2018-2019人教版物理选修3-5第17章第2节《光的粒子性》练习题

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。

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。

2 光的粒子性1．(多选)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粒子B．光子说中的光子就是光电效应中的光电子C．在空间中传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，简称光子D．光子的能量跟光的频率成正比解析：根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，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，逸出金属表面的粒子，故A、B选项错误，C选项正确．由ε＝hν知，光子能量ε与其频率ν成正比，故D选项正确．答案：CD2．某一金属在一束绿光的照射下发生了光电效应，则下列说法正确的是( )A．若改用红光照射也一定能发生光电效应B．若增大绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能可能变大C．若增大绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子的数目一定增多D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子的数目一定增多A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．若用黄光照射锌板，则不能产生光电效应现象D．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，部分正电荷转移到灵敏静电计上，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，都不能产生光电效应，C对，D错．答案：BC5.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，由图可知( )A．该金属的极限频率为4.3×1014 HzB．该金属的极限频率为5.5×1014 HzC．该金属的逸出功为8×10－20 JD．该图线斜率的倒数表示普朗克常量解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，Ek－ν图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为4.3×1014Hz，故A正确，B错误．当Ek＝hν－W＝0时，逸出功为W＝hν0＝6.63×10－34 J·s×4.3×1014 Hz≈2.85×10－19 J，故C错误．由Ek＝hν－W知，该图线的斜率表示普朗克常量h，故D错误．答案：AA级抓基础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：按照爱因斯坦的光子说，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，而上述四种单色光中，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．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A．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B．光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C．发生光电效应的时间一般都大于10－7 sD．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ε＝hν＝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＝hν－W0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10－9 s，故C错．答案：D3．对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是( )A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长大于某一极限波长C．入射光照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率不低于某一截止频率答案：D4．(多选)如图所示是光电效应中光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．从图中可知( )A．Ek与ν成正比B．入射光频率必须大于或等于截止频率νc时，才能产生光电效应C．对同一种金属而言，Ek仅与ν有关D．Ek与入射光强度成正比解析：由Ek＝hν－W0知B、C正确，A、D错误．答案：BCB级提能力D．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：因入射光的频率大于极限频率时会产生光电效应，所以A 正确；因为金属的极限频率为νc，所以逸出功W0＝hνc，再由Ek＝hν－W0得，Ek＝2hνc－hνc＝hνc，故B正确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误；由Ek ＝hν－W0＝hν－hνc＝h(ν－νc)可得，当ν增大一倍时：＝≠2，故D错误．答案：AB7．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K 接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e 为电子电量)( )A．U＝－B．U＝－W eC．U＝2hν－W D．U＝－W e解析：一个电子吸收一个光子不能发生光电效应，换用同样频率为ν的强光照射阴极K，发生了光电效应，即吸收的光子能量为nhν＝2、3、4 …，根据eU＝nhν－W，可知U＝－，所以B正确．答案：B8.(多选)如图所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014 Hz，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＝0.5 μm的光照射光电管时，电路中产生光电流D．光照射时间越长，电路中的光电流越大解析：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A、D错误；波长λ＝0.5 μm的光子的频率ν＝＝ Hz＝6×1014 Hz＞4.5×1014 Hz，可发生光电效应．所以选项B、C正确．答案：BC9．铝的逸出功为4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面．已知h＝6.63×10－34 J·s，求：。

