表一定无电流通过C ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头移到A 端时，电流表中一定无电流通过D ．用频率为ν的可见光照射K ，当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时，电流表示数可能不变4．已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的，如图所示．检测发现三种单色光中，n 、p 两种单色光的频率都大于m 色光；n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a 通过三棱镜的情况是()5.用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面，均能产生 光电效应，那么（ ） A ．两束光的光子能量相同B ．两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D ．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同6．用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k -ν图线．已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功为3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个E k -ν坐标系中，则正确的图是( )7. 光子有能量，也有动量，动量p ＝hλ，它也遵守有关动量的规律．如图所示，真空中有“∞”字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)．当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时转动情况(俯视)的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8．分别用波长为λ和23λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1 :2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( ) A.2hcλ B.32hcλ C.34hcλD.45hcλ第Ⅱ部分 非选择题二、非选择题：本题4个小题。

高中物理人教版选修3-5第十七章第2节光的粒子性同步练习（I）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共3题；共6分)1. （2分） (2017高二下·辽宁期中) 频率为ν的光子，具有的能量为hν，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，但传播速度大小不变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，散射后的光子波长小于入射光子的波长D . 由于受到电子碰撞，散射后的光子频率大于入射光子的频率2. （2分） (2017高二下·桃江期中) 在绿色植物的光合作用中，每放出1个氧分子要吸收8个波长为6.88×10﹣7m的光量子．每放出1mol的氧气，同时植物储存469kJ的能量，绿色植物能量转换效率为（普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s）（）A . 9%B . 34%C . 56%D . 79%3. （2分）爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，下列说法正确的是（）A . a的绝对值表示逸出功，与入射光频率ν有关B . Ekm与入射光强度成正比C . ν0是该金属极限频率，当入射光频率ν＜ν0时，会逸出光电子D . 图中直线的斜率表示普朗克常量二、多项选择题 (共5题；共15分)4. （3分） (2017高二下·定州期中) 下列说法正确的是（）A . 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B . 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C . 光电效应和康普顿效应的实验都表明光具有粒子性D . 重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少5. （3分）下列说法正确的是（）A . 光具有波粒二象性，电子没有波动性B . 查德威克发现中子的核反应是：C . 发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2D . 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初动能大6. （3分）(2016·泰安模拟) 用如图所示的装置研究光电效应现象．所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V 时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（）A . 光电子的最大初动能始终为1.05eVB . 光电管阴极的逸出功为1.05eVC . 电键S断开后，电流表G中有电流流过D . 当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大E . 改用能量为2.5eV的光子照射，移动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流7. （3分）(2017·山西模拟) 已知能使某种金属发生光电效应的光子的最小频率为ν0 ．一群氢原子处于量子数n=4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，且氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到量子数 n=2 的能量状态时向外辐射频率为ν0的光子．下列说法正确的是（）A . 这些氢原子向外辐射的光子频率有6种B . 当照射光的频率ν 大于v0时，若v增大，则逸出功增大C . 当用频率为2v0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hv0D . 当照射光的频率ν 大于v0时，若光强增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍8. （3分）(2016·吉林模拟) 下列说法正确的是________。

A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B．温度越高，物体辐射的电磁波越强C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色解析：一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特性，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误。

答案：B2．如图1所示，一验电器与锌板用导线相连，用紫外线光源照射锌板时，验电器指针发生了偏转，下列判断正确的是( ) A．此时锌板带正电B．紫外线越强，验电器的指针偏角越大图1C．改用红外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转D．将一不带电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角会减小解析：用紫外线照射锌板，锌板发生了光电效应，即锌板有电子逸出，锌板带正电，A正确；紫外线越强，即单位时间打在锌板上的光子越多，逸出的电子越多，锌板所带的电荷量越多，验电器的指针偏角越大，B正确；由于红外线的频率比紫外线的频率小，因此不一定能发生光电效应，验电器指针不一定会发生偏转，C错误；将一不带电的金属小球与锌板接触，锌板将部分电荷转移给金属小球，验电器指针的偏角将减小，D正确。

