2018_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_52018091834

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高中物理第二章波粒二象性2.2光子教案粤教版选修3_520170905223

2.2 光子课堂互动三点剖析一、能量量子说和光子说 1.能量量子说1900年，法国的物理学家普朗克提出.其内容是物体的热辐射所发出的电磁波是通过内部的带电谐振子向外辐射的，谐振子的能量是不连续的，是h ν的整数倍，h ν为一个能量子，其中ν是谐振子的振动频率，h 是一个常量，称为普朗克常量，h=6.63×10-34J·s. 2.光子说爱因斯坦提出.其内容是：在空间传播的光是不连续的，是一份一份地向外传播，每一份叫做一个光子.一个光子的能量为E=h ν，其中h 是普朗克常量，ν是光的频率. 二、用光子假说解释光电效应1.金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子，对一定的金属来说，逸出功是一定的，照射光的频率越大，光子能量越大，从金属中逸出的电子的初动能就越大，如果入射光的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因。

2.光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值，（对应从阴极发出的电子，全部被拉向阳极的状态）因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极的电压有关，只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度成正比.3.光电效应方程表达式为E k =h ν-W 0. 其中，E k =21m e ν2为光电子的初动能，W 0为逸出功. 光电效应方程表明，光电子初动能与入射光的频率ν成线性关系，与光强无关.只有当h ν>W 0时，才有光电子逸出,ν0=hW 0就是光电效应的截止频率. 各个击破【例1】光子说是___________为解释光电效应而提出的，按照光子说，光子的能量是由光的___________决定的，光的强度是在垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的___________.解析：光子说是爱因斯坦提出来的，光子说认为光子的能量是由光的频率决定的，即E=h ν.光强度是指垂直于光的传播方向上单位时间内通过单位面积的能量. 答案：爱因斯坦频率能量类题演练1波长为0.50 μm 的光的能量是多少？解析：由E=h ν知，光子的能量为E=h ν=hc λ=6.63×10-34×681050.0103-⨯⨯J=6.8×10-20J. 答案：6.8×10-20J现用波长为400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种（普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,光速c=3.0×108m/s ）( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析：本题考查发生光电效应的条件，光子的能量及光波长、波速与频率的关系. 当单色光的频率大于金属的极限频率时便能产生光电效应，即照射光子的能量大于金属的逸出功.由E=h ν及c=λν得E=hc λ，E=6.6×10-34×78104103-⨯⨯J=4.97×10-19 J 照射光光子的能量大于铯、钙的逸出功，能产生光电效应的材料有2种，故A 项正确. 答案：A 类题演练2已知金属铯的逸出功为1.9 eV,在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0 eV,入射光的波长应为_____________m.解析：本题考查光电效应方程、光子的能量E=h ν的关系.由爱因斯坦光电效应方程221m mv =h ν-W 得h ν=221m mv +W=1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV 又E=h ν,c=λν， ∴λ=19834106.19.21031063.6--⨯⨯⨯⨯⨯=E hc m=4.3×10-7m. 答案：4.3×10-7。

粤教版高中物理选修3-5课时练习第二章第二节光子

第二章波粒二象性第二节光子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＝hν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：AC2．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 eVC．5.0 eV D．6.5 eV解析：由光电效应方程E km＝hν－W0，得W0＝hν－E km＝5.0 eV －1.5 eV＝3.5 eV，则入射光的最低能量为hνmin＝W0＝3.5 eV，故正确选项为B.答案：B3．用波长为2.0×10－7 m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＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果保留两位有效数字)()A．5.5×1014 Hz B．7.9×1014 HzC．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz解析：由光电效应方程hν＝E km＋W0可得W0＝hν－E km，而W0＝hν0，ν＝cλ，以上各式联立解得ν0＝cλ－E kh＝7.9×1014 Hz，选项B正确．答案：B4．(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W0，则它的极限频率ν0＝W0 hB．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＝hν－W0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：AD5.实验得到金属钙的光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示．下表中列出了几种金属的极限频率和逸出功，参照下表可以确定的是()金属钨钙钠极限频率ν0/×1014 Hz10.957.73 5.53逸出功W0/eV 4.54 3.20 2.29A.km图中直线的斜率大B．如用金属钠做实验得到的E km-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C．如用金属钠做实验得到的E km-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－E k2)，则E k2<E k1D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出解析：由光电效应方程E km＝hν－W0可知E km-ν图线是直线，且斜率相同，A、B项错误；由表中所列的极限频率和逸出功数据可知C 项正确，D项错误．答案：CB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：ABC7．(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的光照射光电管时，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 eVB．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0.7 eVD．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 正确．答案：ACD8．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∶3D ．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 ＝hν－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 ＝92h 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＝12hν＝19E km ，故A 错误、B 正确．答案：B。

