物理同步人教选修3-5全国通用版课时训练7 光的粒子性+Word版含解析.docx
人教版高中物理选修3-5同步练测:第十七章第二节光的粒子性(含答案).docx
高中物理学习材料桑水制作第二节光的粒子性建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共40分)1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图1所示,这时()图1A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电2.(上海物理)光电效应的实验结论是:对于某种金属()A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱,产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大3.在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括X光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量ℎ、电子电荷量e和光速c,则可知该X射线管发出的X光的()A.最短波长为ceUℎB.最长波长为ℎceUC.最小频率为eUℎD.最大频率为eUℎ4. (重庆理综)真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,极板面积为S,间距为d.现用波长为λ(λ1<λ<λ2)的单色光持续照射两板内表面,则电容器的最终带电荷量Q正比于()A.dS(λ−λ1λλ1) B.dS(λ2−λλλ2)C.Sd(λ−λ1λλ1) D.Sd(λ2−λλλ2)5.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么()A.从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小D.有可能不发生光电效应6.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光电子B.光子说中的光子就是光电效应中的光电子C.在空间传播中的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光的能量子,简称光子桑水D.光子的能量跟光的频率成正比7.对光电效应的解释正确的是()A.金属内的每一个电子都要吸收一个或一个以上的光子,当它积累的能量足够大时,就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所做的最小功,便不能发生光电效应C.发生光电效应时,入射光越强,光子能量就越大,光电子的初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不同的,因此使不同金属产生光电效应的入射光最低频率也不同8.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E k随入射光频率ν变化的E k−ν图.已知钨的逸出功是3.28 eV,锌的逸出功是3.34 eV,若将二者的图线画在同一个E k−ν坐标图中,用实线表示钨,虚线表示锌,则正确反映这一过程的图象是图2所示中的( )图29.关于光电效应,下列说法正确的是()A.极限频率越大的金属材料逸出功越大B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多10.(江苏高考)研究光电效应规律的实验装置如图3所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K时,有光电子产生.由于光电管K、A间加的是反向电压,光电子从阴极K发射后将向阳极图3A做减速运动.光电流i由图中电流计G测出,反向电压U由电压表V测出.当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向截止电压U0.图4表示光电效应实验规律的图象中,错误的是()图4二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.请将正确的答案填到横线上)11.在伦琴射线管两极间加6.63×104 V的电压,设从阴极发出的电子的初速度为零,加速到达阳极时具有的动能的10%变为伦琴射线的光子的能量,普朗克常量为 6.63×10-34 J·s,电子电荷量为1.6×10-19 C,伦琴射线的波长为 .12. (上海物理)如图5所示,用导线将验电器与洁净锌板连接,触摸锌板使验电器指示归零,用紫外线照射锌板,验电器指针发生明显偏转,接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板,发现验电器指针张角减小,此现象说明锌板带电(选填“正”或“负”);若改用红外线重复以上实验,结果发现验电器指针根本不会偏转,说明金属锌的极限频率红外线的频率(选填“大于”或“小于”).图5三、计算与简答题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)桑水13.(8分)光具有波动性已被人们所接受,光具有能量,光的能量是连续的还是分立的? 光是否也具有粒子性呢?14.(13分)已知金属铯的极限波长为0.66μm.用0.50μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳?铯金属的逸出功为多少焦耳?15.(13分)一束频率为5×1014 Hz的黄光,以60°的入射角从真空中射入玻璃,其折射角为30°,求黄光在玻璃中的速度、波长和每个光子的能量.16.(14分)在半径r=10 m的球壳中心有一盏功率为P=40 W的钠光灯(可视为点光源),发出的钠黄光的波长为λ=0.59μm,已知普朗克常量ℎ=6.63×10-34J·s,真空中光速c=3×108 m/s.试求每秒钟穿过S=1 cm2球壳表面的光子数目.桑水第二节光的粒子性答题纸得分:一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案二、填空题11. 12.三、计算与简答题1314.1516.桑水第二节光的粒子性参考答案一、选择题1.B 解析:本题应从光电效应、验电器原理来考虑解答.锌板原来不带电,验电器的指针发生了偏转,说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应,发生光电效应时,锌板向空气中发射电子,所以锌板带正电,验电器指针亦带正电,故B对.2. AD 解析:能不能发生光电效应,取决于灯光的频率是不是大于极限频率与灯光的强度无关,A对,B错;由E k=ℎν−W知,灯光频率ν越大,光电子的最大初动能E k就越大,与灯光的强度无关,C错.D 对.3. D 解析:电子被电场加速获得的动能为eU.产生光子能量的最大值E=ℎν=eU.故光子频率的最大值为ν=eUℎ.光子波长的最小值为λ=cν=ℎceU,选项D正确.4.D 解析:由C=QU 可知,Q=CU=εS4πkdU.从金属板钾中打出的光电子的最大初动能E km=ℎcλ−ℎcλ2,当eU=E km时极板上带电荷量最多,联立可知D项正确.5.C 解析:发生光电效应几乎是瞬间的,所以选项A错误.入射光强度减弱,说明单位时间内入射光子数减少;频率不变,说明光子能量不变,逸出的光电子最大初动能也就不变,选项B也是错误的.入射光子数目减少,逸出的光电子数目也减少,可见选项C正确.入射光照射到某金属上发生光电效应,说明入射光频率大于这种金属的极限频率,一定能发生光电效应,故选项D错误.6. CD 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,每一份叫做一个光的能量子,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,称为光电子,故A、B选项错误而C选项正确.由E=ℎν知光子能量E与其频率ν成正比,故D选项正确.7.BD 解析:按照爱因斯坦光子说,光子的能量是由光的频率决定的,与光强无关.入射光的频率越大,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大,但要使电子离开金属,需使电子吸收一个光子,因此只要光子的频率低,即使照射时间足够长,也不会发生光电效应.从金属中逸出时,只有在金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小,这个功称为逸出功,不同金属逸出功不同.故正确选项为B、D.8. A 解析:根据爱因斯坦光电效应方程E k=ℎν−W.设极限频率为ν0,则W=ℎν0, E k=ℎν−ℎν0=ℎ(ν−ν0).9. A 解析:由爱因斯坦光电效应方程可知W=ℎν0,所以极限频率越大,逸出功越大,A正确;低于极限频率的光无论强度多大,照射时间多长,都不可能产生光电效应,B错误;光电子的最大初动能还与照射光子的频率有关,C错误;单位时间内逸出光电子个数与光强成正比,与频率无关,D错误.10. B 解析:A选项,反向电压U和频率一定时,发生光电效应产生的光电子数与光强成正比,则单位时间到达阴极A的光电子数与光强也成正比,故光电流i与光强I成正比,A正确.B选项,由动能定理,−qU0=0−E km,又因E km=ℎν−W,所以U0=ℎq ν−Wq,可知截止电压U0与频率ν是线性关系,不是正比关系,故B错误.桑水C选项,光强I与频率ν一定时,光电流i随反向电压的增大而减小,又据光电子动能大小的分布概率及发出后的方向性可知C正确.D选项,由光电效应知金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的,时间小于10-9 s,10-9 s后,光强I和频率ν一定时,光电流恒定,故D正确.二、填空题11. 1.875×10-10 m解析:电子在伦琴射线管中加速到阳极所获得的动能E k=eU伦琴射线光子的能量E=ηE k =ℎcλ光子的波长λ=ℎcηE k =ℎcηeU= 6.63×10−34×3.0×1080.1×1.6×10−19×6.63×104m=1.875×10−10 m.12.正大于解析:紫外线照射锌板后,与锌板相连的验电器指针发生明显偏转,可知锌板带电.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,因此橡胶棒与锌板接触,验电器指针张角变小,说明锌板上的电荷与橡胶棒上的电荷电性相反,由此可判断锌板带正电.金属要发生光电效应,入射光的频率必须大于金属的极限频率,本题中红外线照射锌板.验电器指针不偏转,说明没发生光电效应.因此可判断锌的极限频率大于红外线的频率.三、计算与简答题13.解析:光的能量是分立的,具有量子化特点,光具有粒子性14. 9.6×10-20J 3.0×10-19 J解析:光波的波长越小,频率就越大,光子的能量就越大,反之光子能量就越小.当光子能量等于逸出功时波长最长,所以W=ℎν0=ℎcλ0=6.63×10-34×3×1080.66×10−6J≈3.0×10-19 J.由爱因斯坦光电效应方程12mv02=ℎν−W所以12mv02=ℎcλ−ℎcλ0=6.63×10−34×3×108×(10.50×10−6−10.66×10−6) J≈9.6×10-20 J.15. v=1.732×108 m/s λ=3.5×10-7 m E=3.3×10-19 J16. 9.4×1012个解析:钠黄光的频率ν=cλ=3×1080.59×10−6Hz=5.1×1014 Hz则一个光子的能量E0=ℎν=6.63×10-34×5.1×1014 J=3.4×10-19 J 又钠黄灯在t=1 s内发出光能E=Pt=40×1 J=40 J那么在t=1 s内穿过球壳S=1 cm2的光子能量E1=S·E4πr2=1×10−44×3.14×102×40 J=3.2×10−6 J则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数n=E1E0= 3.2×10−63.4×10−19=9.4×1012(个).桑水。
