1、第十七章 波粒二象性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 h 知，光子能量 与其频率 成正比，故 D 选项正确答案：CD2
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波长变长解析：光子与自由电子碰撞时，遵守动量守恒和能量守恒，自由电子碰撞前静止，碰撞后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小，故 C 错误；由 、Eh 可知光子频率变小，波长变长，hp故 A 错误，D 正确；由于光子速度是不变的，故 B 错误.答案：D3用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较强
3、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解析：由于太阳光中含有紫光，所以照射该金属时仍能发生光电效应且逸出的光电子的最大初动能不变，A 项错误，C 项正确；产生光电效应的时间几乎是瞬时的，B 项错误；又因为光强变强，所以单位时间内逸出的光电子数目变大，D 项错误答案：C4(多选 )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
4、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 Ek 随入射光频率 变化的 Ek 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 Ek 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( )解析：依据光电效应方程 EkhW 0 可知， Ek 图线的斜
5、率代表了普朗克常量 h，因此钨和锌的 Ek 图线应该平行.图线的横轴截距代表了截止频率 c，而 c ，因此钨的 c 大些.综上所述，W0hB 图正确.答案：BA 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 h，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 ，碰撞后的波长为 ，则碰撞过程中 (
6、)A能量守恒，动量不守恒，且 B能量不守恒，动量不守恒，且 C能量守恒，动量守恒，且 解析：光子与电子的碰撞过程中，系统不受外力，也没有能量损失，故系统动量守恒，系统能量也守恒，光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量减小，根据 Eh ，光子的频率减小，根据 知，波长变长，即 ，C 正确.c答案：C3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 的关系图象从图中可知( )AE k 与 成正比
7、B入射光频率必须大于或等于截止频率 c 时，才能产生光电效应C对同一种金属而言，E k 仅与 有关DE k 与入射光强度成正比解析：由 EkhW 0 知 B、C 正确，A、D 错误答案：BCB 级 提能力5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( )Aa 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Ca 光束照射时，释放出的光电子数目最多Dc 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小解析：由 a、b、c 三束单色光的波长关系 a b c及波长、频率的关系知：三
8、束单色光的频率关系为： a b c.故当 b 光束恰能使金属发生光电效应时，a 光束必然不能使该金属发生光电效应，c 光束必然能使该金属发生光电效应， A 对，B 错；又因为发生光电效应时释放的光电子数目与光照强度有关，光照越强，光电子数目越多，由于光照强度未知，所以光电子数目无法判断，C 错；光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越大，所以 c 光束照射时释放出的电子的最大初动能最大，D 错故正确选项为 A.答案：A6(多选 )已知能使某金属产生光电效应的截止频率为 c，则( )A当用频率为 2c 的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为 2c 的单色光照射该金属
9、时，所产生的光电子的最大初动能为 hcC当入射光的频率 大于 c 时，若 增大，则逸出功增大D当入射光的频率 大于 c 时，若 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 c，所以逸出功 W0h c，再由Ekh W 0 得，E k2h ch ch c，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 h W0hh ch ( c)可得，当 增大一倍时： EkEk2，故 D 错误2 c c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
10、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 的普通光源照射阴极 K，没有发生光电效应，换同样频率为 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)( )AU BU he We 2
11、he WeCU2hW DU 5h2e We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 的强光照射阴极 K，发生了光电效应，即吸收的光子能量为nh2、3、 4 ，根据 eUnhW，可知 U ，所以 Bnhe We正确答案：B8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、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、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
12、应解析：由图线、可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故 A 说法正确；根据光电效应方程可得： Ekmhv W0eU c，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故 B 说法正确；根据最大初动能： Ekm eUc中，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，故 C 说法正确；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故 D 说法错误.所以选 D.答案：D9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 h6.6310 34 Js，求：(1)光电子的最大初动能；(2)遏止电压；(3)铝的截止频率解析：(1) 根据光电效应方程 EkhW 0 有Ek W 0 hc 6.6310 343.010820010 9J4.21.610 19 J3.22510 19 J.(2)由 EkeU c 可得Uc V2.016 V.Eke 3.22510 191.610 19(3)由 hcW 0 得c Hz1.01410 15 Hz.W0h 4.21.610 196.6310 34答案：(1)3.225 1019 J (2)2.016 V(3)1.0141015 Hz