高中物理第2章波粒二象性第1节光电效应第2节光子学业分层测评粤教版选修35

第1节光电效应第2节光子(建议用时：45分钟)[学业达标]1．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E k，下列说法正确的是( ) A．对于同种金属，E k与照射光的强度无关B．对于同种金属，E k与照射光的波长成反比C．对于同种金属，E k与照射光的时间成正比D．对于同种金属，E k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，E k与金属的逸出功成线性关系【解析】E k＝hν－W＝h cλ－W，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E k与逸出功成线性关系．【答案】ADE2．如图213所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，由图象可知( )图213A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为EE．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E【解析】题中图象反映了光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0，知当入射光的频率恰为金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能E k＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A、B、D正确，而选项C、E错误．【答案】ABD3．实验得到金属钙的光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图214所示．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是( )图214A.kmB．如用金属钠做实验得到的E kmν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C．如用金属钠做实验得到的E kmν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－E k2)，则E k2<E k1D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，不可能有光电子逸出E．用金属钨、钙、钠做实验得到的E kmν图线都是一条直线，且这三条直线相互平行【解析】由光电效应方程E km＝hν－W可知E kmν图线是直线，且斜率相同，A、B错误，E正确；由表中列出的截止频率和逸出功数据可知，C正确，当入射光的频率小于金属钨的截止频率时，不发生光电效应，不可能有光电子逸出，D正确．【答案】CDE4．对光电效应的理解正确的是( )A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．在光电效应中，一个电子只能吸收一个光子C．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D．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E．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同【解析】按照爱因斯坦的光子说，光子的能量由光的频率决定，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，电子必须具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，且一个电子只能吸收一个光子，不能同时吸收多个光子，所以光子的能量小于某一数值时便不能产生光电效应现象；电子从金属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．综上所述，选项B、C、E正确．【答案】 BCE5．现在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 k ，若改用b 光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为13E k ，当改用c 光束照射该金属板时________(选填“能”或“不能”)发生光电效应，若能发生光电效应，飞出的光电子的最大初动能为________．【解析】对a 、b 、c 三束光由光电效应方程可得：hcλa －W ＝E k ，hc λb －W ＝13E k ，由以上两式可解得：hcλa ＝43E k ，W ＝13E k ，当用c 光束照射该金属板时hcλc－W ＝E k cλc ＝3λa ，可解得：hcλc ＝49E k >W ， E k c ＝19E k .【答案】能 19E k6．已知：功率为100 W 灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c ＝3.0×108m/s ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，假定所发出的可见光的波长都是560 nm ，计算灯泡每秒内发出的光子数．【解析】波长为λ的光子能量为E ＝hcλ设灯泡每秒内发出的光子数为n ，灯泡电功率为P ，则n ＝kP E式中，k ＝5%是灯泡的发光效率得：光子数n ＝kP λhc代入题给数据得n ＝1.4×1019(个)．【答案】 1.4×1019个[能力提升]7．如图215所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c 、d 连接，用一定频率的单色光a 照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而且另一频率的单色光b 照射该光电管时，灵敏电流计G 的指针不偏转．下列说法正确的是( )【导学号：78220020】图215A．a光的频率一定大于b光的频率B．电源正极可能与c接线柱连接C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e→G→fE．若增加a光的强度，则单位时间内逸出的光电子数增加，逸出的光电子最大初动能变大【解析】用单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用单色光b 照射时，电流计G的指针不偏转，说明单色光a的频率一定大于单色光b的频率，A对．单色光a照射时一定发生光电效应，单色光b照射时可能发生光电效应，但由于加反向电压，光电流为零，也可能没有发生光电效应，C错误，B对．若灵敏电流计的指针发生偏转，电流方向一定是与电子定向运动的方向相反，由e→G→f，D对．若增加a光的强度，单位时间内逸出的光电子数增加，但光电子最大初动能不变，E错．【答案】ABD8．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图216(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示．则正确的是( )【导学号：78220021】图216A．乙光的频率大于甲光的频率B．甲光的波长大于丙光的波长C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能E．乙、丙两种光对应的光电子的最大初动能相等【解析】由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0及遏止电压的含义可知，hν－W0＝eU c，结合题意与图象可以判断，W0相同，U1>U2，则三种色光的频率为ν乙＝ν丙>ν甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C错误；同时判断乙光对应光电子的最大初动能等于丙光对应光电子的最大初动能，A、E正确，D错误；由ν＝cλ知，λ乙＝λ丙＜λ甲，B正确．【答案】ABE9．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图217甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.图217(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W＝________J.(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.【导学号：78220022】【解析】(1)光电管中光束直接照射的K极为光电管的阴极，所以电极A为光电管的阳极．(2)由U cν图线可知，铷的截止频率νc＝5.15×1014 Hz，金属的逸出功W＝hνc＝6.63×10－34×5.15×1014 J＝3.41×10－19J.(3)由光电效应方程E k＝hν－W可得产生的光电子的最大初动能E k＝6.63×10－34×7.00×1014 J－3.41×10－19 J＝1.23×10－19 J.【答案】(1)阳极(2)5.15×1014 3.41×10－19(3)1.23×10－1910．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 k A、E k B.求该金属的逸出功．【解析】由光电效应方程可得：E k A＝E A－WE k B＝E B－W又E A∶E B＝2∶1，可解得该金属的逸出功W＝E k A－2E k B.【答案】E k A－2E k B11．光电管是应用光电效应实现光信号与电信号之间相互转换的装置，其广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面．如图218所示，C 为光电管，B 极由金属钠制成(钠的极限波长为5.0×10－7 m)．现用波长为4.8×10－7 m 的某单色光照射B 极．(1)电阻R 上电流的方向是向左还是向右？ (2)求出从B 极发出的光电子的最大初动能．(3)若给予光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为10 μA ，则每秒射到光电管B 极的光子数至少为多少个？【导学号：78220023】图218【解析】 (1)B 极板上逸出光电子，相当于电源的正极，A 为负极，故流过R 的电流向左．(2)E km ＝h c λ－h cλ0＝6.63×10－34×3×108×(14.8×10－7－15.0×10－7) J＝1.66×10－20J.(3)每秒电路中流过的电子电荷量q ＝It ＝10×10－6×1 C＝1×10－5 Cn ＝q e ＝1×10－51.6×10－19个＝6.25×1013个．【答案】 (1)向左 (2)1.66×10－20J (3)6.25×1013个。