答案：ABD3．光子有能量，也有动量，动量p＝，它也遵守有关动量的规律。

如图2所示，真空中，有“∞”字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)。

当用图2平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时转动情况(俯视)的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．不会转动解析：根据动量定理Ft＝mvt－mv0，由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力，所以装置开始时逆时针方向转动，B选项正确。

答案：B4．分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2。

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第十七章波粒二象性检测题A卷一、选择题（本题共40小题，每题4分，共40分）1.关于热辐射下列说法中正确的是A．物体在室温时辐射的主要成分是波短较长的电磁波B．随这温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多C．给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色D．辐射强度俺波长的分布情况随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性2.下列宏观概念中，是量子化的有：A．物体的质量B．弹簧振子的能量C．汽车的个数D．卫星绕地球运行的轨道3.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．光子有动量4．一束绿光照射某金属发生了光电效应，对此，以下说法中正确的是[] A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C．若改用紫光照射，则逸出光电子的最大初动能增加D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加5.（改编题）关于光的波粒二象性的说法中正确的是A．有的光是粒子，有的光是波B．光子和光电子都是一种粒子C． 射线有显著的粒子性，而没有波动性D．光的波长越长，其波动性越明显；波长越短，其粒子性越显著6．下列关于光子的说法中，正确的是A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子B．光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D．光子可以被电7．某金属在一束绿光的照射下发生了光电效应（）A ．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数不变B ．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加C ．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加D ．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加8．关于光的波粒二象性的叙述中正确的是A.光有波动性，又有粒子性，这是相互矛盾、不统一的B.任何光现象都能明显地显示波动性与粒子性C.大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性D.频率较低的光子往往显示波动性，频率较高的光子往往显示粒子性9．用红光照射光电管发生光电效应时，光电子的最大初动能为E k ，光电流的强度为I ．若改用强度与红光相同的紫光照射同一光电管，则产生的光电子的最大初动能和光电流的强度正确的是 （ ）A ．E k 增大，I 增大B ．E k 增大，I 减小C ．E k 增大，I 不变D ．E k 减小，I 不变10. 如图所示，当电键K 断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P ，发现电流表读数不为零。