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。

时间：40分钟 满分：100分17.2 光的粒子性一、选择题（共13小题，1-9为单选，10-13为多选。

） 1．对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是( )A ．入射光的强度大于某一极限强度B ．入射光的波长大于某一极限波长C ．入射光照射时间大于某一极限时间D ．入射光的频率不低于某一截止频率2．白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果.美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖.假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比( )A ．频率变大B ．速度变小C ．光子能量变大D ．波长变长3．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E k 随入射光频率ν变化的E k ­ν图象.已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.24 eV ，若将二者的图线画在同一个E k ­ν坐标图中，用实线表示钨，用虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是( )4．用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较强的太阳光照射该金属，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小 5．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6．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，动量不守恒，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′ 7．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，不能发生光电效应C ．a 光束照射时，释放出的光电子数目最多D ．c 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小8．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意如图．用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换同样频率为ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量)( )A ．U ＝h νe －WeB ．U ＝2h νe－W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －We9．图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K 和阳极A 上的电压的关系图象，下列说法不正确的是( )图甲图乙A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定C．遏止电压越大，说明从该金属中逃出来的光电子的最大初动能越大D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应10．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粒子B．光子说中的光子就是光电效应中的光电子C．在空间中传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光量子，简称光子D．光子的能量跟光的频率成正比11．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( )A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．若用黄光照射锌板，则不能产生光电效应现象D．若用红光照射锌板，则锌板能发射光电子12．如图所示是光电效应中光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．从图中可知( )A．E k与ν成正比时，才能产生光电效应B．入射光频率必须大于或等于截止频率νcC．对同一种金属而言，E k仅与ν有关D．E k与入射光强度成正比13．已知能使某金属产生光电效应的截止频率为νc，则( )A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当入射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍二、非选择题14．铝的逸出功为4.2 eV，现用波长200 nm的光照射铝的表面．已知h＝6.63×10－34 J·s，求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率．答案：DDBCA CABD CD BC BC AB14解：(1)根据光电效应方程E k＝hν－W0有E k ＝hcλ－W0＝6.63×10－34×3.0×108200×10－9J－4.2×1.6×10－19 J＝3.225×10－19J.(2)由E k＝eU c可得U c ＝Eke＝3.225×10－191.6×10－19V＝2.016 V.(3)由hνc＝W0得νc＝Wh＝4.2×1.6×10－196.63×10－34Hz＝1.014×1015 Hz.答案：(1)3.225×10－19 J (2)2.016 V (3)1.014×1015 Hz。

高中物理第十七章2光的粒子性练习含解析新人教版选修3510282852 光的粒子性基础巩固1.(多选)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粒子B.光子说中的光子就是光电效应中的光电子C.在空间中传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光量子,简称光子D.光子的能量跟光的频率成正比解析:根据光子说,在空间中传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光量子,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,逸出金属表面的电子,故A、B选项错误,C选项正确。

由ε=hν知,光子能量ε与其频率ν成正比,故D选项正确。

答案:CD2.(多选)光电效应实验的装置如图所示,则下列说法正确的是()A.用紫外线照射锌板,验电器指针会发生偏转B.用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转C.锌板带的是负电荷D.使验电器指针发生偏转的是正电荷解析:紫外线频率大于锌板的截止频率,故锌板会发生光电效应,向外放出光电子,从而使锌板和验电器带上正电荷,所以选项A、D正确。

答案:AD3.用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则()A.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变B.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小C.逸出的光电子数不变,光电子的最大初动能减小D.光的强度减弱到某一数值,就没有光电子逸出了解析:光的频率不变,表示光子能量不变,仍会有光电子从该金属表面逸出,逸出的光电子的最大初动能也不变;若再减弱光的强度,逸出的光电子数就会减少,选项A正确。

答案:A4.下列利用光子说对光电效应的解释正确的是()A.一般情况下,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,一般情况下,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。