19学年高中物理：第二章波粒二象性第一节光电效应分层训练粤教版选修3_5918347(含答案).doc

第一节光电效应A级抓基础1．用单色光照射某种金属表面，有没有光电子逸出取决于入射光的( )A．频率B．强度C．照射时间D．光子数目解析：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，A正确，B、C、D错误．答案：A2．(多选)当用一束紫外线照射装在原不带电的验电器金属球上的锌板时，发生了光电效应，这时发生的现象是( ) A．验电器内的金属箔带正电B．有电子从锌板上飞出来C．有正离子从锌板上飞出来D．锌板吸收空气中的正离子解析：发生光电效应时有光电子逸出，锌板上将由于缺少电子而带正电，所以选项A、B正确，选项C、D错误．答案：AB3．(多选)已知黄光照射到某一金属表面上能够发生光电效应，下列说法中正确的是( )A．只要光照射的时间足够长，换成其他金属也能发生光电效应B．逸出光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C．若将黄光换成蓝光，也一定能发生光电效应D．若只将入射光的强度增强，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将增多解析：发生光电效应的条件是入射光的频率大于等于金属的极限频率，跟照射时间无关，故A错误；根据光电效应，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度没有必然联系，故B错误；因为蓝光的频率大于黄光的频率，所以若将黄光换成蓝光，也一定能发生光电效应，故C正确；入射光频率一定时，强度会影响单位时间内逸出的光电子数目，强度增强，单位时间内逸出的光电子数目增多，故D正确．答案：CD4.(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：光电管电路中形成电流的条件：一是阴极在光的照射下有光电子逸出，二是逸出的光电子应能在电路中定向移动到达阳极．其中有无光电子逸出决定于入射光的频率是否高于阴极材料的极限频率，与入射光的强弱、照射时间长短无关；光电子能否到达阳极，应由光电子的初动能大小和光电管两极间所加电压的正负和大小共同决定．一旦电源正负极接反，即使具有最大初动能的光电子也不能到达阳极，即使发生了光电效应，电路中也不能形成光电流．故该题的正确选项是B、D.答案：BDB级提能力5.一细束平行光，经玻璃三棱镜折射后分解成互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上．如图所示，已知金属板b上有光电子逸出，可知( )A．板a一定有光电子逸出B．板a一定无光电子逸出C．板c一定有光电子逸出D．板c一定无光电子逸出解析：光经棱镜出射光线发生偏折，频率高的偏折角大，因此，照射金属c的光的频率比照射b的光的频率高，而照射a的光的频率比照射b的光的频率低．由此可知：a上不一定有光电子逸出，而c上一定有光电子逸出，C正确．答案：C6．(多选)如图是光控继电器的示意图，K是光电管的阴极．下列说法正确的是( )A．图中a端应是电源的正极B．只要有光照射K，衔铁就被电磁铁吸引C．只要照射K的光强度足够大，衔铁就被电磁铁吸引D．只有照射K的光频率足够大，衔铁才被电磁铁吸引解析：光电子从K极射出，然后在光电管中被加速，故a 应为电源的正极，故A正确；只有照射K的光频率足够大，才能在K极发生光电效应，从而产生电流，经放大器放大后通过电磁铁，衔铁才被电磁铁吸引，故BC错误，D正确．答案：AD7．已知铯的极限频率为4.545×1014 Hz ，钠的极限频率为6.000×1014 Hz ，银的极限频率为1.153×1015 Hz ，铂的极限频率为1.529×1015 Hz.当用波长为0.375 μm 的光照射它们时，其中能够发生光电效应的金属是________．解析：可以求出入射光的频率，再将该频率的大小分别与上述各金属的极限频率进行比较，凡是入射光的频率比金属的极限频率高的，都可以发生光电效应．根据公式c ＝λν，求出入射光的频率ν，ν＝c λ＝3×1080.375×10－6Hz ≈8×1014 Hz.因为铯和钠的极限频率比入射光的频率小，所以可以发生光电效应的金属是钠和铯．答案：钠和铯。

