1、12 光的粒子性基础巩固1.(多选)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,每一份叫作一个光子,光子的能量 =h ,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 AC2.(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
2、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,则可能不产生光电效应现象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,指针上的部分电子被吸引到锌板上发生中和,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,都可能不产生光电效应,C 对、D 错。答案 BC3.康普顿散射的主要特征是( )A.散射光的波长与入射光的波长全然不同B.散射光的波长有些与入射光的相同,但有些变短了,散射角的大小与散射波长无关C.散射光的波长有些与入射光的相同,但也有变长的,也有变短的D.散射光的波
3、长有些与入射光的相同,有些散射光的波长比入射光的波长长些,且散射光波长的改变量与散射角的大小有关解析 光子和电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。散射角不同,能量减少情况不同,散射光的波长也有所不同。也有一部分光子与整个散射物的原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,碰撞前后光子能量几乎不变,波长不变。故只有 D 正确。答案 D4.关于光电效应的规律,下列说法中正确的是( )2A.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
4、,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 =h=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=h-W 0知,c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 D5.(多选)如图所示,电路中所有元件完好,光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过。其原因可能是( )A.入射光太弱B.入射光波长太长C.光照时间太短D.电源正、负极接反解析 金属存在截止频率,超过截止频率的光照射金属才会有光电子射出。发射的光电子的动能随频率的增大而增大,动能小时不能克服反向电压,也不能有光电
5、流。入射光的频率低于截止频率,不能产生光电效应,与光照强弱无关,选项 B 正确,A 错误;电路中电源正负极接反,对光电管加了反向电压,若该电压超过了遏止电压,也没有光电流产生,D 正确;光电效应的产生与光照时间无关,C 错误。答案 BD6.(多选)用频率为 1的单色光照射某种金属表面,发生光电效应现象。现改为频率为 2的另一单色光照射该金属表面,下面说法正确的是( )A.如果 2 1,能够发生光电效应B.如果 2 1,逸出光电子的最大初动能增大D.如果 2 1,逸出光电子的最大初动能不受影响解析 用频率为 1的光照射可以发生光电效应, 2 1,所以也能发生光电效应,由 Ekm=h-W 0知,E
6、km增加。答案 AC7.紫光在真空中的波长为 4.510-7 m,问:(1)紫光光子的能量是多少?3(2)用它照射极限频率为 0=4.621014 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=6.6310-34 Js)解析 (1)紫光光子的能量 E=h=h =4.4210-19 Jc(2)紫光频率 = =6.671014 Hz,因为 0,所以能产生光电效应。c(3)光电子的最大初动能为 Ekm=h-W=h (- 0)=1.3610-19 J。答案 (1)4.4210-19 J (2)能 (3)1.3610-19 J能力提升1.(多选)产生光电效应时,关
7、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 Ek=h-W 0=h -W0,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c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 ADE2.已知金属锌发生光电效应时产生的光电子的最大初动能 Ek
8、跟入射光的频率 的关系图象如图中的直线 1 所示。某种单色光照射到金属锌的表面时,产生的光电子的最大初动能为 E1。若该单色光照射到另一金属表面时产生的光电子的最大初动能为 E2,E2 2,再由 c= 1= 2,得到 1 2,故选项 C、D 正确。答案 CD4.频率为 的光照射某金属时,产生光电子的最大初动能为 Ekm。改为频率为 2 的光照射同一金属,所产生光电子的最大初动能为( h 为普朗克常量)( )A.Ekm-h B.2EkmC.Ekm+h D.Ekm+2h解析 根据爱因斯坦光电效应方程得: Ekm=h-W 0,若入射光频率为 2 ,则 Ekm=h2-W 0=2h-(h-E km)=h
9、+E km,故选 C。答案 C5.(多选)在光电效应实验中,用频率为 的光照射光电管阴极,发生了光电效应。下列说法正确的是( )A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于 的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于 的光照射,光电子的最大初动能变大解析 增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目增多,光电流增大,A 项正确;光电效应的发生与入射光的强度无关,B 项错误;入射光频率小于 时,若仍大于金属的截止频率,仍能发生光电效应,C 项错误;增大入射光的频率时,由爱因斯坦光电效应方程 Ek=h-W 0可知,光电子的最大初动能变大,D 项正确。答案
10、 AD6.(2018 江苏卷)光电效应实验中,用波长为 0的单色光 A 照射某金属板时,刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为 的单色光 B 照射该金属板时,光电子的最大初动能为 ,A、 B 两种光 02子的动量之比为 。(已知普朗克常量为 h、光速为 c) 解析 由题意知 =W hc 0=W+Ekm hc 02联立 可得: Ekm= .hc 0光子 A 的动量 pA= h 0光子 B 的动量 pB= h 025联立 可得:pApB=12答案 1 2hc 07.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=6.6310-34 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 Ek=h-W 0有Ek= -W0= J-4.21.610-19 J=3.22510-19 Jhc 6.6310-343.010820010-9(2)由 Ek=eUc可得Uc= V=2.016 V。Eke=3.22510-191.610-19(3)h c=W0知 c= Hz=1.0141015 Hz。W0h=4.21.610-196.6310-34答案 (1)3.22510-19 J (2)2.016 V (3)1.0141015 Hz6