第2节光的粒子性基础巩固1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光解析：按爱因斯坦的光子说，光子的能量ε＝hν，h为普朗克常量，说明光子的能量与光的频率成正比，而上述四种光中，绿光的频率最大，红光的频率最小，故光子能量最小的是红光，所以选项A 正确．答案：A2．(双选)下列关于光子的说法中，正确的是()A．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B．光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C．光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D．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，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝hν，与光的强度无关，故A、C正确，B错误，光子不带电，不能被电场加速，D 错误．答案：AC3．(2013·上海卷)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解析：当用一束紫外线照射锌板时，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．答案：C4．(双选)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率ν0，只有入射光子的频率大于等于极限频率ν0时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程E k＝hν－W＝hν－hν0，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以A、D正确．答案：AD5．用能量为5.0 eV的光子照射某金属的表面，金属发射光电子的最大初动能为1.5 eV，则该金属的逸出功为()A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV分析：当光照射金属时，电子吸收能量后逸出金属表面，逸出电子叫光电子，这种现象称光电效应．从金属表面逸出的电子具有最大的初动能等于入射光的能量与逸出功之差．解析：由E k＝hν－W0得W0＝hν－E k＝5.0 eV－1.5 eV＝3.5 eV.答案：B点评：金属的逸出功是不变的，且逸出功是电子逃逸出来所克服引力做功的最小值．6．(双选)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则()A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：当入射光的频率大于等于金属的极限频率时，就会发生光电效应，A选项正确；由于金属材料一定，极限频率一定，逸出功W hν0一定，ν0为极限频率，ν增大，逸出功不变，C选项错误．由逸＝爱因斯坦光电效应方程E km＝hν－W逸，得ν＝2ν0时，E km＝hν－W逸＝2hν0－hν0＝hν0，当ν增大一倍，ν＝4ν0时，E km＝hν－W逸＝4hν0－hν0＝3hν0，所以B选项正确，D选项错误．答案：AB7．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量，下图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向____________运动，并且波长__________________(填“不变”、“变小”或“变长”)．解析：因光子与电子碰撞过程动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前的方向一致，可见碰后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．答案：1变长能力提升8．关于光电效应有如下几种陈述，其中正确的是()A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B．光电流强度与入射光强度无关C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的初动能要大D．对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，才能产生光电效应解析：逸出功由金属的性质决定．发生光电效应的情况下，光强越大，光子数目越大，射出的光电子数目越多，光电流强度就越大；当不可见光的频率比可见光的小时，发生光电效应的情况下，光电子的最大初动能比可见光的还要小；光电效应的发生的条件是入射光的频率大于金属极限频率，即入射光波长小于金属的极限波长．答案：D9．如图所示，有一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板一段时间，关灯后，验电器指针保持一定偏角，下列说法正确的是()A．使验电器指针回到零，改用强度更大的弧光灯照射锌板相同时间，验电器指针偏角将增大B．使验电器指针回到零，改用强度更大的红外线灯照射锌板相同时间，验电器指针将偏转C．用一带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角一定变大D．用一带负电的金属小球与锌板接触，验电器指针偏角一定变小解析：改用更强的弧光灯照射，射出光电子数目增多，电量增加，张角增大；但用红光照射，不发生光电效应，验电器指针不偏转；锌板发生光电效应，失去了光电子，带正电，验电器接触带电，与锌板带同种电荷，所以带负电的金属小球与锌板接触，应发生中和，最终的张角决定于中和之后的电量与中和之前大小的比较．答案：A10．(双选)现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c 光束照射该金属，则可以断定()A．a光束照射时，不能发生光电效应B．c光束照射时，一定能发生光电效应C．a光束照射时，释放光电子数目最多D．c光束照射时，释放光电子的最大初动能最小解析：c＝λν，λa＞λb＞λc，νa＜νb＜νc.用光束b照射金属，该频率等于极限频率，恰好发生光电效应．因为光束a的频率小于该极限频率，不能发生光电效应，A选项正确；光束c的频率大于该极限频率，能发生光电效应，B选项正确；光电子数目由光强来决定，不知三束光的光强，无法确定释放出的光电子数，C选项错误；由光电效应方程E km＝hν－W0，c频率最大，金属的逸出功一定，则c光照射时，释放出的光电子动能最大，D 选项错误．答案：AB11．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0.6 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.6 V 时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为 ( )A ．1.9 eVB ．0.6 eVC ．2.5 eVD ．3.1 eV解析：设用光子能量为2.5 eV 的光照射时，光电子的最大初动能为12m v 2，阴极材料的逸出功为W 0，根据爱因斯坦光电效应方程有： 12m v 2＝hν－W 0① 题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U ＝0.6 V 以后，具有最大初动能的光电子也不能达到阳极，由能量观点易得eU ＝12m v 2② 由①②可得W 0＝hν－eU ＝2.5 eV －0. 6 eV ＝1.9 eV ，选项A 对． 答案：A12．光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有________(填“粒子性”或“波动性”)．甲图中金属片张开是因为验电器带________(填“正”或“负”)电，若改用强度较弱的紫外线照射锌板__________(填“能”或“不能”)使金属片张开；乙图中ν1________ν(填“>”、“<”或“＝”)．解析：光电效应实验和康普顿实验都证明了光具有粒子性；图甲中金属片张开是因为验电器带正电；若改用强度较弱的紫外线照射锌板一定能使验电器张开；图乙中hν1>hν，所以ν1>ν.答案：粒子性正能>。