2018-2019学年高中物理第二章波粒二象性章末复习课学案粤教版选修3-5

第二章波粒二象性章末复习课【知识体系】波粒二象性⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧光电效应⎩⎪⎨⎪⎧光电效应与光电流光电流的变化极限频率① 遏止电压光子⎩⎪⎨⎪⎧光电效应方程② 能量量子假说光子假说对光电效应的解释康普顿效应及其解释⎩⎪⎨⎪⎧康普顿效应的发现对康普顿效应的正确解释光的波粒二象性⎩⎪⎨⎪⎧光的波粒二象性本质⎩⎪⎨⎪⎧波动性⎩⎪⎨⎪⎧光的③ 光的④ 光是电磁波粒子性⎩⎪⎨⎪⎧⑤ ⑥ 概率波德布罗意波⎩⎪⎨⎪⎧德布罗意波假说⑦ 电子衍射电子云不确定关系⑧ [答案填写] ①ν0＝W 0h (W 0为逸出功) ②h ν＝12mv 2max ＋W 0 ③干涉 ④衍射 ⑤光电效应 ⑥康普顿效应 ⑦λ＝h p ⑧Δx Δp ≥h4π主题1 光电效应1．光电效应现象的判断．光电流的大小――→取决于每秒入射的光子数――→取决于入射光的强度⎭⎪⎬⎪⎫能否发生光电效应光电子的最大初动能――→取决于入射光的频率和金属的逸出功2．光电效应方程．光电效应方程的实质是能量的转化和守恒定律在光电效应现象中的反映，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能与入射光子的能量和逸出功的关系为h ν＝12mv 2max ＋W 0，这个方程叫爱因斯坦光电效应方程．3．光子被吸收的情况．光电效应中，光子与金属中的电子作用，光子整个被吸收，且电子一般一次只能吸收一个光子；康普顿效应中，光子与晶体中的自由电子发生碰撞，电子只能吸收光子的部分能量．【典例1】 (2016·江苏卷)几种金属的逸出功W 0见下表：已知该可见光的波长的范围为4.0×10－7～7.6×10－6 m ，普朗克常数h ＝6.63×10－34 J ·s.解析：可见光的最大光子能量 E ＝h c λ＝6.63×10－34×3×1084×10－7 J ≈5.0×10－19 J. 可见光子能量大于钠、钾、铷的逸出功，可以使钠、钾、铷发生光电效应．答案：可以使钠、钾、铷发生光电效应针对训练1．下表中列出了几种金属的逸出功，关于光电效应现象以下说法正确的是( )A.B ．遏制电压的大小不仅与金属有关，还与入射光频率有关C ．若某种光能使钨和钠都发生光电效应，则钨的光电子的最大初动能较大D ．用强度相同、频率不同的光照射钾，光电子的最大初动能相同解析：铷的逸出功最小，某种光能使铷发生光电效应，但不一定能使其他四种金属发生光电效应，故A 错误；根据eU 0＝12mv 2m ＝h ν－W 0 可知遏制电压的大小不仅与金属有关，还与入射光频率有关，故B 正确；钨的逸出功大于钠的逸出功，则若某种光能使钨和钠都发生光电效应，根据12mv 2m ＝h ν－W 0，则钨的光电子的最大初动能较小，故C 错误；根据光电效应方程可知，用强度相同、频率不同的光照射钾，光电子的最大初动能不相同，故D 错误．答案：B主题2 光源功率与光强度的区别与联系根据爱因斯坦的光子说，光源的功率和光的强度，是两个不同的概念．(1)光源的功率(P )——光源每单位时间内辐射光子的能量，即P ＝nh ν，式中n 表示光源单位时间内辐射的光子数．(2)光的强度(I )——在单位时间内垂直通过单位面积的光子的总能量，即I ＝Nh ν.式中N 表示单位时间垂直通过单位面积的光子数．(3)在入射光频率不变的情况下，光强正比于单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数，但若换用不同频率的光照时，即使光强相同，单位时间内照射到金属表面单位面积的光子数也不同．【典例2】某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 表示普朗克常量，则激光器每分钟发射的光子数为( )A.λP hc B.hP λc C.60λP hc D.60hP λc解析：每个光子的能量E ＝h ν＝h c λ，激光器在每分钟内发出的能量W ＝60P ，故激光器每秒发出的光子数为n ＝W E ＝60P h c λ＝60P λhc ，C 正确．答案：C针对训练2．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒内单位面积上的光子数为n ，光子的平均波长为λ，太阳帆面积为S ，反射率为100%，假定太阳垂直射到太阳帆上，飞船的总质量为m .(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p ＝h /λ)；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度为多少？解析：(1)光子垂直打在太阳帆上再反射，动量的改变量为2p ，根据动量定理得： F Δt ＝n ·2p ，太阳帆上受到的光压力为F ＝2nSh Δt Δt λ＝2nSh λ，故飞船的加速度a ＝F m ＝2nSh λm. (2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打在太阳帆上不再反射，光子动量的改变为p ，太阳帆上受到的光压力为F ′＝nSh λ，故太阳帆的加速度a ′＝nShλm . 答案：(1)2nSh λm (2)nSh λm主题3 波粒二象性1．微观粒子的波动性和粒子性不能理解为宏观概念中的波和粒子．波动性和粒子性是微观粒子的两种固有属性，任何情况下二者都同时存在．2．描述光的性质的基本关系式ε＝h ν和p ＝h λ中，能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率ν是描述物质的波动性的典型物理量，它们通过普朗克常量h 联系在一起．[典例❸] (多选)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D ．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光强度无关解析：干涉是波具有的特性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，故A 正确；可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故B 正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，故C 正确；光电效应实验，说明的是能够从金属中打出光电子，说明的是物质的粒子性，故D 错误．答案：ABC针对训练3．(2015·上海卷)用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实验表明( )时间较短时间稍长时间较长A ．