物理同步人教选修3-5全国通用版课时训练8 粒子的波动性+Word版含解析.docx
课时训练8粒子的波动性题组一光的波粒二象性1.如图所示,当弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,同时与锌板相连的验电器铝箔有张角,则该实验()A.只能证明光具有波动性B.只能证明光具有粒子性C.只能证明光能够发生衍射D.证明光具有波粒二象性解析:弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,这是光的衍射,证明了光具有波动性,验电器铝箔有张角,说明锌板发生了光电效应现象,则证明了光具有粒子性,所以该实验证明了光具有波粒二象性,选项D正确。
答案:D2.如图所示为物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行电子干涉的实验示意图。
从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹,该实验说明()A.光具有波动性B.光具有波粒二象性C.微观粒子也具有波动性D.微观粒子也是一种电磁波解析:本题考查电子能产生干涉现象,表明电子具有波动性。
干涉现象是波的特征,电子是微观粒子,它能产生干涉现象,表明电子等微观粒子具有波动性。
但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波。
答案:C3.频率为ν的光子,具有的能量为hν,动量为,将这个光子打在处于静止状态的电子上,光子将偏离原来的运动方向,这种现象称为光的散射。
散射后的光子()A.改变原来的运动方向,但频率保持不变B.光子将从电子处获得能量,因而频率将增大C.散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上,但方向相反D.由于电子受到碰撞时会吸收光子的一部分能量,散射后的光子频率低于入射前光子的频率解析:由于电子的能量增加,光子的能量减少,所以光子的频率降低。
答案:D4.有关光的本性,下列说法正确的是()A.光既具有波动性,又具有粒子性,这是互相矛盾和对立的B.光的波动性类似于机械波,光的粒子性类似于质点C.光不具有波动性D.由于光既具有波动性,又具有粒子性,无法只用其中一种去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性解析:19世纪初,人们成功地在实验室中观察到了光的干涉、衍射现象,这属于波的特征,微粒说无法解释这些现象;但19世纪末又发现了光电效应,这种现象波动说不能解释,证实光具有粒子性,因此,光既具有波动性,又具有粒子性,但光不同于宏观的机械波和粒子,波动性和粒子性是光在不同的情况下的不同表现,是同一客体的两个不同侧面,不同属性,我们无法用其中一种去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性。
2018新导练物理同步人教选修3-5全国通用版课时训练7 光的粒子性 Word版含解析
课时训练7光的粒子性题组一光电效应的规律1.用下面哪种射线照射同一种金属最有可能产生光电效应,且逸出的光电子的速率最大()A.紫外线B.可见光C.红外线D.γ射线解析:频率越大的光越有可能,并且逸出的光电子的速率最大。
从给出的四种光来看,D项的频率最大。
答案:D2.某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间B.增大光的强度C.换用波长较短的光照射D.换用频率较低的光照射解析:光照射金属时能否产生光电效应,取决于入射光的频率是否大于金属的截止频率,与入射光的强度和照射时间无关,故选项A、B、D均错误;又因ν=,所以选项C正确。
答案:C3.如图所示是利用光电管研究光电效应的实验原理示意图,用可见光照射光电管的阴极K,电流表中有电流通过,则()A.滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动的过程中,电流表中一定无电流通过B.滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动的过程中,电流表的示数一定会持续增大C.将滑动变阻器的滑片置于b端,改用紫外线照射阴极K,电流表中一定有电流通过D.将滑动变阻器的滑片置于b端,改用红外线照射阴极K,电流表中一定无电流通过解析:当滑片自a端向b端移动时,开始一段有光电流而且应增大,若移动到某一位置时达到饱和,则此后的移动过程中光电流不变,故A、B错误。
根据极限频率的含义知C正确,D错误。
答案:C题组二爱因斯坦光电效应方程4.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。
则可判断出()A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析:当光电管两端加上反向截止电压且光电流恰好为零时,有=eU,对同一光电管使用不同频率的光照射,有hν-W0=,两式联立得hν-W0=eU,丙光的反向截止电压最大,则丙光的频率最大,甲光、乙光频率相同,A、C错误;又λ=,可见λ丙<λ乙,B正确;丙光对应的最大初动能最大,D错误。
高二物理人教版选修3-5(第17.2 光的粒子性) Word版含解析
绝密★启用前第十七章 波粒二象性 2. 光的粒子性第Ⅰ部分 选择题一、选择题:本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1.关于光子和光电子,以下说法正确的是( ) A .光子就是光电子B .光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的C .真空中光子和光电子速度都是cD .光子和光电子都带负电2.光电效应的规律中,经典波动理论不能解释的有( ) A .入射光的频率必须大于被照金属的截止频率B .光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射频率的增大而增大C .入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9 sD .当入射光频率大于截止频率时,光电子的数目与入射光的强度成正比3.利用光电管研究光电效应实验如图所示,用频率为ν的可见光照射阴极K ,电流表中有电流通过,则()A .用紫外线照射,电流表不一定有电流通过B .用红光照射,电流表一定无电流通过C .用频率为ν的可见光照射K ,当滑动变阻器的滑动触头移到A 端时,电流表中一定无电流通过D .用频率为ν的可见光照射K ,当滑动变阻器的滑动触头向B 端滑动时,电流表示数可能不变4.已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的,如图所示.检测发现三种单色光中,n 、p 两种单色光的频率都大于m 色光;n 色光能使某金属发生光电效应,而p 色光不能使该金属发生光电效应.那么,光束a 通过三棱镜的情况是()5.用两束频率相同,强度不同的紫外线分别照射两种相同金属的表面,均能产生 光电效应,那么( ) A .两束光的光子能量相同B .两种情况下单位时间内逸出的光电子个数相同C .两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同D .两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同6.用不同频率的光分别照射钨和锌,产生光电效应,根据实验可画出光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k -ν图线.已知钨的逸出功是3.28 eV ,锌的逸出功为3.34 eV ,若将二者的图线画在同一个E k -ν坐标系中,则正确的图是( )7. 光子有能量,也有动量,动量p =hλ,它也遵守有关动量的规律.如图所示,真空中有“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片(吸收光子),右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子).当用平行白光垂直照射这两个圆面时,关于装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( )A .顺时针方向转动B .逆时针方向转动C .都有可能D .不会转动8.分别用波长为λ和23λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1 :2,以h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为( ) A.2hcλ B.32hcλ C.34hcλD.45hcλ第Ⅱ部分 非选择题二、非选择题:本题4个小题。
最新高中物理:新人教版选修3-517.2科学的转折:光的粒子性(同步练习)及答案.docx
高中物理选修3-5 同步测试题1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针张开了一个角度,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.锌板带负电,指针带负电D.锌板带负电,指针带正电2.利用光子说对光电效应的解释,下列说法正确的是()A.金属表面的一个电子只能吸收一个光子B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出,成为光电子C.金属表面的一个电子吸收若干个光子,积累了足够的能量才能从金属表面逸出D.无论光子能量大小如何,电子吸收光子并积累了能量后,总能逸出成为光电子3.光电效应的规律中,经典波动理论不能解释的有()A。
入射光的频率必须大于被照射金属的极限频率时才能产生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大C 入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过 10—9s D.当入射光频率大于极限频率时,光电子数目与入射光强度成正比4.如图所示,电路中所有元件完好,但光照射到光电管上,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.光照时间短D。
电源正负极接反5.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v 变化的E k— v图象,已知钨的逸出功是 3 . 28eV ,锌的逸出功是3. 34eV ,若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个E k—v 图上,则下图中正确的是()6.用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应,在下列情况下仍能发生光电效应的是()A。
用红光照射金属钾,而且不断增加光的强度B.用较弱的紫外线照射金属钾C。
用黄光照射金属钾,且照射时间很长D。
只要入射光的波长小于绿光的波长,就可发生光电效应7.在做光电效应演示实验时,,把某金属板连在验电器上,第一次用弧光灯直接照射金属板,验电器的指针张开一个角度,第二次在弧光灯和金属板之间插入一块普通玻璃,再用弧光灯照射,验电器的指针不张开。
高中物理人教版选修3-5练习:第十七章 第1、2节 能量量子化 光的粒子性 课下作业 含解析
A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波B.温度越高,物体辐射的电磁波越强C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色解析:一切物体都不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A错误,B正确;选项C是黑体辐射的特性,C错误;常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色,D错误。