第十七章波粒二象性第2节光的粒子性习题精选一、单选题。

1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用紫外线灯照射锌板时,验电器的指针张开一个角度,如图所示.下列说法正确的是()A.验电器的指针带正电B.若仅增大紫外线的频率,则锌板的逸出功增大C.若仅增大紫外线灯照射的强度,则单位时间内产生的光电子数减少D.若仅减小紫外线灯照射的强度,则可能不发生光电效应2.科学研究证明,光子有能量也有动量,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子.假设光子与电子碰撞前的波长为λ,碰撞后的波长为λ′,则碰撞过程中( )A.能量守恒,动量守恒,且λ=λ′B.能量不守恒,动量不守恒,且λ=λ′C.能量守恒,动量守恒,且λ<λ′D.能量守恒,动量守恒,且λ>λ′3.研究光电效应的电路如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封在真空管的钠极板(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.如图所示的光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图像中正确的是()4.用频率为ν的光照射某金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E k;若改用频率为3ν的光照射该金属,则逸出的光电子的最大初动能为()A.3E kB.2E kC.3hν-E kD.2hν+E k5.分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板,逸出的光电子的最大初动能之比为1∶2,以h表示普朗克常量,c表示光速,则此金属板的逸出功为()A.B.C.D.6.在光电效应实验中,飞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.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能7.如图所示是某次实验中得到的甲、乙两种金属的遏止电压U c与入射光频率ν的关系图像,两金属的逸出功分别为W甲、W乙.如果用频率为ν1的光照射两种金属,光电子的最大初动能分别为E甲、E乙,则下列关系正确的是()A.W甲>W乙B.W甲<W乙C.E甲>E乙D.E甲=E乙二、多选题8. (多选)用同一频率的光照射到甲、乙两种不同的金属上,它们释放的光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,它们的轨道半径之比为R甲∶R乙=3∶1,则下列说法中正确的是( )A.两种金属的逸出功之比为3∶1B.两种光电子的速度大小之比为3∶1C.两种金属的逸出功之比为1∶3D.两种光电子的动量大小之比为3∶19. (多选)在光电效应实验中,两个实验小组分别在各自的实验室,约定用相同频率的单色光,分别照射锌和银的表面,结果都能发生光电效应,如图(甲),并记录相关数据.对于这两组实验,下列判断正确的是( )A.饱和光电流一定不同B.因为材料不同,逸出功不同,所以遏止电压U c不同C.光电子的最大初动能不同D.分别用不同频率的光照射之后绘制U cν图像[ν为照射光频率,图(乙)为其中一小组绘制的图像],图像的斜率可能不同10. (多选)如图17-2-2甲所示,在光电效应实验中,某同学用相同频率的单色光分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管,结果都能发生光电效应.图乙为其中一个光电管的遏止电压U c随入射光频率ν变化的函数关系图像.对于这两个光电管,下列判断正确的是()A.遏止电压U c一定不同B.光电子的最大初动能一定不同C.饱和光电流一定不同D.U c-ν图像的斜率一定不同二、填空题。