光的本质是波B ．光的本质是粒子C ．光的能量在胶片上分布不均匀D ．光到达胶片上不同位置的概率相同解析：用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A 、B 错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分而不均匀，故C正确，D错误．答案：C统揽考情波粒二象性部分的重点内容是光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点．一般以考查选择或填空为主．真题例析(2016·全国Ⅰ卷)(多选)现用一光电管进行光电效应的实验，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，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．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E．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解析：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，因为饱和光电流与入射光的强度成正比，故A正确；饱和光电流与入射光的频率无关，故B错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应，不会有光电流产生，故D错误；根据E k＝hν－W＝eU c，得遏止电压U c及最大初动能E k与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故E正确．答案：ACE针对训练(2017·全国卷Ⅲ)(多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b 照射同种金属，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b，h为普朗克常量．下列说法正确的是( )A．若νa>νb，则一定有U a<U bB．若νa>νb，则一定有E k a>E k bC．若U a<U b，则一定有E k a<E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b解析：由爱因斯坦光电效应方程eU0＝E km＝hν－W0，当νa>νb时，E ka>E kb, U a>U b，A错误，B正确；若U a<U b，则有E ka<E kb，C正确；同种金属的逸出功不变，则W0＝hν－E km不变，D错误．答案：BC1．(2016·海南)(多选)下列说法正确的是( )A ．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B ．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D ．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E ．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长解析：爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故A 正确；康普顿效应表明光子有能量，也有动量，故B 错误；玻尔的原子理论只能成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C 正确；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故D 正确；依据德布罗意波长公式λ＝h p ，可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故E 错误．答案：ACD2．(2017·北京卷)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 J B ．10－18 J C ．10－15 J D ．10－12J 解析：一个处于极紫外波段的光子的能量约为E ＝h ν＝h c λ≈2×10－18 J ，由题可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B.答案：B3. 三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)．分别用这三束光照射同一种金属. 已知用光束2照射时，恰能产生光电子. 下列说法正确的是( )A ．用光束3照射时，一定不能产生光电子B ．用光束1照射时，一定不能产生光电子C ．用光束2照射时，光越强，产生的光电子的最大初动能越大D ．用光束1照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多解析：依据波长与频率的关系：λ＝c ν，因λ1＞λ2＞λ3，那么ν1<ν2<ν3；由于用光束2照射时，恰能产生光电子，因此用光束1照射时，不能产生光电子，而光束3照射时，一定能产生光电子，故A 错误，B 正确；用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多，而由光电效应方程：E km ＝h ν－W 0，可知，光电子的最大初动能与光的强弱无关，故C 错误；用光束1照射时，不能产生光电效应，故D 错误．答案：B4．(2017·江苏卷)质子(11H)和α粒子(42H)被加速到相同动能时，质子的动量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为______．解析：动量与动能的关系： p 2＝2mE k ，又质子的质量小于α粒子的质量，所以质子的动量小于α粒子的动量，且p 1p 2＝m 1m 2＝12；根据λ＝h p ，可得质子和α粒子的德布罗意波波长之比为2∶1.答案：小于 2∶15．(2016·江苏卷)已知光速为c ，普朗克常数为h ，则频率为ν的光子的动量为________．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．解析：根据德布罗意波长公式，则光子的动量p ＝h λ＝h c ν＝h νc. 取入射方向为正方向，则光子动量的变化量Δp ＝p 末－p 初＝－p －p ＝－2h νc，因此当光被镜面全部垂直反射回去，光子的速度方向与开始时相反，所以光子在反射前后动量改变量的大小为2h νc . 答案：h νc 2h νc。