答案:B2.如图1所示,一验电器与锌板用导线相连,用紫外线光源照射锌板时,验电器指针发生了偏转,下列判断正确的是( ) A.此时锌板带正电B.紫外线越强,验电器的指针偏角越大图1C.改用红外线照射锌板,验电器的指针一定会偏转D.将一不带电的金属小球与锌板接触,则验电器指针偏角会减小解析:用紫外线照射锌板,锌板发生了光电效应,即锌板有电子逸出,锌板带正电,A正确;紫外线越强,即单位时间打在锌板上的光子越多,逸出的电子越多,锌板所带的电荷量越多,验电器的指针偏角越大,B正确;由于红外线的频率比紫外线的频率小,因此不一定能发生光电效应,验电器指针不一定会发生偏转,C错误;将一不带电的金属小球与锌板接触,锌板将部分电荷转移给金属小球,验电器指针的偏角将减小,D正确。
答案:ABD3.光子有能量,也有动量,动量p=,它也遵守有关动量的规律。
如图2所示,真空中,有“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片(吸收光子),右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。
当用图2平行白光垂直照射这两个圆面时,关于装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( ) A.顺时针方向转动B.逆时针方向转动C.都有可能D.不会转动解析:根据动量定理Ft=mvt-mv0,由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力,所以装置开始时逆时针方向转动,B选项正确。
答案:B4.分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2。
2021-2022高二物理人教版选修3-5课后作业:17.2 光的粒子性 Word版含解析
2光的粒子性1.下列利用光子说对光电效应的解释正确的是()A.金属表面的一个电子只能吸取一个光子B.电子吸取光子后肯定能从金属表面逸出,成为光电子C.金属表面的一个电子吸取若干个光子,积累了足够的能量才能从金属表面逸出D.无论光子能量大小如何,电子吸取光子并积累能量后,总能逸出成为光电子解析:依据光子说,金属中的一个电子一次只能吸取一个光子,只有所吸取的光子频率大于金属的截止频率,电子才能逃离金属表面,成为光电子,且光子的吸取是瞬时的,不需时间的积累,故只有选项A正确。
答案:A2.一束绿光照射某金属发生了光电效应,则下列说法正确的是()A.若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数目不变B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子将具有更大的初动能C.若改用紫光照射,则逸出的光电子将具有更大的初动能D.若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数目增加解析:光电效应的规律表明:入射光的频率打算着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小;当入射光频率增加后,产生的光电子最大初动能也增加;而照射光的强度增加,会使单位时间内逸出的光电子数增加,紫光频率高于绿光,故C选项正确。
答案:C3.争辩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),钠极板放射出的光电子被阳极A吸取,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()解析:入射光的频率相同,则光电子的最大初动能相同,由-eU=12mv max2知,两种状况下遏止电压相同,故选项A、B错误;光电流的强度与入射光的强度成正比,所以强光的光电流比弱光的光电流大,故选项C正确,选项D错误。
答案:C4.科学争辩证明,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λ,碰撞后的波长为λ',则碰撞过程中()A.能量守恒,动量守恒,且λ=λ'B.能量不守恒,动量不守恒,且λ=λ'C.能量守恒,动量守恒,且λ <λ'D.能量守恒,动量守恒,且λ>λ'解析:能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律,适用于宏观世界也适用于微观世界。
最新高中物理:选修3-5人教版全套教学同步练习及解析模块综合测试题及答案
模块综合测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100,考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分。
)1.关于α粒子的散射实验,下述不正确的是()A.α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷B.α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C.只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D.相同条件下,换用原子序数越小的物质做实验,沿同一偏转角散射的α粒子就越少解析:原子显电中性,而电子带负电,所以原子中一定存在带正电的物质,但是汤姆孙的原子模型就不能解释α粒子的散射现象,所以α粒子大角度散射的主要原因不能直接说是原子中正电荷的作用,而是正电荷集中在原子核中的原因,所以A选项错误,而B选项正确;只有少数α粒子发生大角度散射的结果证明原子存在一个集中所有正电荷和几乎所有质量的很小的原子核,即C选项正确;使α粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力,所以为使散射实验现象更明显,应采用原子序数大的金箔,若改用原子序数小的物质做实验,α粒子受到原子核的库仑斥力小,发生大角度散射的α粒子少,所以D选项正确,所以题中选不正确的答案为A选项。
答案:A2.放射性同位素钴60能放出较强的γ射线,其强度容易控制,这使得γ射线得到广泛应用。
下列选项中,属于γ射线的应用的是()A.医学上制成γ刀,无需开颅即可治疗脑肿瘤B.机器运转时常产生很多静电,用γ射线照射机器可将电荷导入大地C.铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机,可对薄铝板的厚度进行自动控制D.用γ射线照射草莓、荔枝等水果,可延长保存期解析:γ射线的电离作用很弱,不能使空气电离成为导体,B错误;γ射线的穿透能力很强,薄铝板的厚度变化时,接收到的信号强度变化很小,不能控制铝板厚度,C 错误。
人教版物理高二选修3-5 17.2光的粒子性同步训练
人教版物理高二选修3-5 17.2光的粒子性同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题;共30分)1. (2分) (2017高二下·淮北期末) 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Ek ,若改用b光束照射该金属板,飞出的光电子最大动能为 Ek ,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 EkB . 能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为 EkC . 能发生光电效应,飞出的光电子最大动能为 EkD . 由于c光束光子能量较小,该金属板不会发生光电效应2. (2分)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U 的关系如图.则这两种光()A . 照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B . b光的能量小C . a光的频率小D . a光更不容易衍射3. (2分)下列说法正确的是()A . 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子B . 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律C . 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关D . α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流4. (2分) (2017高二下·宁夏期末) 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Ekm与入射光的频率ν的关系如图所示,由实验图象不可求出()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5. (2分)在下列叙述中,正确的是()A . 光电效应现象说明光具有波动性B . 玛丽居里最早发现了天然放射现象C . 若黄光照射某金属能发生光电效应,用紫光照射该金属一定能发生光电效应D . 根据波尔理论,氢原子从高能态跃迁到低能态时,原子向外释放光子,原子电势能和核外电子的动能均减小6. (2分) (2017高二下·邯郸期中) 某种金属在黄光照射下才有光电子逸出,现在要使逸出的光电子初动能增大,可以采用的方法有()A . 增加黄光的照射强度B . 改用一束强度很强的红光照射C . 使光电管的正向电压加倍D . 改用一束强度较小的紫光7. (2分) (2017高二下·黑龙江期中) 在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示.则可判断出()A . 甲光的频率大于乙光的频率B . 乙光的波长大于丙光的波长C . 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D . 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能8. (2分) (2017高二下·阳江期末) 用如图的装置研究电光效应现象,用能量为2.5eV的光子照射到光电管上时,电流表G示数不为0,移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于时0.7V,电流表示数为0,则下列说法中正确的是()A . 光电管阴极的逸出功为1.8eVB . 电键K断开后,没有电流流过电流表GC . 光电子的最大初动能为3.2eVD . 改用能量为1.5eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小9. (2分)根据爱因斯坦光子说,光子能量E等于(h为普朗克常量,c、λ为真空中的光速和波长)()A .B .C .D .10. (2分)关于光电效应,下列说法正确的是()A . 光照时间越长光电流越大B . 入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多C . 金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能最够大时,就能逸出金属D . 不同频率的光照射同一种金属时,频率越高,光电子的最大初动能越大11. (2分)(2017·天津) 明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。
能量量子化 光的粒子性 每课一练(含解析) (42)
