1、高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 1 - 光 的粒 子性 一、单 项选 择题 1下 列说 法正 确的 是( A ) A. 爱 因斯 坦提 出 “ 光子 说 ”并成 功解 释了 光电 效应 现象 B. 康 普顿 发现 了电 子 C. 卢 瑟福 发现 了质 子和 中 子 D. 玻 尔理 论成 功解 释了 所 有原子 的光 谱 2关 于光 电效 应有 如下 几 种陈述 ，其 中正 确的 是( D ) 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
2、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
3、属的 极限波 长 3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( B ) A 1.5 eV B 3.5 eV C 5.0 eV D 6.5 eV 解析：W 0 hv E k 5.0 eV 1.5 eV 3.5 eV . 4如图 17 2 13 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( C ) 图 17 2 13 A 用一 带负 电的 金属 小 球与锌 板接 触， 验电 器
4、指 针偏角 一定 变大 B 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 C 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 D 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 解析：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
5、 中和之 前大 小的 比较 ； 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 二、双 项选 择题 5 金 属钠 的逸 出功 为 2.48 eV ，则 下列 各色 光中 ，能 使钠发 生光 电效 应的 有( CD ) A 波长 为 6.5 10 7m 的红光 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 2 - B 频率 为 5.5 10 14Hz 的红光 C 波长 为 4.8 10 7m 的蓝光 D 频率 为 7.5 10 14Hz 的紫光 解析： 由 c
6、 和 h 算 出 光子的 能量 ，换 算成 电子 伏，大 于逸 出功 即可 6 光 子具 有动 量， 太阳 光 照射在 物体 上有 压力 ， 彗 星的尾 巴就 是太 阳的 光压 形成的 彗 星在绕 太阳 运转 的过 程中 有时彗 尾长 ，有 时彗 尾短 ，下列 说法 正确 的是( AC ) A 彗星 离 太 阳较 近时 ， 光压大 ，彗 尾长 B 彗星 离太 阳较 近时 ，光 压小， 彗尾 短 C 彗星 离太 阳较 远时 ，光 压小， 彗尾 短 D 彗星 离太 阳较 远时 ， 光压大 ，彗 尾长 解析：接近 太 阳时 ， 慧星体 上 受 到较 大 光压 ， 慧星体 受 挤 压而 变 长 远 离
7、太阳 时 ， 光压 较小， 所以 挤压 不厉 害， 所以慧 星体 收缩 ，没 有太 大的尾 巴 7 已 知能 使某 金属 产生 光 电效应 的极 限频 率 为 0 ，则( AB ) A 当用 频率 为 2 0 的 单色 光照射 该金 属时 ，一 定能 产生光 电子 B 当用 频率 为 2 0 的单 色 光照射 该金 属时 ，所 产生 的光电 子的 最大 初动 能 为 h 0C 当照 射光 的频 率 大于 0 时， 若 增 大， 则逸 出功增 大 D 当照 射光 的频 率 大于 0 时， 若 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
8、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 逸 h 0 一定， 0 为极 限频 率， 增 大， 逸出 功不 变， C 选 项错 误 由爱 因斯 坦光 电效应 方 程E km h W 逸，得 2 0 时， E km h W 逸 2 h 0 h 0 h 0 ，当 增 大一 倍， 4 0 时，E km h W 逸 4h 0 h 0 3h 0 ，所 以 B 选项正 确 ，D 选 项错误 8 为 了强 调物 理 学 对当 今 社会的 重要 作用 并纪 念爱 因斯坦 ，2004 年 联合 国第 58 次大 会 把
9、2005 年 定为 国际 物理 年 爱 因斯 坦在 100 年前 发 表了 5 篇重 要论 文 ， 内 容 涉及狭 义相 对论 、 量 子 论和 统 计物 理 学， 对现 代 物理 学 的发 展 做出 了巨 大 贡献 某人 学 了有 关的 知 识后 ， 有如 下理解 ，其 中正 确的 是( BD ) A 所谓 布朗 运动 就是 液 体分子 的无 规则 运动 B 光既 具有 波动 性， 又具 有粒子 性 C 在光 电效 应的 实验 中， 入射光 强度 增大 ，光 电子 的最大 初动 能随 之增 大 D 质能 方程 表明 ：物 体 具有的 能量 与它 的质 量有 简单的 正比 关系 解析： 布朗
10、运动 本身 不是 分子运 动， 而是 液体 中固 体小颗 粒的 无规 则运 动， 故 A 错光 电效应 中， 光电 子的 最大 初动能 与入 射光 的频 率有 关，与 入射 光的 强度 无关 故 C 错 正 确 选项 是 BD. 9 某 种金 属在 单色 光照 射 下发射 出光 电子 ，这 光电 子的最 大初 动能( BD ) A 随照 射光 强度 的增 大 而增大 B 随照 射光 频率 的增 大而 增大 C 随照 射光 波长 的增 大而 增大 D 与照 射光 的照 射时 间 无关 解析：根据 光 电效 应 方程， 最 大 初动 能 只随 入 射光的 频 率 的增 大 而增 大 ，与入 射 光