高中物理第二章波粒二象性第二节光子粤教版选修3

3．光电效应方程． (1)表达式： hν＝12mv2max＋W0 或 hν＝Ekm＋W0. (2)理解：在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子的能量 hν，这些能量中的一部分用来克服金属的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能 Ekm.
(3)光电效应的 Ekm-ν 图象．对于某一种金属，逸出功 W0 一定，h 又是一常量，由光电效应方程得 Ekm＝hν－W0，光电子的最大初动能 Ekm 与入射光的频率呈线性关系，如图所示．
①斜率大小表示普朗克常量； ②横轴截距在数值上等于金属的极限频率； ③纵轴截距的绝对值在数值上等于金属的逸出功，
(4)光电效应的 U0-ν 图象．根据 eU0＝12mv2max和 hν＝12mv2max＋W0，可得：U0＝he
ν－We0，由此可知，遏止电压 U0 与入射光频率的图象是
一条直线，如图所示．
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
解析：根据极限频率越大的金属材料逸出功越大，选项 A 正确；能否发生光电效应与入射光的频率有关，与照射的强度和时间无关，选项 B 错误；金属的逸出功与金属本身的性质有关，
而与从金属表面逸出的光电子的最大初动能无关，选项 C 错误；光子频率决定光电效应能否发生，在发生光电效应的前提下光强的大小决定光电子的多少，选项 D 错误．故选 A.
子的能量为ε＝hν，h 是普朗克常量，ν 是光的频率．
判断正误
(1)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍．(√) (2)光子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比．(√)
小试身手
1．下列宏观概念是“量子化”的是( )
A．物体的质量
B．木棒的长度
C．花生米的粒数

20182019学年粤教版高中物理选修35 第二章波粒二象性单元测试-学习文档

2019-2019学年粤教版高中物理选修3-5 第二章波粒二象性单元测试一、单选题1.黑体辐射和能量子的说法中正确的是（）A. 黑体辐射随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加B. 黑体辐射随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C. 能量子是普朗克最先提出的D. 能量子是一种微观粒子2.2019年5月9日，第六届亚欧光电展在新疆国际会展中心举行．关于光电效应现象．以下说法正确的是（）A. 某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变B. 紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线也一定可以使该金属发生光电效应C. 在光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率无关D. 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象3.用波长为λ1和λ2的单色光A和B分别照射两种金属C和D的表面．单色光A照射两种金属时都能产生光电效应现象：单色光B照射时，只能使金属C产生光电效应现象．不能使金属D产生光电效应现象，设两种金属的逸出功分别为W C和W D，则下列选项正确的是（）A. λ1＞λ2，W C＞W DB. λ1＞λ2，W C＜W DC. λ1＜λ2，W C＞W DD. λ1＜λ2，W C＜W D4.关于光的本性，下列说法中正确的是( )A. 关于光的本性，牛顿提出微粒说，惠更斯提出波动说，爱因斯坦提出光子说，它们都说明了光的本性B. 光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子C. 光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D. 光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的5.下列光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A. 有的光是波，有的光是粒子B. 光子与电子是同样的一种粒子C. 光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D. 大量光子的行为往往显示出粒子性6.在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是（）A. 使光子一个一个地通过狭缝，如时间足够长，底片上将会显示衍射图样B. 单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样C. 光子通过狭缝的运动路线像水波一样D. 光的波动性是一个光子运动的规律7.关于物质波，下列说法正确的是( )A. 速度相等的电子和质子，电子的波长长B. 动能相等的电子和质子，电子的波长短C. 动量相等的电子和中子，中子的波长短D. 