2019-2020学年人教版选修3-517.2光的粒子性 课时作业1(含解析)1.一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,下列说法中错误..的是( ) A .只延长入射光照射时间,光电子的最大初动能将不变B .只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大C .只增大入射光的频率,光电子逸出所经历的时间将缩短D .只增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目将增多2.若能力为E 0的光子射到某金属表面时,从金属表面逸出的电子的最大初动能为E ,则能量为2E 0的光子射到该金属表面时,逸出的电子的最大初动能为A .E 0+EB . E 0-EC .2ED .2E 0-E3.下列说法中正确的是( )A .原子核结合能越大,原子核越稳定B .对黑体辐射的研究表明:随着温度的升高,辐射强度的最大值向波长较短的方向移动C .核泄漏事故污染物Cs137能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程式为1371375556Cs Ba x →+,可以判断x 为正电子D .一个氢原子处在n =4的能级,当它跃迁到较低能级时,最多可发出6种频率的光子4.如图所示,一束可见光穿过平行玻璃砖后,变为a 、b 两束单色光,则A .a 光的频率大于b 光的频率B .若a 光是蓝色光,则b 光可能是黄色光C .若两种光通过相同双缝,则a 光产生的干涉条纹间距比b 光大D .若a 光不能使某金属发生光电效应,则b 光一定不能使该金属发生光电效应5.分别用a 、b 、c 三种颜色的光照射某金属板,当用b 光照射时,发现从金属表面有光电子逸出,已知三种光的波长关系是a b c λλλ<<,则下列判断正确是A.用c光照射这个金属板时,一定不会有光电子逸出B.用a光照射这个金属板时,可能没有光电子逸出C.如果b光的照射强度越强,相同时间内从金属表面逸出的光电子数目就会越多D.如果b光的照射强度越强,从金属表面逸出的光电子的动能就会越大6.如图所示,当电键K断开时,用光子能量为3.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑线变阻器,发现当电压表读数小于1.5V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于1.5V时,电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为( )A.1.5eV B.2.0eV C.3.5eV D.5.0eV7.下列说法正确的是A.在光电效应实验中,入射光越强,逸出的光电子的初动能越大B.处于基态的氢原子可以吸收任意频率的光子而跃迁到对应的激发态C.某种放射性元素的样品经过6小时后还有没有衰变,它的半衰期是1.5小时D.比结合能的大小决定着原子核的稳定程度8.下列说法正确的是A.发生光电效应时,光电子的动能只与入射光的强度有关B.玻尔认为,原于中电子轨道是量子化的,能量也是量子化的C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征D.原子核的质量大于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量亏损9.下列说法中正确的是()A.卢瑟福依据大多数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型B.处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态,再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能因为这束光的强度太小D.铀()经过多次αβ衰变形成稳定的铅的过程中,有6个中子转变成质子E. 两个质量较轻的原子核聚变形成一个中等质量的原子核要发生质量亏损10.光电效应实验中,下列表述正确的是A .发生光电效应时,光照越强光电流越大B .入射光足够强就可以有光电流C .遏止电压与入射光的频率有关D .入射光频率大于极限频率才能产生光电子11.已知某金属的极限波长为0.6 μm ,用0.5 μm 的光照射该金属表面时发射光电子的最大初动能为多少焦耳?该金属的逸出功为多少焦耳?(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s ,结果保留2位有效数字)12.如图所示,阴极材料由铝制成,已知铝的逸出功为0W ,现用波长为λ的光照射铝的表面,使之产生光电效应.已知电子的电量为e ,普朗克常量为h ,真空中光速为c 。
人教版物理高二选修3-517.2光的粒子性同步训练(解析版)
人教版物理高二选修3-5 17.2光的粒子性同步训练一、选择题1、某光源发出的光由不同波长的光组成,不同波长的光的强度如图所示.表中给出了一些材料的极限波长,用该光源发出的光照射表中材料()A、仅钠能产生光电子B、仅钠、铜能产生光电子C、仅铜、铂能产生光电子D、都能产生光电子2、用光照射某种金属,有光电子从金属表面逸出,如果光的频率不变,而减弱光的强度,则()A、逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变B、逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小C、逸出的光电子数不变,光电子的最大初动能减小D、光的强度减弱到某一数值,就没有光电子逸出了3、运用光子说对光电效应现象进行解释,可以得出的正确结论是()A、当光照时间增大为原来的2倍时,光电流的强度也增大为原来的2倍B、当入射光频率增大为原来的2倍时,光电子的最大初动能也增大为原来的2倍C、当入射光波长增大为原来的2倍时,光电子的最大初动能也增大为原来的2倍D、当入射光强度增大为原来的2倍时,单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍4、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是()A、改用红光照射B、改用X射线照射C、改用强度更大的原紫外线照射D、延长原紫外线的照射时间5、关于光的本性,下列说法正确的是()A、光电效应反应光的波动性B、光子的能量由光的强度所决定C、光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说有机地统一起来D、光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子6、下列说法正确的是()A、汤姆孙发现电子,提出原子的核式结构模型B、金属的逸出功随入射光的频率增大而增大C、核力存在于原子核内所有核子之间D、核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能7、爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示,下列说法正确的是()A、a的绝对值表示逸出功,与入射光频率ν有关B、Ekm与入射光强度成正比C、ν0是该金属极限频率,当入射光频率ν<ν时,会逸出光电子D、图中直线的斜率表示普朗克常量8、关于光电效应,下列说法正确的是()A、极限频率越大的金属材料逸出功越大B、只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应C、发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的强度有关D、入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多9、在演示光电效应的实验中,把某种金同板连在验电器上.第一次,用弧光灯直接照射金属板,验电器的指针就张开一个角度.第二次,在弧光灯和金属板之间,插入一块普通的玻璃板,再用弧光灯照射,验电器指针不张开.由此可以判定,使金属板产生光电效应的是弧光中的()A、可见光成份B、紫外光成份C、红外光成份D、无线电波成份10、光电效应的实验结论是:对于某种金属()A、无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B、无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应C、超过极限频率的入射光频率越大,所产生的光电子的最大初动能就越大D、发生光电效应所产生的光电子最大初动能,与入射光的频率成正比11、关于光电效应,下列说法中正确的是()A、发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大B、不同金属产生光电效应的入射光的最低频率是相同的C、金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能足够大时,就能发生光电效应D、如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应12、如图所示,用可见光照射金属板,发现与该金属板相连的验电器指针张开一定角度,下列说法中不正确的有()A、验电器指针带正电B、有一部分电子从金属板表面逸出C、如果改用相同强度的红外线照射,验电器指针也一定会张开一定角度D、如果改用相同强度的紫外线照射,验电器指针也一定会张开一定角度13、如图,用一定频率的单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,则()A、电源右端应为正极B、流过电流表G的电流大小取决于照射光的频率C、流过电流表G的电流方向是a流向bD、普朗克解释了光电效应并提出光子能量E=hν14、用如图所示装置做光电效应实验,下述正确的是()A、光电效应现象是由爱因斯坦首先发现的B、实验现象揭示了光具有波动性C、实验中,光电子从锌板逸出,验电器带正电D、实验中,若用可见光照射锌板,也能发生光电效应15、用某单色光照射金属表面,金属表面有光电子飞出.若照射光的频率增大,强度减弱,则单位时间内飞出金属表面的光电子的()A、能量增大,数量增多B、能量减小,数量减少C、能量增大,数量减小D、能量减小,数量增多二、填空题16、如图1所示的装置研究光电效应现象,当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时,测得电流计上的示数随电压变化的图象如图2所示.则光电子的最大初动能为________J ,金属的逸出功为________J .17、用频率为v但强度不同的甲乙两种光做光电效应实验,发现光电流与电压的关系如图所示,由图可知,________(选填甲或乙)光的强度大,已知普朗克常量为h ,被照射金属的逸出功为W则光电子的最大初动能为________.18、已知钙和钾的截止(极限)频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz ,在某种单色光的照射下两种金属均发生了光电效应.用W表示金属中的电子克服金属的逸出功,则有W钙________W钾;用Ek表示从金属表面逸出的光电子的最大初动能,则有Ek钙________Ek钾.(选填“>”、“<”或“=”)19、在某次光电效应实验中,得到的遏制电压u与入射光的频率v的关系如图所示,若该直线的斜率为k、横截距为b ,电子电荷量的绝对值为e ,则普朗克常量可表示为________,所用材料的逸出功可表示为________.20、如图所示,一静电计与锌板相连,在A处用一紫外灯照射锌板,关灯后,指针保持一定偏角.a此时锌板带正电,静电计带________电(填“正”或“负”);b使静电计指针回到零,再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板,静电计指针无偏转.此时如果增大入射黄光的照射强度,则可观察到静电计指针________(填“有”或“无”)偏转.三、解答题21、根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图所示.当大量He+处在n=4的激发态向基态跃迁时,产生的光子照射到某种金属上,其中n=3向n=2跃迁产生的光子刚好能使该金属发生光电效应.