人教版物理高二选修3-5 17.2光的粒子性同步训练一、选择题1、某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示．表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料（）A、仅钠能产生光电子B、仅钠、铜能产生光电子C、仅铜、铂能产生光电子D、都能产生光电子2、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则（）A、逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B、逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C、逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D、光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了3、运用光子说对光电效应现象进行解释，可以得出的正确结论是（）A、当光照时间增大为原来的2倍时，光电流的强度也增大为原来的2倍B、当入射光频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍C、当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍D、当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍4、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A、改用红光照射B、改用X射线照射C、改用强度更大的原紫外线照射D、延长原紫外线的照射时间5、关于光的本性，下列说法正确的是（）A、光电效应反应光的波动性B、光子的能量由光的强度所决定C、光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说有机地统一起来D、光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子6、下列说法正确的是（）A、汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型B、金属的逸出功随入射光的频率增大而增大C、核力存在于原子核内所有核子之间D、核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能7、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＜ν时，会逸出光电子D、图中直线的斜率表示普朗克常量8、关于光电效应，下列说法正确的是（）A、极限频率越大的金属材料逸出功越大B、只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C、发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度有关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9、在演示光电效应的实验中，把某种金同板连在验电器上．第一次，用弧光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开一个角度．第二次，在弧光灯和金属板之间，插入一块普通的玻璃板，再用弧光灯照射，验电器指针不张开．由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光中的（）A、可见光成份B、紫外光成份C、红外光成份D、无线电波成份10、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频率越大，所产生的光电子的最大初动能就越大D、发生光电效应所产生的光电子最大初动能，与入射光的频率成正比11、关于光电效应，下列说法中正确的是（）A、发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大B、不同金属产生光电效应的入射光的最低频率是相同的C、金属内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，就能发生光电效应D、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12、如图所示，用可见光照射金属板，发现与该金属板相连的验电器指针张开一定角度，下列说法中不正确的有（）A、验电器指针带正电B、有一部分电子从金属板表面逸出C、如果改用相同强度的红外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度D、如果改用相同强度的紫外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度13、如图，用一定频率的单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，则（）A、电源右端应为正极B、流过电流表G的电流大小取决于照射光的频率C、流过电流表G的电流方向是a流向bD、普朗克解释了光电效应并提出光子能量E=hν14、用如图所示装置做光电效应实验，下述正确的是（）A、光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的B、实验现象揭示了光具有波动性C、实验中，光电子从锌板逸出，验电器带正电D、实验中，若用可见光照射锌板，也能发生光电效应15、用某单色光照射金属表面，金属表面有光电子飞出．