甲电子速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍二、多选题8.在光电效应实验中，小君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. 甲光的照射功率大于乙光的照射功率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小于丙光的光电子最大初动能9.下列事实中，表明光具有粒子性的是（）A. 光的反射B. 光的折射C. 光的衍射D. 光的色散10.下列说法中正确的是（）A. 卢瑟福的原子核式结构不能解释原子光谱，玻尔的原子能级结构能够解释所有的原子光谱B. 根据λ= ，可知动能相同的质子和电子相比较，质子的波长小于电子的波长，更适合做显微镜C. 微观粒子都具有波﹣粒二象性，无论怎样改善仪器和测量方法，其位置和相应动量不能同时被测准D. 核电站、原子弹、氢弹以及太阳内部的核反应都是链式反应三、填空题11.某光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e．用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是________；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为________12.用频率为ν的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K，已知普朗克常量为h，则该金属的逸出功为________；若改用频率为2ν的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为________．13.一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，则车撞墙时的不确定量为________m．四、解答题14.某光源能发出波长为0，6μm的可见光，用它照射某金属能发生光电效应，产生光电子的最大初动能为0.25eV．已知普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，光速c=3×108m/s．求：①上述可见光中每个光子的能量；②该金属的逸出功．五、实验探究题15.如图所示的是工业生产中大部分光控制设备用到的光控继电器示意图，它由电源．光电管．放大器．电磁继电器等几部分组成，看图回答下列问题：（1）图中a端应是电源________极．（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，________．（3）当用绿光照射光电管K极时，可发生光电效应，则下列说法中正确的是A. 增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B. 增大绿光照射强度，电路中光电流增大C. 改用比绿光波长大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流D. 改用比绿光频率大的光照射光电管K极时，电路中一定有光电流．六、综合题16.某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象.闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表读数为U，这一电压称为遏止电压.现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为和，设电子电荷量为e.求：（1）普朗克常量h；（2）该阴极K金属的极限频率.答案解析部分一、单选题1.【答案】D【解析】【解答】A、黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．故A正确；B、随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故B正确；C、根据普朗克的能量子假说，黑体辐射的能量是不连续的，每一份叫做一个能量子，故C正确；D、黑体辐射的能量子假说中，能量子具有粒子性，不是一种微观粒子．故D错误故选：D．【分析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．2.【答案】A【解析】【解答】解：A、根据光电效应方程E km=hv﹣W0，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能不变．A符合题意．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，紫外线的频率大于红外线的频率，所以紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线不一定可以使该金属发生光电效应．B不符合题意．C、根据光电效应方程：eU0=E km=hv﹣W0，可知在光电效应中，入射光的频率越大，则遏止电压越大．C不符合题意．D、根据光电效应的本质可知，光电效应是原子的核外电子吸收光子，成为自由电子的现象．D不符合题意．故答案为：A．【分析】根据爱因斯坦光电效应方程，以及光电效应发生的条件进行判断。