求:(1)该金属的逸出功;(2)光电子的最大初动能.22、如图所示是做光电效应实验的装置简图.在抽成真空的玻璃管内,K为阴极(用金属铯制成,发生光电效应的逸出功为1.9eV),A为阳极.在a、b间不接任何电源,用频率为ν(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K ,会发现电流表指针有偏转.这时,若在a、b间接入直流电源,a接正极,b接负极,并使a、b间电压从零开始逐渐增大,发现当电压表的示数增大到2.1V时,电流表的示数刚好减小到零.求:是多少(1)a、b间未接直流电源时,通过电流表的电流方向.(2)从阴极K发出的光电子的最大初动能EK焦?(3)入射单色光的频率是多少?23、如图所示,相距为d的两平行金属板A、B足够大,板间电压恒为U ,有一波长为λ的细激光束照射到B板中央,使B板发生光电效应,已知普朗克常量为h ,金属板B的逸出功为W ,电子质量为m ,电荷量e ,求:(1)光电子的最大初动能(2)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能.24、用频率为5.53×1014Hz的光照射钠金属片,恰可使钠发生光电效应,现改用频率为8.00×1014Hz的紫外线照射,求飞出的光电子的最大初动能?(h=6.63×10﹣34J•s ,结果保留三位有效数字)25、某金属在一束黄光的照射下,刚好有电子逸出(即用频率小于黄光的光线照射就不能有电子逸出),在下述情况下电子的最大初动能及逸出的电子数目会发生什么变化?(1)增大光强而不改变光的频率;(2)用一束强度更大的红光代替黄光;(3)用强度相同的紫光代替黄光.答案解析部分一、选择题1、【答案】 D【考点】光电效应【解析】【解答】由题图可知,该光源发出的光的波长大约在50nm到440nm之间,而三种材料中,极限频率最小的铂的极限波长是196nm ,大于50nm ,所以该光源能使三种材料都产生光电效应.故选:D【分析】根据发生光电效应的条件,当入射光的频率大于金属的极限频率,就会发生光电效应.2、【答案】 A【考点】光电效应【解析】【解答】根据光电效应方程Ekm =hγ﹣W得,光强度不影响光电子的最大初动能,光电子的最大初动能与入射光的频率有关;光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率,与光的强度无关;入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目,光的强度减弱,单位时间内发出光电子数目减少.故BCD错误,A正确.故选:A.【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度无关,入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目.3、【答案】 D【考点】光电效应【解析】【解答】A、根据爱因斯坦光电效应方程,EK=hγ﹣W ,可知,当入射频率提高2倍时,产生光电子的最大初动能大于原来的两倍;与照射的时间无关.故A错误,B错误;C、根据爱因斯坦光电效应方程,EK=hγ﹣W= -W ,当入射光波长增大为原来的2倍时,光电子的最大初动能减小.故C错误;D、当入射光强度增大为原来的2倍时,单位时间内的光子数是原来的2倍,所以单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍.故D正确.故选:D【分析】当入射光的频率大于金属的极限频率,就会发生光电效应.根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素.4、【答案】B【考点】光电效应【解析】【解答】根据光电效应的条件γ>γ0,要产生光电效应,必须用能量更大,即频率更高的粒子.能否发生光电效应与光的强度和照射时间无关.X射线的频率大于紫外线的频率.故A、C、D错误,B正确.故选:B.【分析】要产生光电效应,根据光电效应的条件必须用能量更大,即频率更高的粒子.5、【答案】D【考点】光的波粒二象性,光电效应【解析】【解答】A、光电效应反映光的粒子性,故A错误;B、根据E=hγ ,可知:光子的能量与光的频率成正比,故B错误;C 、牛顿的“微粒说”认为光是一种实物粒子,而爱因斯坦的“光子说”认为光是一种量子化的物质,麦克斯韦的电磁说与爱因斯坦的光子说,光既具有波动性又具有粒子性,故具有波粒二象性.故C 错误;D 、由爱因斯坦的光子说:光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫做一个光子,故D 正确; 故选:D .【分析】光电效应反映光的粒子性,光子的能量与光的频率决定,爱因斯坦的光子说:光在空间传播时,是不连续的,是一份一份的,每一份光叫做一个光子.光的波粒二象性是指光既具有波动性又有粒子性,少量粒子体现粒子性,大量粒子体现波动性. 6、【答案】 D 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的;故A 错误. B 、金属的逸出功由金属本身解答,不随入射光的频率增大而增大.故B 错误. C 、核力是强相互作用的一种表现,只有相近核子之间才存在核力作用.故C 错误. D 、核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能.故D 正确. 故选:D【分析】原子核式结构模型是由卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出的;卢瑟福通过α粒子轰击氮核发现了质子;核力是一种强相互作用力,具有饱和性,仅与临近的核子发生力的作用;核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能. 7、【答案】 D 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、根据光电效应方程知,E km =hv ﹣W 0 , 同一种金属,逸出功相同,与入射光频率ν有关.故A 错误.B 、根据光电效应方程知,E km =hv ﹣W 0 , E km 与入射光强度无关,故B 错误.C 、由图线知,入射光的频率大于或等于极限频率时,最大初动能大于等于零,才能发生光电效应,故C 错误.D 、根据爱因斯坦光电效应方程Ekm =h ν﹣W , 可知:,图中直线的斜率表示普朗克常量.故D 正确. 故选:D .【分析】根据光电效应方程,结合最大初速度与入射光的频率的关系图线分析判断. 8、【答案】 A 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、逸出功W=hv 0 , 知极限频率越大,逸出功越大,故A 正确.B 、光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度无关.故B 错误.C 、在光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频率有关,而入射光越强,光电流的饱和值越大.故C 错误.D 、根据光电效应方程E km =hv ﹣W 0知,光电子的最大初动能随着照射光频率的增大而增大,而光电子数目与光强有关,故D 错误. 故选:A .【分析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度无关,根据光电效应方程判断影响光电子最大初动能的因素. 9、【答案】 B 【考点】光电效应【解析】【解答】第一次能发生光电效应,第二次不能发生光电效应,得知能使金属发生光电效应的光不能透过普通玻璃,使金属板产生光电效应的是弧光灯中的紫外线,因为紫外线不能透过普通玻璃. 故选:B .【分析】由题意:能够使金属发生光电效应的光不能通过普通玻璃,根据这一特点进行判断. 10、【答案】 A 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、B 、发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、光照时间无关,所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应.故A 正确,B 错误.C 、根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 , 可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,与入射光强度无关.故C 错误.D 、根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 , 可知入射光的频率大于极限频率时,频率越高,光电子的最大初动能越大,但不是成正比.故D 错误. 故选:A .【分析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度、照射时间无关,入射光的强度只影响单位时间内发出光电子的数目.根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 , 判断最大初动能与什么因素有关. 11、【答案】 D 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、光子的能量与光照强度无关,只与光的频率有关,光子的最大初动能与光照强度无关,随着入射光的频率增大而增大,故A 错误; B 、每种金属都有自己的极限频率,故B 错误.C 、金属内的每个电子一次只能吸收一个光子,而且是不能积累的,故C 错误;D 、根据光电效应产生的条件可知,当入射光光子的能量小于金属的逸出功时,不能发生光电效应,故D 正确; 故选:D .【分析】正确解答本题要掌握:理解光电效应的产生条件,最大初动能与入射光频率、逸出功之间关系等.12、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、验电器的铝箔张开一个角度,说明可见光照射到锌板,有光电子出来,能使锌板带正电,所以验电器指针带正电.故A 正确,B 正确.C 、红外线的频率小于可见光的频率,如果改用相同强度的红外线照射,不一定发生光电效应,则验电器指针不一定会张开一定角度.故C 错误;D 、紫外线的频率大于可见光的频率,如果改用相同强度的紫外线照射,验电器指针也一定会张开一定角度.故D 正确. 故选:C【分析】当入射光的频率大于极限频率时,发生光电效应时,锌板逸出光电子带正电,并不是入射光带电的原因.13、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、发生光电效应时,电子从光电管右端运动到左端,而电流的方向与电子定向移动的方向相反,所以流过电流表G 的电流方向是a 流向b , 所以电源左端可能为正极.故A 错误,C 正确. B 、流过电流表G 的电流大小取决于照射光的强度,与光的频率无关;能否产生光电效应,是看入射光的频率.故B 错误;D 、爱因斯坦解释了光电效应并提出光子能量E=h ν . 故D 错误. 故选:C .【分析】当发生光电效应时,若要使电路中有电流,则需要加一个正向的电压,或反向的电压比较小,使电阻能够达到负极.通过电子的流向判断出电流的方向. 流过电流表G 的电流大小取决于照射光的强度.14、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】A 、光电效应是由赫兹首先发现的,故A 错误; B 、光电效应现象揭示了光具有粒子性,故B 错误;C 、光电效应现象中,光电子从锌板逸出,验电器带正电,故C 正确;D 、光电效应中应该用紫外线照射锌板,当用可见光时,频率降低,小于极限频率,则不满足光电效应反生条件.故D 错误. 故选:C .【分析】该实验是通过弧光灯发出紫外线照射锌板,发生光电效应,光电效应说明光具有粒子性. 15、【答案】 C 【考点】光电效应【解析】【解答】根据E=hv 知,照射光的频率增大,则光子能量增大,光的强度减弱,单位时间内发出光电子的数目减少.