若照射光的频率增大，强度减弱，则单位时间内飞出金属表面的光电子的（）A、能量增大，数量增多B、能量减小，数量减少C、能量增大，数量减小D、能量减小，数量增多二、填空题16、如图1所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示．则光电子的最大初动能为________J ，金属的逸出功为________J ．17、用频率为v但强度不同的甲乙两种光做光电效应实验，发现光电流与电压的关系如图所示，由图可知，________（选填甲或乙）光的强度大，已知普朗克常量为h ，被照射金属的逸出功为W则光电子的最大初动能为________．18、已知钙和钾的截止（极限）频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz ，在某种单色光的照射下两种金属均发生了光电效应．用W表示金属中的电子克服金属的逸出功，则有W钙________W钾；用Ek表示从金属表面逸出的光电子的最大初动能，则有Ek钙________Ek钾．（选填“＞”、“＜”或“=”）19、在某次光电效应实验中，得到的遏制电压u与入射光的频率v的关系如图所示，若该直线的斜率为k、横截距为b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．20、如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一紫外灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．a此时锌板带正电，静电计带________电（填“正”或“负”）；b使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转．此时如果增大入射黄光的照射强度，则可观察到静电计指针________（填“有”或“无”）偏转．三、解答题21、根据玻尔原子结构理论，氦离子（He+）的能级图如图所示．当大量He+处在n=4的激发态向基态跃迁时，产生的光子照射到某种金属上，其中n=3向n=2跃迁产生的光子刚好能使该金属发生光电效应．求：(1)该金属的逸出功；(2)光电子的最大初动能．22、如图所示是做光电效应实验的装置简图．在抽成真空的玻璃管内，K为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV），A为阳极．在a、b间不接任何电源，用频率为ν（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K ，会发现电流表指针有偏转．这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1V时，电流表的示数刚好减小到零．求：是多少(1)a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向．(2)从阴极K发出的光电子的最大初动能EK焦？(3)入射单色光的频率是多少？23、如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U ，有一波长为λ的细激光束照射到B板中央，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h ，金属板B的逸出功为W ，电子质量为m ，电荷量e ，求：(1)光电子的最大初动能(2)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能．24、用频率为5.53×1014Hz的光照射钠金属片，恰可使钠发生光电效应，现改用频率为8.00×1014Hz的紫外线照射，求飞出的光电子的最大初动能？（h=6.63×10﹣34J•s ，结果保留三位有效数字）25、某金属在一束黄光的照射下，刚好有电子逸出（即用频率小于黄光的光线照射就不能有电子逸出），在下述情况下电子的最大初动能及逸出的电子数目会发生什么变化？(1)增大光强而不改变光的频率；(2)用一束强度更大的红光代替黄光；(3)用强度相同的紫光代替黄光．答案解析部分一、选择题1、【答案】 D【考点】光电效应【解析】【解答】由题图可知，该光源发出的光的波长大约在50nm到440nm之间，而三种材料中，极限频率最小的铂的极限波长是196nm ，大于50nm ，所以该光源能使三种材料都产生光电效应．故选：D【分析】根据发生光电效应的条件，当入射光的频率大于金属的极限频率，就会发生光电效应．2、【答案】 A【考点】光电效应【解析】【解答】根据光电效应方程Ekm =hγ﹣W得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故BCD错误，A正确．故选：A．【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目．3、【答案】 D【考点】光电效应【解析】【解答】A、根据爱因斯坦光电效应方程，EK=hγ﹣W ，可知，当入射频率提高2倍时，产生光电子的最大初动能大于原来的两倍；与照射的时间无关．故A错误，B错误；C、根据爱因斯坦光电效应方程，EK=hγ﹣W= -W ，当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能减小．故C错误；D、当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内的光子数是原来的2倍，所以单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍．故D正确．故选：D【分析】当入射光的频率大于金属的极限频率，就会发生光电效应．