11、 的强 度和时 间无 关 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 3 - 三、非 选择 题 10 光 具有 波粒 二象 性， 光子的 能 量E h ， 其中 频率表 征波 的 特 性， 在爱 因斯坦 提出 光 子说之 后， 康普 顿提 出了 光子动 量 p 与 光波 波长 的关系 ：p h .若某激 光管 以 P W 60 W 的 功率发 射波 长 6.63 10 7m 的光束， 试根 据上 述 理论计 算： (1) 该管 在 1 s 内发射 出多 少个光 子？ (2) 若光束 全部 被某 黑体 表 面吸收 ，那 么该 黑体 表面 所受到 光束 对它 的作 用 力F
12、 为 多大 ？ 解：(1) 设 在时 间 t 内 发射 出的光 子数 为n ，光 子频 率为 ，每 一个 光子 的能 量E h ， 则P W nh t ，又 c ，则n P W t hc将 t 1s 代 入上 式得 发射 出的光 子数 n P W hc 606.63 10 7 6.63 10 34 3 10 8 2.0 10 20(2) 在时 间 t 内激 光管 发射 出的光 子全 部被 黑体 表面 吸收， 光子 的末 动量 变为 零 据 题 中 信息可 知，n 个 光子 的总 动量 为p 总 np nh/ ， 据 动量定 理 知F t p 总 黑体表 面对 光子 束的 作用 力为 F p 总
13、 t nh t nh t P W c 2.0 10 7N. 又据牛 顿第 三定 律， 光子 束对黑 体表 面的 作用 力大 小为 F F 2.0 10 7N. 11 某 频率 的单 色光 照射 到一块 金属 板表 面时 ， 能 发生光 电效 应， 测得 光电 子的最 大初 动 能为 2 eV. 若换 用频 率是 原 来的 1.8 倍 的单 色光 照射 该金属 ，光 电子 的最 大初 动能 为 6 eV.试求 该金属 的逸 出功 解：根 据光 电 效应 方 程 ：E k1 h W 0 ，同理：E k2 1.8 h W 0 ， 联 立两 式 并代 入 数 据， 可得该 金属 的逸 出功 为W 0
14、3 eV. 12 如图 17 214 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 图 17 2 14 (1) 现用 一带负电 的金属小球( 带 电量少于 锌板) 与锌板接 触，则验 电器指针 偏角将 减小( 填 “ 增大 ”、 “减小 ” 或 “ 不变”) 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 4 - (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
15、 外线 灯照 射锌 板， 可观察 到验 电器 指针 无( 填 “ 有” 或“ 无”) 偏转 (3) 实验室 用功 率 为P 1 500 W 的紫 外灯 演示 光电 效 应紫 外线 波 长 253 nm ，阴极离 光源距 离d 0.5 m ，原子 半径 取r 0.5 10 10m ，则阴极 表面 每个 原子 每秒 钟接收 到的 光 子 数约 为 5.(已知h 6.63 10 34J s) 解 析：(1) 当 用紫外 光照射锌 板时， 锌板发 生光电 效应 ，放出 光电子 而带上 了正 电， 此 时 与锌 板 连在 一 起的 验电 器 也带 上 了正 电 ，从 而指 针 发生 了 偏转 当带 负电
16、 的 小球 与 锌板 接触后 ，中 和了 一部 分正 电荷， 从而 使验 电器 的指 针偏转 减小 (2) 使验 电器指 针回到零 ，用 钠灯黄光 照射， 验电器指 针无 偏转 ，说明 钠灯黄光 的频率 小 于 极 限频 率 ，红 外 光比 钠灯 黄 光的 频 率还 要 低， 更不 可 能发 生 光电 效 应 能否 发 生光 电 效应 与入射 光的 强度 无关. (3) 以紫外 灯为 圆心 ，作 半 径为d 的球 面， 则每 个原 子每秒 钟接 收到 的光 能量 为 E P 4d 2 r 2 3.75 10 18J 因此每 个原 子每 秒钟 接收 到的光 子数 约为 n E h E hc 5.
17、 13 利 用光 电管 研究 光电 效应的 实验 电路 如图 17 215 所 示， 用频 率为 0 的可见 光 照 射阴 极 K ，电流表 中有 电 流通过 ，则( D ) 图 17 2 15 A 用紫 外光 照射 K ，电 流 表中不 一定 有电 流通 过 B 用红 外光 照射 K ，电流 表中一 定无 电流 通过 C 用频 率为 0 的 可见 光 照射 K ， 当滑 动变 阻器 的 滑片移 到A 端 ， 电 流表 中 一定无 电流 通 过 D 用频 率为 0 的 可见 光 照射 K ，当滑 动变 阻器 的 滑片向 B 端 滑动 时， 电流 表示数 可能 不变 解析： 选项 若原 来电 流
18、已 饱和， 则滑 片 向 B 端移 动 电流表 示数 将不 变 14 ( 双选)现有a 、b 、c 三 束单色 光 ， 其 波长 关系 为 a b c . 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( AB ) 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 ， a b c ， a b c 用 b 光 束照 射金 属 ，该频 率等
19、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 h W 逸 ，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 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 5 - 15 用 能量 为 E 的 光子 照 射金属 表面 ，产 生的 光电 子垂直 射入 磁感 应强 度 为 B 的 匀强 磁 场中做 匀速 圆周 运动 ，最 大半径 为 R ，求 金属 表面 光电子 的逸 出功 ( 已 知电 子质量 为 m ，电 荷量 为q) 解： 由 光电 子做 匀速 圆周 运动知 ，R mv max qB ，则 v max qBR m ， 光电子 最大 动 能E k 1 2 mv 2 max q 2 B 2 R 2 2m ，由 爱因 斯坦 光电 效应 方程知 ，逸 出 功W 0 E E k E q 2 B 2 R 2 2m .