故C 正确,ABD 错误. 故选:C .【分析】根据光的频率变化,判断光子能量变化.光的强度影响单位时间内光电子数目. 二、填空题16、【答案】 3.2×10﹣19;4.8×10﹣19 【考点】光电效应【解析】【解答】由图2可知,当该装置所加的电压为反向电压,当电压是﹣2V 时,电流表示数为0,知道光电子点的最大初动能为:2eV=3.2×10﹣19J , 根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 , W 0=3eV=4.8×10﹣19J .故答案为:3.2×10﹣19;4.8×10﹣19【分析】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﹣2V 时,电流表示数为0,知道光电子点的最大初动能为2eV , 根据光电效应方程E Km =h γ﹣W 0 , 求出逸出功.光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系,而光的强度不会改变光电子的最大初动能,从而判断是否电流表是否有示数. 17、【答案】 甲;hv ﹣W 0【考点】光电效应 【解析】【解答】根据光的强度越强,则光电子数目越多,对应的光电流越大,即可判定甲光的强度较大; 由光电效应方程mv 2=hv ﹣W0 ,可知,电子的最大初动能E Km =hv ﹣W 0; 故答案为:甲,hv ﹣W 0【分析】根据光的强度越强,形成的光电流越大;并根据光电效应方程,即可求解. 18、【答案】 >;< 【考点】光电效应【解析】【解答】根据金属的逸出功W 0=h γc , 知逸出功与截止频率成正比,则W 钙>W 钾; 根据爱因斯坦光电效应方程得: E k =h γ﹣W 0 , 又W 0=h γc联立得:E k =h γ﹣h γc , 则得E k 钙<E k 钾 . 故答案为:>,<【分析】金属的逸出功W 0=h γc , γc 是金属的截止频率.根据爱因斯坦光电效应方程列式,分析光电子最大初动能的大小. 19、【答案】 ek ;keb 【考点】光电效应【解析】【解答】根据爱因斯坦光电效应方程E K =h γ﹣W , 任何一种金属的逸出功W 一定,说明E K 随频率f 的变化而变化,且是线性关系(与y=ax+b 类似),直线的斜率等于普朗克恒量,由于:E K =eU e 所以:eU e =h γ﹣W ,由图可得U e =k γ﹣b整理得:h=ek ;E K =h γ﹣W , E K =0时有h γ0﹣W=0,所以逸出功W=keb ;故答案为:ek , keb .【分析】由爱因斯坦光电效应方程E K =h γ﹣W 去分析图象中所包含的对解题有用的物理信息,图象与纵轴和横轴交点分别表示普朗克常量和金属的极限频率. 20、【答案】 正;无 【考点】光电效应【解析】【解答】(1)用弧光灯照射锌板,发生光电效应,发出光电子,锌板和验电器带正电.(2)使静电计指针回到零,再用相同光照强度的钠灯发出的黄光照射锌版,静电计指针无偏转,说明了黄色光不能使锌板发生光电效应;当增大入射黄光的照射强度,也不能发生光电效应.故静电计的指针不偏转.故答案为:(1)正;(2)无【分析】发生光电效应时,锌板和验电器带正电,通过电量的变化判断静电计指针偏角的变化. 三、解答题21、【答案】 (1)原子从能级n=3向n=2跃迁所放出的光子的能量为13.60﹣6.04=7.56eV , 当光子能量等于逸出功时,恰好发生光电效应,所以逸出功W 0=7.56eV(2)从能级n=4向n=1跃迁所放出的光子能量为54.4﹣3.4eV=51eV , 根据光电效应方程得,最大初动能E km =hv ﹣W 0=51﹣7.56=43.44eV【考点】光电效应【解析】【分析】能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差,根据光电效应的条件求出金属的逸出功,再根据光电效应方程得出光电子的最大初动能.22、【答案】 (1)a 、b 间未接直流电源时,通过电流表的电流方向向上(2)根据动能定理得:光电子的最大初动能E K =eU c =2.1eV=3.36×10﹣19J(3)由光电效应方程:E K =h ν﹣W 0 , 得ν=9.65×1014Hz【考点】光电效应【解析】【解答】(1)电子从阴极逸出后,向右运动,由于电子带负电,所以通过电流表的电流方向向上;(2)根据动能定理得:光电子的最大初动能E K =eU c =2.1eV=3.36×10﹣19J . (3)由光电效应方程:E K =h ν﹣W 0 , 得ν=9.65×1014Hz答:(1)a 、b 间未接直流电源时,通过电流表的电流方向向上.(2)从阴极K 发出的光电子的最大初动能E K 是3.36×10﹣19J ;(3)入射单色光的频率是9.65×1014Hz【分析】(1)根据光电子运动的方向判定电流的方向;(2)光电管所加反向电压,当电压表的示数增大到2.1V 时,电流表的示数刚好减小到零,说明电子做减速运动,恰好到达A 极时,速度为零,根据动能定理求解光电子的最大初动能E K . (3)由光电效应方程求解入射单色光的频率.23、【答案】 (1)光电子的最大初动能 ﹣W(2)能以最短时间到达A 板的光电子,是初动能最大且垂直于板面B 板的电子,设到达A 板的动能为E K A ; 根据动能定理得:eU=E K A ﹣E km则到达A 板的动能为:E K A =E km +eU= ﹣W+eU【考点】光电效应【解析】【解答】(1)当光电子以最大初动能逸出,且方向垂直与B 板,所需的时间最短. 根据光电效应方程得,最大初动能为:E km = ﹣W . (2)能以最短时间到达A 板的光电子,是初动能最大且垂直于板面B 板的电子,设到达A 板的动能为E K A ;根据动能定理得:eU=E K A ﹣E km则到达A 板的动能为:E K A =E km +eU= ﹣W+eU .答:(1)光电子的最大初动能 ﹣W ;(2)从B 板运动到A 板所需时间最短的光电子到达A 板时的动能 ﹣W+eU .【分析】当光电子以最大初动能逸出,且方向垂直与B 板,所需的时间最短.结合动能定理求出到达A 板时的动能.24、【答案】 解答:根据光电效应方程得,E km =hv ﹣W 0 ,由钠恰发生光电效应,钠金属逸出功W 为:W=h ν0改用紫外线照射后,电子最大初动能E k :E k =h ν﹣W=6.63×10﹣34×(8﹣5.53)×1014J=1.64×10﹣19J答:飞出的光电子的最大初动能1.64×10﹣19J .【考点】光电效应【解析】【分析】根据光电效应方程E km =hv ﹣W 0 , 结合极限频率与逸出功的关系,即可求出光电子的最大初动能.25、【答案】 (1)增大光强而不改变光的频率时,电子的最大初动能不变,而逸出的电子数目增多(2)用一束强度更大的红光代替黄光,没有电子的最大初动能及逸出的电子数目(3)用强度相同的紫光代替黄光,电子的最大初动能增大,而逸出的电子数目减小【考点】光电效应【解析】【解答】(1)、某金属在一束黄光的照射下,发生了光电效应,增大黄光的强度,单位时间内发出的光电子数目增加.根据光电效应方程E km =h γ﹣W 0 , 知最大初动能与入射光的强度无关.(2)改用红光照射,由于红光的频率小于黄光的频率,根据光电效应方程E km =h γ﹣W 0 , 则不能发生光电效应;(3)用强度相同的紫光代替黄光,因紫光的频率大于黄光,则逸出的光电子的最大初动能增大,由于强度相同,则紫光的光子数目小于黄光,因此逸出的电子数目也少于黄光.答:(1)增大光强而不改变光的频率时,电子的最大初动能不变,而逸出的电子数目增多;(2)用一束强度更大的红光代替黄光,没有电子的最大初动能及逸出的电子数目;(3)用强度相同的紫光代替黄光,电子的最大初动能增大,而逸出的电子数目减小.。
2020-2021学年高二物理人教版选修3-5课后作业:第十七章 第2节 光的粒子性
A组:合格性水平训练1.(光电效应的实验)(多选)在如图所示的光电管的实验中,发现用一定频率的A单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B单色光照射时,不发生光电效应,那么()A.A光的频率大于B光的频率B.B光的频率大于A光的频率C.用A光照射光电管时,流过电流表G的电流方向是a流向bD.用A光照射光电管时,流过电流表G的电流方向是b流向a答案AC解析由发生光电效应的条件可知,A单色光的频率大于B单色光的频率,A 正确,B错误;A单色光照射光电管的阴极K时,从阴极K逸出电子,这些电子冲向阳极,在整个电路中形成顺时针电流,故流过电流表G的电流方向是a流向b,C正确,D错误。
2.(光电效应的理解)(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,不能发生光电效应C.a光束照射时,释放出的光电子数目最多D.c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最大答案AD解析波长关系为λa>λb>λc,则νa<νb<νc。
b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应,根据发生光电效应的条件,a光照射不能发生光电效应,c光照射能发生光电效应,所以A正确,B、C错误。
根据光电效应方程:E km=h cλ-W0,知c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最大,所以D正确。
3.(光电效应的理解)(多选)已知钙的逸出功是3.20 eV,对此理解正确的是()A.钙中的电子脱离钙需做功3.20 eVB.钙表面的电子脱离钙需做功超过3.20 eVC.钙只需吸收3.20 eV的能量就有电子逸出D.入射光子的能量必须大于3.20 eV才能发生光电效应答案BD解析钙的逸出功为3.20 eV,知电子逸出克服金属钙所做的最小的功为3.20 eV,金属内部的电子需要更多能量才能脱离表面。
专题07 能量量子化和光的粒子性-2018-2019学年人教版高二物理下选修3-5课时同步强化练习
专题07 能量量子化和光的粒子性-2018-2019学年人教版高二物理下选修3-5课时同步强化练习Word版含解析(可编辑)姓名,年级:时间:课时07 能量量子化和光的粒子性1.以下宏观概念中,哪些是“量子化"的( ) A .物体的长度 B .人的个数 C .物体的动能 D .物体所受的重力【答案】B【解析】人的个数是“量子化”的;而物体的长度、物体的动能以及物体所受的重力,都不是“量子化”的,故选B.2.第26届国际计量大会于2018年11月通过决议,正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义,国际测量界的百年夙愿终于实现﹣﹣国际测量体系将全部建立在基本物理常数上,大大提高了计量的稳定性和精确性。
比如,最受关注的“千克”,不再以具体实物的质量来定义,而将以量子力学中的普朗克常数h 为基准,经过一系列物理换算,算出质量。
已知普朗克常数与频率的乘积可以表示能量,下列属于用国际单位制的基本单位来表示普朗克常数h 单位的是( ) A .J/s B .Kg .m 2/sC .Kg •m 2/s 3D .N •m •s【答案】B【解析】根据公式E =hv ,因能量E 的单位为J ,频率v 的单位为s ﹣1,那么普朗克h 单位:J ⋅s =N ⋅m ⋅s =kg⋅m s 2⋅m ⋅s =kg⋅m 2s,故B 正确,ACD 错误。
3.下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是( ) A .一切物体都在辐射电磁波B .一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关基础巩固之小试牛刀C.随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值像波长较短的方向移动D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波【答案】B【解析】一切物体都在辐射电磁波,故A正确。