根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素．4、【答案】B【考点】光电效应【解析】【解答】根据光电效应的条件γ＞γ0，要产生光电效应，必须用能量更大，即频率更高的粒子．能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关．X射线的频率大于紫外线的频率．故A、C、D错误，B正确．故选：B．【分析】要产生光电效应，根据光电效应的条件必须用能量更大，即频率更高的粒子．5、【答案】D【考点】光的波粒二象性，光电效应【解析】【解答】A、光电效应反映光的粒子性，故A错误；B、根据E=hγ ，可知：光子的能量与光的频率成正比，故B错误；C 、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子，而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质，麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说，光既具有波动性又具有粒子性，故具有波粒二象性．故C 错误；D 、由爱因斯坦的光子说：光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子，故D 正确； 故选：D ．【分析】光电效应反映光的粒子性，光子的能量与光的频率决定，爱因斯坦的光子说：光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份光叫做一个光子．光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性，少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性． 6、【答案】 D 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的；故A 错误． B 、金属的逸出功由金属本身解答，不随入射光的频率增大而增大．故B 错误． C 、核力是强相互作用的一种表现，只有相近核子之间才存在核力作用．故C 错误． D 、核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能．故D 正确． 故选：D【分析】原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的；卢瑟福通过α粒子轰击氮核发现了质子；核力是一种强相互作用力，具有饱和性，仅与临近的核子发生力的作用；核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能． 7、【答案】 D 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、根据光电效应方程知，E km =hv ﹣W 0 ， 同一种金属，逸出功相同，与入射光频率ν有关．故A 错误．B 、根据光电效应方程知，E km =hv ﹣W 0 ， E km 与入射光强度无关，故B 错误．C 、由图线知，入射光的频率大于或等于极限频率时，最大初动能大于等于零，才能发生光电效应，故C 错误．D 、根据爱因斯坦光电效应方程Ekm =h ν﹣W ， 可知：，图中直线的斜率表示普朗克常量．故D 正确． 故选：D ．【分析】根据光电效应方程，结合最大初速度与入射光的频率的关系图线分析判断． 8、【答案】 A 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、逸出功W=hv 0 ， 知极限频率越大，逸出功越大，故A 正确．B 、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关．故B 错误．C 、在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而入射光越强，光电流的饱和值越大．故C 错误．D 、根据光电效应方程E km =hv ﹣W 0知，光电子的最大初动能随着照射光频率的增大而增大，而光电子数目与光强有关，故D 错误． 故选：A ．【分析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素． 9、【答案】 B 【考点】光电效应【解析】【解答】第一次能发生光电效应，第二次不能发生光电效应，得知能使金属发生光电效应的光不能透过普通玻璃，使金属板产生光电效应的是弧光灯中的紫外线，因为紫外线不能透过普通玻璃． 故选：B ．【分析】由题意：能够使金属发生光电效应的光不能通过普通玻璃，根据这一特点进行判断． 10、【答案】 A 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、B 、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应．故A 正确，B 错误．C 、根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 ， 可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关．故C 错误．D 、根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 ， 可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，但不是成正比．故D 错误． 故选：A ．