2017-2018学年高中物理选修3-5检测17.2含答案

17。

2 新提升·课时作业
基础达标
1．下列说法中不正确的是( ）
A．康普顿效应说明了光子具有动量和能量
B．康普顿效应进一步证实了光的粒子性
C．黑体辐射规律是爱因斯坦提出的
D．普朗克提出能量子假设
【解析】由康普顿效应的意义我们可以认识到A、B正确．黑体辐射理论和能量子假设是普朗克提出的,故C错误,D正确．【答案】C
2．光电效应中,从同一金属逸出的电子动能的最大值( ）
A．只跟入射光的频率有关
B．只跟入射光的强度有关
C．跟入射光的频率和强度有关
D．除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照的时间有关
【解析】由爱因斯坦光电效应方程可知从金属逸出的光电子的最大初动能，只跟入射光的频率有关,故只有A项正确．【答案】A
3．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有
由E〉E′，可知λ＜λ′，选项C正确．
【答案】C
5．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，由实验图线不能求出（)
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】由图线可知E k＝0时的频率为极限频率ν0、极限波长为λ0＝错误!.该图线的斜率等于普朗克常量h，该金属的逸出功W0＝hν0也可求．不能求出单位时间内逸出的光电子数，故D不能求得．【答案】D
6．频率为ν的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为E k，若以频率为2ν的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是( )
A．2E k B．E k＋hν
C．E k－hνD．E k＋2hν
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0知，当入射光的频率为ν时,可计算出该金属的逸出功W0＝hν－E k.当入射光的频率为2ν时,光电子的最大初动能为E k′＝2hν－W0＝E k＋hν.
【答案】B
7．（多选)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】AB
8．如图所示，为一光电管电路,滑动变阻器触头位于ab上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有（）
A．加大照射光的强度
B．换用波长短的光照射
C．将P向b滑动
D．将电源正、负极对调
【解析】电表无偏转,说明没有发生光电效应现象，即入射光的频率小于极限频率，要能发生光电效应现象,只有增大入射光的频率,即减小入射光的波长．
【答案】B
9．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）现用一带少量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．【解析】验电器的指针张开，表明用紫外线照射锌板时,发生了光电效应，从锌板表面逸出了电子,锌板带正电；带负电的金属小球与锌板接触，电荷中和，锌板带电荷量减小，所以验电器指针偏角将变小．用钠灯发出的黄光照射锌板,指针无偏转，没有发生光电效应．改用红外线，由于红外线的频率小于黄光的频率，即不发生光电效应，所以验电器指针无偏转．
【答案】（1）减小(2）无
10．（1）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．下列光电流I与A、K 之间的电压U AK的关系图象中，正确的是________．
(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________（选填“增大”、“减小”或“不变”），原因是________________________________．
【解析】由于光的频率一定，它们的截止电压相同，A、B不正确．光越强，电流越大，C正确．由于光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功），光电子的动量变小．【答案】(1)C （2）减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功）
能力提升
1．(多选）某金属的逸出功为2。

3 eV,这意味着( ）
A．这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面
B．这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面
C．要使这种金属有电子逸出,入射光子的能量必须大于2。

3 eV D．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面
时的动能至少等于2.3 eV
【解析】逸出功指金属表层电子脱离原子核克服原子核引力所做的功．由E k＝hν－W0〉0知hν>W0，故C对．
【答案】BC
2．用波长为2。

0×10－7m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4。

7×10－19 J．由此可知,钨的极限频率是（普朗克常量h＝6.63×10－34J·s,光速c＝3。

0×108 m/s,结果取两位有效数字）（）
A．5.5×1014 Hz B．7.9×1014 Hz
C．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz
【解析】由光电效应方程E k＝hν－W逸，可得W逸＝hν－E k，而W逸＝hν0，ν＝错误!，所以钨的极限频率ν0＝错误!－错误!＝7.9×1014 Hz,答案为B.
【答案】B
3．(多选）频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为错误!，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，且传播速度变小
B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增高
C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率
【解析】碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变．光子由于在与电子碰撞中损失能量,因而频率减小,即ν1>ν2，再由c＝λ1ν1＝λ2ν2，得到λ1〈λ2，故选项C、D正确．
【答案】CD
4．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〉
5．如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝5 000 错误!的钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U＝2。

1 V，用波长λ＝3 000 错误!的紫外线照射阴极,饱和光电流的值（当阴极K发射的电子全部到达阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流)I m ＝0。

56 μA.求：
(1）每秒内由K极发射的光电子数目;
（2)电子达到A极时的最大动能；
（3）如果电势差U不变，而照射光的强度增大到原值的3倍,此时电子到达A极的最大动能是多大?（普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.)
【解析】(1）设每秒内发射的电子数为n，则n＝错误!＝错误!＝3。

5×1012个．
（2）由光电效应方程可知
E k m＝hν－W0＝h错误!－h错误!＝hc错误!,
在AK间加电压U时，电子到达阳极时的动能为E k
E k＝E k m＋eU＝hc错误!＋eU
学必求其心得，业必贵于专精
代入数值得E k＝6.01×10－19 J。

（3）根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电压U不变，则电子到达A极的最大动能不会变，还是6。

01×10－19 J。

【答案】(1)3.5×1022(2)6.01×10－19 J (3）6。

01×10－19 J。