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第二节 光的粒子性建议用时 实际用时满分 实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图1所示，这时（ ）图1A.B. C.D.锌板带负电，指针带负电2.（上海物理）光电效应的实验结论是：对于某种金属（A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱，产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大3.在X 射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括X 光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差、普朗克常量 、电子电荷量 和光速 ，则可知该X 射线管发出的X 光的（ ） A.最短波长为ℎ B.最长波长为ℎC.最小频率为ℎD.最大频率为ℎ4. (重庆理综)真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为 和 ）制成，极板面积为 ，间距为 .现用波长为(＜ ＜)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量 正比于（A.B.C.D.5.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（ ） A.从光照到金属表面上到发射出光电子之间的B.C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将D.有可能不发生光电效应6.下列对光子的认识，正确的是（A.光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的B.C.在空间传播中的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子D.光子的能量跟光的频率成正比 7.对光电效应的解释正确的是（A.金属内的每一个电子都要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属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做的最小功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子能量就越大，光电子的初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光最低频率也不同 8.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子最大初动能 随入射光频率 变化的 图.已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个 坐标图中,用实线表示钨，虚线表示锌,则正确反映这一过程的图象是图2所示中的( )图29.关于光电效应，下列说法正确的是（ ）A.B.只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，D.入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 10.(江苏高考)研究光电效应规律的实验装置如图3所示，以频率为 的光照射光电管阴极 时，有光电子产生.由于光电管 、 间加的是反向电压，光电子从阴极 发射后将向阳极 图3 做减速运动.光电流 由图中电流计G 测出，反向电压 由电压表 测出.当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压 .图4表示光电效应实验规律的图象中，错误的是（图4二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.在伦琴射线管两极间加6.63×104V 的电压，设从阴极发出的电子的初速度为零，加速到达阳极时具有的动能的10%变为伦琴射线的光子的能量，普朗克常量为 6.63×10-34J ·s ，电子电荷量为1.6×10-19C ，伦琴射线的波长为 . 12. (上海物理)如图5所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零，用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带 电（选填“正”或“负”）；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会偏转，说明金属锌的极限频率 红外线的频率（选填“大于”或“小于”）.图5三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.（8分）光具有波动性已被人们所接受,光具有能量,光的能量是连续的还是分立的? 光是否也具有粒子性呢?14.（13分）已知金属铯的极限波长为0.66μm.用0.50μm 的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳?铯金属的逸出功为多少焦耳?15.（13分）一束频率为5×1014Hz 的黄光，以60°的入射角从真空中射入玻璃，其折射角为30°，求黄光在玻璃中的速度、波长和每个光子的能量.16.（14分）在半径 =10 m 的球壳中心有一盏功率为 =40 W 的钠光灯（可视为点光源），发出的钠黄光的波长为 ＝0.59μm ，已知普朗克常量ℎ＝6.63×10-34J ·s ，真空中光速 =3×108m/s.试求每秒钟穿过 =1 cm 2球壳表面的光子数目.第二节光的粒子性答题纸得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11． 12.三、计算与简答题1314.1516.第二节光的粒子性参考答案一、选择题1.B 解析：本题应从光电效应、验电器原理来考虑解答.锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器指针亦带正电，故B对.2. AD 解析：能不能发生光电效应，取决于灯光的频率是不是大于极限频率与灯光的强度无关，A对，B错；由＝ℎ知，灯光频率越大，光电子的最大初动能就越大，与灯光的强度无关，C错.D 对.3. D 解析：电子被电场加速获得的动能为.产生光子能量的最大值ℎ故光子频率的最大值.光子波长的最小值为ℎ,选项D正确.为ℎ.从金属板钾中打出的光电子的最大初动能ℎℎ, 4.D 解析：由可知，π当时极板上带电荷量最多，联立可知D项正确.5.C 解析：发生光电效应几乎是瞬间的，所以选项A错误.入射光强度减弱，说明单位时间内入射光子数减少；频率不变，说明光子能量不变，逸出的光电子最大初动能也就不变，选项B也是错误的.入射光子数目减少，逸出的光电子数目也减少，可见选项C正确.入射光照射到某金属上发生光电效应，说明入射光频率大于这种金属的极限频率，一定能发生光电效应，故选项D错误.6. CD 解析：根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，而牛顿的“微粒说”中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒，光电效应中的光电子指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，称为光电子，故A、B选项错误而C选项正确.由ℎ知光子能量与其频率成正比，故D选项正确.7.BD 解析：按照爱因斯坦光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关.入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大，但要使电子离开金属，需使电子吸收一个光子，因此只要光子的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应.从金属中逸出时，只有在金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功，不同金属逸出功不同.故正确选项为B、D.8. A 解析：根据爱因斯坦光电效应方程=ℎ.设极限频率为则ℎ，ℎℎℎ.9. A 解析：由爱因斯坦光电效应方程可知，所以极限频率越大，逸出功越大，A正确；低于极限频率的光无论强度多大，照射时间多长，都不可能产生光电效应，B错误；光电子的最大初动能还与照射光子的频率有关，C错误；单位时间内逸出光电子个数与光强成正比，与频率无关，D错误. 10. B 解析：A选项，反向电压和频率一定时，发生光电效应产生的光电子数与光强成正比，则单位时间到达阴极的光电子数与光强也成正比，故光电流与光强成正比，A正确.B选项，由动能定理，,又因ℎ所以ℎ，可知截止电压与频率是线性关系，不是正比关系，故B错误.C选项，光强与频率一定时，光电流随反向电压的增大而减小，又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知C正确.D 选项，由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的,时间小于10-9 s,10-9 s 后，光强 和频率 一定时，光电流恒定，故D 正确.二、填空题11. 1.875×10-10 m解析：电子在伦琴射线管中加速到阳极所获得的动能伦琴射线光子的能量ℎ光子的波长 ℎℎm m.12.正 大于 解析：紫外线照射锌板后，与锌板相连的验电器指针发生明显偏转，可知锌板带电.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，因此橡胶棒与锌板接触，验电器指针张角变小，说明锌板上的电荷与橡胶棒上的电荷电性相反，由此可判断锌板带正电.金属要发生光电效应，入射光的频率必须大于金属的极限频率，本题中红外线照射锌板.验电器指针不偏转，说明没发生光电效应.因此可判断锌的极限频率大于红外线的频率.三、计算与简答题13.解析：光的能量是分立的，具有量子化特点，光具有粒子性 14. 9.6×10-20J 3.0×10-19 J解析：光波的波长越小,频率就越大,光子的能量就越大,反之光子能量就越小.当光子能量等于逸出功时波长最长,所以 ℎ ℎ=6.63×10-34×J ≈3.0×10-19 J.由爱因斯坦光电效应方程ℎ所以ℎℎJ ≈9.6×10-20 J.15. =1.732×108 m/s λ=3.5×10-7 m =3.3×10-19 J16. 9.4×1012 个 解析：钠黄光的频率＝Hz=5.1×1014 Hz＝ℎ =6.63×10-34×5.1×1014 J=3.4×10-19 J 又钠黄灯在 =1 s40×1 J ＝40 J那么在 =1 s 内穿过球壳 =1 cm 2πJ则每秒钟穿过该球壳1 cm 2（个）.。