【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、照射时间无关，入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目．根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 ， 判断最大初动能与什么因素有关． 11、【答案】 D 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、光子的能量与光照强度无关，只与光的频率有关，光子的最大初动能与光照强度无关，随着入射光的频率增大而增大，故A 错误； B 、每种金属都有自己的极限频率，故B 错误．C 、金属内的每个电子一次只能吸收一个光子，而且是不能积累的，故C 错误；D 、根据光电效应产生的条件可知，当入射光光子的能量小于金属的逸出功时，不能发生光电效应，故D 正确； 故选：D ．【分析】正确解答本题要掌握：理解光电效应的产生条件，最大初动能与入射光频率、逸出功之间关系等．12、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、验电器的铝箔张开一个角度，说明可见光照射到锌板，有光电子出来，能使锌板带正电，所以验电器指针带正电．故A 正确，B 正确．C 、红外线的频率小于可见光的频率，如果改用相同强度的红外线照射，不一定发生光电效应，则验电器指针不一定会张开一定角度．故C 错误；D 、紫外线的频率大于可见光的频率，如果改用相同强度的紫外线照射，验电器指针也一定会张开一定角度．故D 正确． 故选：C【分析】当入射光的频率大于极限频率时，发生光电效应时，锌板逸出光电子带正电，并不是入射光带电的原因．13、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、发生光电效应时，电子从光电管右端运动到左端，而电流的方向与电子定向移动的方向相反，所以流过电流表G 的电流方向是a 流向b ， 所以电源左端可能为正极．故A 错误，C 正确． B 、流过电流表G 的电流大小取决于照射光的强度，与光的频率无关；能否产生光电效应，是看入射光的频率．故B 错误；D 、爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E=h ν ． 故D 错误． 故选：C ．【分析】当发生光电效应时，若要使电路中有电流，则需要加一个正向的电压，或反向的电压比较小，使电阻能够达到负极．通过电子的流向判断出电流的方向． 流过电流表G 的电流大小取决于照射光的强度．14、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、光电效应是由赫兹首先发现的，故A 错误； B 、光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B 错误；C 、光电效应现象中，光电子从锌板逸出，验电器带正电，故C 正确；D 、光电效应中应该用紫外线照射锌板，当用可见光时，频率降低，小于极限频率，则不满足光电效应反生条件．故D 错误． 故选：C ．【分析】该实验是通过弧光灯发出紫外线照射锌板，发生光电效应，光电效应说明光具有粒子性． 15、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】根据E=hv 知，照射光的频率增大，则光子能量增大，光的强度减弱，单位时间内发出光电子的数目减少．故C 正确，ABD 错误． 故选：C ．【分析】根据光的频率变化，判断光子能量变化．光的强度影响单位时间内光电子数目． 二、填空题16、【答案】 3.2×10﹣19；4.8×10﹣19 【考点】光电效应【解析】【解答】由图2可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压是﹣2V 时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为：2eV=3.2×10﹣19J ， 根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 ， W 0=3eV=4.8×10﹣19J ．故答案为：3.2×10﹣19；4.8×10﹣19【分析】该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于﹣2V 时，电流表示数为0，知道光电子点的最大初动能为2eV ， 根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 ， 求出逸出功．光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，而光的强度不会改变光电子的最大初动能，从而判断是否电流表是否有示数． 17、【答案】 甲；hv ﹣W 0【考点】光电效应 【解析】【解答】根据光的强度越强，则光电子数目越多，对应的光电流越大，即可判定甲光的强度较大； 由光电效应方程mv 2=hv ﹣W0 ，可知，电子的最大初动能E Km =hv ﹣W 0； 故答案为：甲，hv ﹣W 0【分析】根据光的强度越强，形成的光电流越大；并根据光电效应方程，即可求解． 18、【答案】 ＞；＜ 【考点】光电效应【解析】【解答】根据金属的逸出功W 0=h γc ， 知逸出功与截止频率成正比，则W 钙＞W 钾； 根据爱因斯坦光电效应方程得： E k =h γ﹣W 0 ， 又W 0=h γc联立得：E k =h γ﹣h γc ， 则得E k 钙＜E k 钾 ． 故答案为：＞，＜【分析】金属的逸出功W 0=h γc ， γc 是金属的截止频率．根据爱因斯坦光电效应方程列式，分析光电子最大初动能的大小． 