物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关,还与其它因素有关。
故B错误。
黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动,故C正确。
能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体,故D正确.此题选择不正确的选项,故选B.4.关于热辐射,下列说法中正确的是( )A.一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,所以黑体一定是黑的C.一定温度下,黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D.温度升高时,黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动【答案】C【解析】A、辐射强度按照波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性,故A错误.B、黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,但不是所黑体一定是黑的,故B错误;C、根据黑体辐射规律可以知道一定温度下,黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值,故C 正确;D、温度升高时,黑体辐射强度的极大值向波长减小的方向移动,故D错误;故选C5.用某色光照射金属表面时,有光电子从金属表面飞出,如果改用频率更大的光照射该金属表面,则( )A .金属的逸出功增大B .金属的逸出功减小C .光电子的最大初动能增大D .光电子的最大初动能不变 【答案】C【解析】根据爱因斯坦光电效应方程:可知,如果改用频率更大的光照射该金属表面,则光电子的最大初动能增大,对同种金属,逸出功不变,所以本题选择C 。
2017年秋人教版高中物理选修3-5精选教案:17.2 科学的转折:光的粒子性 Word版含答案
第二节科学的转折:光的粒子性教学目标:(一)知识与技能1、通过实验了解光电效应的实验规律。
2、知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
3、了解康普顿效应,了解光子的动量。
(二)过程与方法经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
(三)情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:光电效应的实验规律。
教学难点:爱因斯坦光电效应方程以及意义。
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备。
教学过程:(一)引入新课提问:回顾前面的学习,总结人类对光的本性的认识的发展过程?学生回顾、思考,并回答。
教师倾听、点评。
光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光是横波。
19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。
然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。
对这一现象及其他相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
(二)新课教学1、光电效应实验演示:(课件辅助讲述)用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电器张角增大到约为30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。
提问:上述实验说明了什么?学生:表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。
概念:在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。
发射出来的电子叫做光电子。
2、光电效应的实验规律(1)光电效应实验如图所示,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出----光电子。
光电子在电场作用下形成光电流。
概念:遏止电压将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K 、A 间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值 U c 时,光电流恰为0。
2020-2021学年高中物理人教版选修3-5分层训练(五) 能量量子化 光的粒子性 Word版含
姓名,年级:时间:分层训练(五) 能量量子化光的粒子性[基础达标练]1.一束单色光照射到某种金属板上时能发生光电效应,下列说法正确的是()A.光电子的最大初动能与入射光频率成正比B.入射光波长越短,逸出的光电子最大初动能越大C.入射光强度越大,逸出的光电子最大初动能越大D.入射光频率越高,该金属板的逸出功越大2.(多选)关于光电效应和康普顿效应的规律,下列说法正确的是( )A.光电效应中,金属板向外发射的光电子又可以叫做光子B.用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C.对于同种金属而言,遏止电压与入射光的频率无关D.石墨对X射线散射时,部分X射线的散射光波长会变长,这个现象称为康普顿效应3.(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4.表中给出了一些金属材料的逸出功.现用波长为400 nm的单色光照射这些材料,能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h=6。
6×10-34J·s,光速c=3。
00×108 m/s)( )材料铯钙镁铍钛逸出功(10-19J)3。
0 4.35。
96。
2 6.6A.2种 BC.4种 D.5种5.分别用波长为λ和错误!λ的单色光照射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为12。
以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为()A.错误! B。
错误!C。
错误! D.错误!6.用如图所示的光电管研究光电效应,当滑动变阻器的滑片位于某一位置,开关S闭合时,用单色光a照射光电管阴极K,电流表G的指针发生偏转,用单色光b照射光电管阴极K时,电流表G的指针不发生偏转,则()A.a光的强度一定大于b光的强度B.a光的频率一定大于阴极K的极限频率C.b光的频率一定小于阴极K的极限频率D.开关S断开后,用单色光a照射光电管阴极K,电流表G的指针一定不会发生偏转7.有关对光电效应的解释,下列说法正确的是()A.金属内的电子可以吸收一个或一个以上的光子,当电子积累的能量足够大时,就能从金属中逸出B.能否产生光电效应现象,决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功C.发生光电效应时,若入射光越强,则光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大D.用频率是ν1的绿光照射某金属恰好发生了光电效应,而改用频率是ν2的黄光照射该金属一定发生光电效应8.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( )[能力提升练]9.(多选)现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流产生.下列说法正确的是()A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大B.入射光的频率变高,光电子的最大初动能变大C.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生D.遏止电压的大小与入射光的频率有关,与入射光的光强无关10.(多选)在光电效应实验中,某同学按如图a方式连接电路,利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间电压U AK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)如图b所示,则下列说法中正确的是( )A.甲、乙两光的光照强度相同B.丙光照射阴极时,极板的逸出功最大C.甲、乙、丙三光的频率关系为ν甲=ν乙<ν丙D.若把滑动变阻器的滑片P向右滑动,光电流不一定增大11.(多选)如图所示,两平行金属板A、B板间电压恒为U,一束波长为λ的入射光射到金属板B上,使B板发生了光电效应,已知该金属板的逸出功为W,电子的质量为m,电荷量为e,已知普朗克常量为h,真空中光速为c,下列说法中正确的是()A.入射光子的能量为h错误!B.到达A板的光电子的最大动能为h错误!-W+eUC.若增大两板间电压,B板没有光电子逸出D.若减小入射光的波长一定会有光电子逸出12.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管.用波长λ=0。
2019-2020学年高二物理人教版选修3-5同步作业:17.1-2 能量量子化、光的粒子性 Word版含答案
课时1能量量子化课时2光的粒子性对应学生用书P25一、选择题1.能正确解释黑体辐射实验规律的是()A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的能量微粒说答案B解析根据黑体辐射的实验规律,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释,故选B。
2.(多选)关于对普朗克能量子假说的认识,下列说法正确的是()A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值εB.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍C.能量子与电磁波的频率成正比D.这一假说与现实世界相矛盾,因而是错误的答案BC解析普朗克能量子假说认为,能量存在某一个最小值,带电微粒辐射或吸收的能量只能是这个最小能量值的整数倍,故A错误,B正确;能量子与电磁波的频率成正比,故C正确;能量子假说反映的是微观世界的特征,不同于宏观世界,并不是与现实世界相矛盾,故D错误。
3.关于对热辐射的认识,下列说法中正确的是()A.热的物体向外辐射电磁波,冷的物体只吸收电磁波B.温度越高,物体辐射的电磁波越强C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料种类及表面状况无关D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色答案B解析一切物体都不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,故A错误,B正确;辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关,还与材料种类及表面状况有关,故C错误;常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色,故D错误。
4.(多选)对于带电微粒辐射或吸收能量时的特点,以下说法正确的是() A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B.辐射或吸收的能量是某一最小值的整数倍C.吸收的能量可以是连续的D.辐射或吸收的能量是量子化的答案ABD解析带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的,是不连续的。