2 光的粒子性A组1.下列利用光子说对光电效应的解释正确的是()A.金属表面的一个电子只能吸收一个光子B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出,成为光电子C.金属表面的一个电子吸收若干个光子,积累了足够的能量才能从金属表面逸出D.无论光子能量大小如何,电子吸收光子并积累能量后,总能逸出成为光电子解析:根据光子说,金属中的一个电子一次只能吸收一个光子,只有所吸收的光子频率大于金属的截止频率,电子才能逃离金属表面,成为光电子,且光子的吸收是瞬时的,不需时间的积累,故只有选项A正确。

答案:A2.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0,则下列说法正确的是()A.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为hν0C.当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大,则逸出功增大D.当照射光的频率ν大于ν0时,若ν增大一倍,则光电子的最大初动能也增大一倍解析:本题考查对光电效应现象的认识、对逸出功概念的理解、对光电效应方程的应用。

该金属的极限频率为ν0,则可知逸出功W0=hν0,逸出功由金属自身性质决定,与照射光的频率无关,因此C选项错误;由光电效应的规律可知A正确;由光电效应方程E km=hν-W0,将W0=hν0代入可知B正确,D错误。

因此本题正确选项为A、B。

答案:AB3.用黄光照射某金属时不能产生光电效应,则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长黄光的照射时间B.增大黄光的照射强度C.换用波长较大的光照射D.换用紫外线照射解析:光电效应的规律表明:入射光的频率决定着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小;当入射光频率增加后,产生的光电子最大初动能也增加;而照射光的强度增加,只会使单位时间内逸出的光电子数增加,紫外线频率高于黄光,故题述选项正确的有D。

答案:D4.在做光电效应的实验时,某金属被光照射发生了光电效应,实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示,由实验图象可求出()A.该金属的极限频率和极限波长B.普朗克常量C.该金属的逸出功D.单位时间内逸出的光电子数解析:金属中电子吸收光子的能量为hν,根据爱因斯坦光电效应方程有E k=hν-W0。