19、【答案】 ek ；keb 【考点】光电效应【解析】【解答】根据爱因斯坦光电效应方程E K =h γ﹣W ， 任何一种金属的逸出功W 一定，说明E K 随频率f 的变化而变化，且是线性关系（与y=ax+b 类似），直线的斜率等于普朗克恒量，由于：E K =eU e 所以：eU e =h γ﹣W ，由图可得U e =k γ﹣b整理得：h=ek ；E K =h γ﹣W ， E K =0时有h γ0﹣W=0，所以逸出功W=keb ；故答案为：ek ， keb ．【分析】由爱因斯坦光电效应方程E K =h γ﹣W 去分析图象中所包含的对解题有用的物理信息，图象与纵轴和横轴交点分别表示普朗克常量和金属的极限频率． 20、【答案】 正；无 【考点】光电效应【解析】【解答】（1）用弧光灯照射锌板，发生光电效应，发出光电子，锌板和验电器带正电．（2）使静电计指针回到零，再用相同光照强度的钠灯发出的黄光照射锌版，静电计指针无偏转，说明了黄色光不能使锌板发生光电效应；当增大入射黄光的照射强度，也不能发生光电效应．故静电计的指针不偏转．故答案为：（1）正；（2）无【分析】发生光电效应时，锌板和验电器带正电，通过电量的变化判断静电计指针偏角的变化． 三、解答题21、【答案】 （1）原子从能级n=3向n=2跃迁所放出的光子的能量为13.60﹣6.04=7.56eV ， 当光子能量等于逸出功时，恰好发生光电效应，所以逸出功W 0=7.56eV（2）从能级n=4向n=1跃迁所放出的光子能量为54.4﹣3.4eV=51eV ， 根据光电效应方程得，最大初动能E km =hv ﹣W 0=51﹣7.56=43.44eV【考点】光电效应【解析】【分析】能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，根据光电效应的条件求出金属的逸出功，再根据光电效应方程得出光电子的最大初动能．22、【答案】 （1）a 、b 间未接直流电源时，通过电流表的电流方向向上（2）根据动能定理得：光电子的最大初动能E K =eU c =2.1eV=3.36×10﹣19J（3）由光电效应方程：E K =h ν﹣W 0 ， 得ν=9.65×1014Hz【考点】光电效应【解析】【解答】（1）电子从阴极逸出后，向右运动，由于电子带负电，所以通过电流表的电流方向向上；（2）根据动能定理得：光电子的最大初动能E K =eU c =2.1eV=3.36×10﹣19J ． （3）由光电效应方程：E K =h ν﹣W 0 ， 得ν=9.65×1014Hz答：（1）a 、b 间未接直流电源时，通过电流表的电流方向向上．（2）从阴极K 发出的光电子的最大初动能E K 是3.36×10﹣19J ；（3）入射单色光的频率是9.65×1014Hz【分析】（1）根据光电子运动的方向判定电流的方向；（2）光电管所加反向电压，当电压表的示数增大到2.1V 时，电流表的示数刚好减小到零，说明电子做减速运动，恰好到达A 极时，速度为零，根据动能定理求解光电子的最大初动能E K ． （3）由光电效应方程求解入射单色光的频率．23、【答案】 （1）光电子的最大初动能 ﹣W（2）能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面B 板的电子，设到达A 板的动能为E K A ； 根据动能定理得：eU=E K A ﹣E km则到达A 板的动能为：E K A =E km +eU= ﹣W+eU【考点】光电效应【解析】【解答】（1）当光电子以最大初动能逸出，且方向垂直与B 板，所需的时间最短． 根据光电效应方程得，最大初动能为：E km = ﹣W ． （2）能以最短时间到达A 板的光电子，是初动能最大且垂直于板面B 板的电子，设到达A 板的动能为E K A ；根据动能定理得：eU=E K A ﹣E km则到达A 板的动能为：E K A =E km +eU= ﹣W+eU ．答：（1）光电子的最大初动能 ﹣W ；（2）从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子到达A 板时的动能 ﹣W+eU ．【分析】当光电子以最大初动能逸出，且方向垂直与B 板，所需的时间最短．结合动能定理求出到达A 板时的动能．24、【答案】 解答：根据光电效应方程得，E km =hv ﹣W 0 ，由钠恰发生光电效应，钠金属逸出功W 为：W=h ν0改用紫外线照射后，电子最大初动能E k ：E k =h ν﹣W=6.63×10﹣34×（8﹣5.53）×1014J=1.64×10﹣19J答：飞出的光电子的最大初动能1.64×10﹣19J ．【考点】光电效应【解析】【分析】根据光电效应方程E km =hv ﹣W 0 ， 结合极限频率与逸出功的关系，即可求出光电子的最大初动能．25、【答案】 （1）增大光强而不改变光的频率时，电子的最大初动能不变，而逸出的电子数目增多（2）用一束强度更大的红光代替黄光，没有电子的最大初动能及逸出的电子数目（3）用强度相同的紫光代替黄光，电子的最大初动能增大，而逸出的电子数目减小【考点】光电效应【解析】【解答】（1）、某金属在一束黄光的照射下，发生了光电效应，增大黄光的强度，单位时间内发出的光电子数目增加．根据光电效应方程E km =h γ﹣W 0 ， 知最大初动能与入射光的强度无关．（2）改用红光照射，由于红光的频率小于黄光的频率，根据光电效应方程E km =h γ﹣W 0 ， 则不能发生光电效应；（3）用强度相同的紫光代替黄光，因紫光的频率大于黄光，则逸出的光电子的最大初动能增大，由于强度相同，则紫光的光子数目小于黄光，因此逸出的电子数目也少于黄光．答：（1）增大光强而不改变光的频率时，电子的最大初动能不变，而逸出的电子数目增多；（2）用一束强度更大的红光代替黄光，没有电子的最大初动能及逸出的电子数目；（3）用强度相同的紫光代替黄光，电子的最大初动能增大，而逸出的电子数目减小．。