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课时训练7光的粒子性题组一光电效应的规律1.用下面哪种射线照射同一种金属最有可能产生光电效应,且逸出的光电子的速率最大()A.紫外线B.可见光C.红外线D.γ射线解析:频率越大的光越有可能,并且逸出的光电子的速率最大。
从给出的四种光来看,D项的频率最大。
答案:D2.某单色光照射某金属时不能产生光电效应,则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间B.增大光的强度C.换用波长较短的光照射D.换用频率较低的光照射解析:光照射金属时能否产生光电效应,取决于入射光的频率是否大于金属的截止频率,与入射光的强度和照射时间无关,故选项A、B、D均错误;又因ν=,所以选项C正确。
答案:C3.如图所示是利用光电管研究光电效应的实验原理示意图,用可见光照射光电管的阴极K,电流表中有电流通过,则()A.滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动的过程中,电流表中一定无电流通过B.滑动变阻器的滑片由a端向b端滑动的过程中,电流表的示数一定会持续增大C.将滑动变阻器的滑片置于b端,改用紫外线照射阴极K,电流表中一定有电流通过D.将滑动变阻器的滑片置于b端,改用红外线照射阴极K,电流表中一定无电流通过解析:当滑片自a端向b端移动时,开始一段有光电流而且应增大,若移动到某一位置时达到饱和,则此后的移动过程中光电流不变,故A、B错误。
根据极限频率的含义知C正确,D错误。
答案:C题组二爱因斯坦光电效应方程4.在光电效应实验中,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光),如图所示。
则可判断出()A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析:当光电管两端加上反向截止电压且光电流恰好为零时,有=eU,对同一光电管使用不同频率的光照射,有hν-W0=,两式联立得hν-W0=eU,丙光的反向截止电压最大,则丙光的频率最大,甲光、乙光频率相同,A、C错误;又λ=,可见λ丙<λ乙,B正确;丙光对应的最大初动能最大,D错误。
答案:B5.(多选)在光电效应实验中,用频率为ν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ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν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ν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E k=hν-W0可知,光电子的最大初动能变大,D项正确。
答案:AD题组三康普顿效应6.科学研究表明:能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律。
从科学实践的角度来看,迄今为止,人们还没有发现这些守恒定律有任何例外。
相反,每当有人在实验中观察到似乎是违反守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。
例如,人们发现,在电磁场的相互作用下,两个运动着的微观粒子的动量的矢量和似乎是不守恒的。
这时物理学家又把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了。
现有沿一定方向运动的光子与一个原来静止的自由电子发生碰撞后,自由电子向某一方向运动,而光子沿另一方向散射出去。
这个散射出去的光子与入射前相比较,其波长(选填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:康普顿效应表明光子不仅具有能量而且具有动量,当光子与静止的电子发生碰撞时,由动量守恒知光子的动量减小,由p=知,光子的波长增大。
答案:增大7.康普顿效应证实了光子不仅遵守能量守恒,也遵守动量守恒。
如图给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向,则碰后光子可能沿方向运动,并且波长(选填“不变”“变短”或“变长”)。
解析:因光子与电子的碰撞过程动量守恒,所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致,可见碰后光子运动的方向可能沿1方向,不可能沿2或3方向;通过碰撞,光子将一部分能量转移给电子,能量减少,由ε=hν知,频率变小,再根据c=λν知,波长变长。
答案:1变长(建议用时:30分钟)1.如图所示,用绿光照射一光电管的阴极时产生光电效应,欲使光子从阴极逸出时的最大初动能增大,应采取的措施是()A.改用红光照射B.改用紫光照射C.增大绿光的强度D.增大加在光电管上的正向电压解析:发生光电效应时,光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大,与照射光强度、光电管的电压无关,红光的频率比绿光的频率小,不一定能发生光电效应,即使发生光电效应,光电子的最大初动能也较小,而紫光的频率大于绿光的频率。
故选项B正确。
答案:B2.(多选)下列对光电效应的解释中正确的是()A.金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子,当它积累的能量足够大时,就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功,便不能发生光电效应C.发生光电效应时,入射光越强,光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的,因此使不同金属发生光电效应的入射光的最低频率也不同解析:按照爱因斯坦的光子说,光的能量是由光的频率决定的,与光强无关。
入射光的频率越大,发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大。
但要使电子离开金属,必须使电子具有足够的动能,而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量,但电子只能吸收一个光子,不能吸收多个光子。
因此只要光的频率低,即使照射时间足够长,也不会发生光电效应。
电子从金属中逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小,这个功称为逸出功,不同金属的逸出功不同,故上述选项中正确的有B、D。
答案:BD3.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是()A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间解析:发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,与入射光的强度和照射时间无关,故选项A、C、D错误;X射线的频率大于紫外线的频率,可能使该金属发生光电效应,故选项B正确。
答案:B4.光子有能量,也有动量,它也遵守有关动量的规律。
如图所示,真空中有一“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO'在水平面内灵活地转动,其中左边是圆形黑纸片,右边是和左边大小、质量都相同的圆形白纸片。
当用平行白光垂直纸面向里照射这两个圆面时关于装置开始转动情况(俯视)的下列说法中正确的是()A.顺时针方向转动B.逆时针方向转动C.都有可能D.不会转动解析:白纸片反射光子,光子的动量变化大,黑纸片吸收光子,光子的动量变化较小,由动量定理知,光子对白纸片的冲击力大,故B正确。
答案:B5.硅光电池是利用光电效应原理制成的,下列表述正确的是()A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D.任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析:由光电效应实验规律可知B、C、D选项都不符合光电效应规律,A选项正确。
答案:A6.(多选)如图所示为一真空光电管的应用电路,其阴极金属材料的截止频率为 4.5×1014 Hz,则以下判断正确的是()A.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B.发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C.用λ=0.5 μm的光照射光电管时,电路中有光电流产生D.光照射时间越长,电路中的光电流越大解析:在光电管中若发生了光电效应,单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关,光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关。
据此可判断选项A、D错误。
波长λ=0.5 μm的光Hz=6×1014 Hz>4.5×1014 Hz,可发生光电效应。
所以,选项B、C正确。
子的频率ν=-答案:BC7.(多选)在做光电效应的实验时,某种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,由实验图可求出()A.该金属的截止频率和截止波长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:依据光电效应方程E k=hν-W0可知,当E k=0时,ν=νc,即图象中横坐标的截距在数值上等于金属的。
可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量。
据图象,假设图线的延长截止频率。
图线的斜率k=-线与E k轴的交点为C,其截距为W0,有tan θ=,而tan θ=h,所以W0=hνc。
即图象中纵坐标轴的截距在数值上等于金属的逸出功。
答案:ABC8.(2017北京理综)2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm=10-9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲,大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。
据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)()A.10-21 JB.10-18 JC.10-15 JD.10-12 J解析:电离能等于一个处于极紫外波段的光子能量J≈1.98×10-18 J,故选B。
E=hν=h=6.6×10-34×-答案:B9.A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为E A、E B,求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
解析:光子能量ε=hν,动量p=,且ν=,得p=,则p A∶p B=2∶1。
A照射时,光电子的最大初动能E A=εA-W0,同理E B=εB-W0。
又εA=2εB,解得W0=E A-2E B。
答案:2∶1E A-2E B10.小明用金属铷为阴极的光电管,观测光电效应现象,实验装置示意如图甲所示。
已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。
(1)图甲中电极A为光电管的(选填“阴极”或“阳极”);(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=Hz,逸出功W0=J;(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz,则产生的光电子的最大初动能E k=J。