2019学年高中物理第二章波粒二象性第二节光子分层训练粤教版选修3_5word版本

第二节 光子
A 级 抓基础
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，每一份叫做一个光子
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：光子的定义：光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量，每一份叫作一个光子．故A 正确；根据E ＝h ν判断出光子的能量与光子的频率因素有关，与光强无关，故B 错误、C 正确；光子是一种电磁波，不能被电场加速，故D 错误． 答案：AC
2．当具有5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为( )
A ．1.5 eV
B ．3.5 eV
C ．5.0 eV
D ．6.5 eV
解析：由光电效应方程E km ＝h ν－W 0，得W 0＝h ν－E km ＝5.0 eV －1.5 eV ＝3.5 eV ，则入射光的最低能量为h ν
min ＝W 0＝3.5 eV ，故正确选项为B.
答案：B
3．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km .改用频率2ν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 ．E km －h ν
B ．E km
C ．E km ＋h ν
D ．
E km ＋2h ν 解析：设电子逸出功为W 0，则由光电效应方程可得：
h ν＝E km ＋W 0，
2h ν＝E ′km ＋W 0，两式联立解得：E ′km ＝E km ＋h ν，选项C 对．
答案：C
4．(多选)下列关于光电效应的说法正确的是( )
A ．若某材料的逸出功是W 0，则它的极限频率ν0＝W0h
B ．光电子的初速度和照射光的频率成正比
C ．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比
D ．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大
解析：由光电效应方程E km ＝h ν－W 0知，B 、C 错误，D 正确．若E km ＝0，得极限频率ν0＝W0h ，故A 正确．
答案：AD
5．下表给出了一些金属材料的逸出功．
(普朗克常量h ＝6.63×10
－34 J ·s ，光速c ＝3.0×108 m/s ，1 nm ＝1×10－9 m)( ) A ．2种
B ．3种
C ．4种
D ．5种 解析：光子能量
E ＝h c λ
＝4.97×10－19 J ，故只有铯和钙能发生光电效应，故A 正确，
BCD 错误．
答案：A
B 级 提能力
6．(多选)图甲是光电效应的实验装置，图乙是光电流与加在阴极K 和阳极A 上的电压的关系．下列说法正确的是( )
甲 乙
A ．在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大
B ．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 ．入射光的频率低于截止频率时，如果光足够强，也可能发生光电效应
解析：入射光的强度影响单位时间内发出光电子数目，入射光越强，饱和电流越大，故A正确；根据光电效应方程知，E km＝hν－W0＝eU 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正确；根据E km＝eU c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 错误．
答案：ABC
7．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出．钨的逸出功为 4.5 eV.现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量在图上标出)．那么，下列图中有光电子到达金属网的是( )
A．①②③B．②③
C．③④D．①②
解析：①入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应．故①错误．②入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应；电场对光电子加速，故有光电子到达金属网．故②正确．③入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程E km＝hν－W0＝3.5 eV，因为所加的电压为反向电压，反向电压为2 V，知光电子能到达金属网．故③正确．④入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程E km＝hν－W0＝3.5 eV，所加的反向电压为4 V，根据动能定理知，光电子不能够到达金属网．故④错误．
答案：B
8．(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA.移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0.则( )
A ．光电管阴极的逸出功为1.8 eV
B ．电键K 断开后，没有电流流过电流表G
C ．光电子的最大初动能为0.7 eV
D ．改用能量为1.5 eV 的光子照射，没有电流流过电流表G
解析：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0.7 V 时，电流表示数为0，则知光电子的最大初动能为0.7 eV ，根据光电效应方程，得逸出功W 0＝1.8 eV ，故A 、C 正确；当电键K 断开后，用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B 错误；改用能量为1.5 eV 的光子照射，由于光电子的能量小于逸出功，不能发生光电效应，无光电流，D 对．故选A 、C 、
D.
答案：ACD
9．现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶3. 当用a 光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为E km ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E km ，当改用c 光束照射该金属板时( )
A ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为16E km
B ．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为19E km
C ．三束单色光光子能量之比为1∶2∶3
D ．三束单色光光子能量之比为3∶2∶1
解析：a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa ∶λb ∶λc ＝1∶2∶3，因为光子频率ν＝c λ
，知光子频率之比νa ∶νb ∶νc ＝6∶3∶2，根据E ＝h ν可得三束单色光光子能量之比为6∶3∶2，故CD 错误；设a 光的频率为6ν，根据光电效应方程E km ＝h ν－W 0得E km ＝h ·6ν－W 0，13E km ＝h ·3ν－W 0. 联立两式解得W 0＝32h ν，E km ＝92
h ν. c 光束照射该金属
板时，能发生光电效应．最大初动能E ′km ＝h ·2ν－W 0＝12h ν＝19E km ，故A 错误、B 正确．
答案：B。