新人教版选修3-5《17.2 光的粒子性》课时训练物理试卷一、课前预习练第2节光的粒子性1. 光电效应（1）光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，逸出的电子叫做________。

（2）光电效应的实验规律①实验规律之一，存在着________电流：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个________，也就是说在电流较小时电流随着电压的增大而________，但当电流增大到一定值之后，即使电压再增大，电流________增大了。

②实验规律之二，存在着________电压和________频率：对光电管加反向电压，光电流可以减小到零。

使光电流恰好减小为零的________称为遏止电压。

不同频率的光照射金属产生光电效应，遏止电压是________。

遏止电压与光电子的初速度存在的关系：________。

当入射光的频率减小到某一数值νc时，即使不加反向电压，也没有光电流，表明没有光电子了，νc称为________。

③实验规律之三，光电效应具有________：当入射光的频率超过截止频率时，无论入射光强度怎么样，立刻就能产生光电效应。

精确测量表明产生光电流的时间不超过________s。

2. 爱因斯坦的光电效应方程（1）光子说：光不仅在________时能量是一份一份的，是不连续的，而且光本身就是由一个个不可分割的________组成的，频率为ν的光的能量子为________，每一个光的能量子被称为一个________，这就是爱因斯坦的光子说。

（2）爱因斯坦光电效应方程：爱因斯坦说，在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是ℎν，这些能量的一部分用来克服金属的________，剩下的表现为逸出的光电子的________，公式表示为________。

3. 康普顿效应（1）光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播________发生改变，这种现象叫做光的散射。

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（II）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）(2017·乌鲁木齐模拟) 光伏发电是利用光电效应原理工作的，目前，人类提高光伏发电效率的途径主要有两个方一是改变光源体发光谱带的频率，从而改变产生光电效应的光谱的宽度；二是改变被照射金属材料的成分，从而改变其逸出功，则提高光伏发电效率的途径正确的是（）A . 增大光源体发光谱带的频率B . 减小光源体发光谱带的频率C . 增大金属材料的逸出功D . 减小金属材料的逸出功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·淄川期末) 关于近代物理，下列说法正确的是（）A . 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B . 核聚变反应方程 H+ H→ He+ n中， n表示质子C . α射线是高速运动的氦原子D . 由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小8. （3分）(2016·沈阳模拟) 下列说法正确的是（）A . 为了解释光电效应现象，爱因斯坦建立了光子说，指出在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系B . 汤姆逊根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷C . 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量减小了D . 已知中子、质子和氘核的质量分别为mn、mp和mD ，则氘核的比结合能为（c表示真空中的光速）E . 放射性元素发生β衰变，新核的化学性质不变三、填空题 (共2题；共5分)9. （2分）如图所示，一静电计与锌板相连，在A处用一紫外灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．a此时锌板带正电，静电计带________电（填“正”或“负”）；b使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，静电计指针无偏转．此时如果增大入射黄光的照射强度，则可观察到静电计指针________（填“有”或“无”）偏转．10. （3分）如图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．（1）现用一带负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针________（选填“有”或“无”）偏转．（3）实验室用功率P=1500W的紫外灯演示光电效应．紫外线波长λ=250nm，则紫外灯每秒钟发出的光子数目约为________个．四、计算题 (共2题；共30分)11. （15分）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，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm ．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，求：（1）用频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v（2）普朗克常数h，（3）阴极K金属的极限频率νc．12. （15分）如图所示是做光电效应实验的装置简图．在抽成真空的玻璃管内，K为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV），A为阳极．在a、b间不接任何电源，用频率为V（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转．这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1V时，电流表的示数刚好减小到零．（普朗克恒量h=6.63×10﹣34J•s）求：（1） a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向？（2）从阴极K发出的光电子的最大初动能EK是多少焦耳？（3）入射单色光的频率是多少？参考答案一、选择题 (共3题；共6分)1-1、2-1、3-1、二、多项选择题 (共5题；共15分)4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、三、填空题 (共2题；共5分)9-1、10-1、10-2、10-3、四、计算题 (共2题；共30分)11-1、11-2、11-3、12-1、12-2、12-3、。