高中物理第二章波粒二象性2.2光子素材粤教版选修3-5(new)

第二节光子情景导入在莎士比亚的喜剧《威尼斯商人》中，高利贷者夏洛克对什么东西都贪得无厌，人们说他是个“黑心”人.夏洛克贪的是金钱，天体中的“黑体”贪的是电磁波，那么到底什么是黑体？什么是黑体辐射？简答：黑体看上去不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时,看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射—-黑体辐射，看起来还会很亮。

法国物理学家普朗克对黑体辐射问题进行了系统的理论研究,结合实验推导了普朗克公式,为量子理论奠定了基础. 知识预览⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧+=⎩⎨⎧==电子的动能光子的能量全部转化成光子一个电子只能俘获一个应的解释对光电效光电效应方程光的能量每一份为一个光子份一份地向外传播爱因斯坦提出的光是一光子假说每一份为一个能量子外传播出的能量是一份一份向法国物理学家普朗克提能量量子假说光子W mv hv hv E hv E m 221::,,:尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。

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高中物理第2章波粒二象性第2节光子课后提能训练粤教版选修3-

第2节光子基础达标1．(2019年上海名校二模)以下关于光子说的基本内容，不正确的说法是( )A．光子的能量跟它的频率有关B．紫光光子的能量比红光光子的能量大C．光子是具有质量、能量和体积的实物微粒D．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子【答案】C【解析】根据E＝hν判断出光子的能量与光子的频率成正比关系，故A正确；在可见光的范围内，紫光的频率最大，而红光的频率最小，根据公式E＝hν可得紫光的能量大，故B正确；光子具有能量，但没有静止质量，也没有具体的体积，它不是实物粒子，故C 错误；光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量，每一份叫做一个光子，故D正确．本题选择不正确的，故选C．2．(2019年宜昌校级期中)下列宏观概念中，是量子化的有( )A．物体的质量B．弹簧振子的能量C．汽车的个数D．卫星绕地球运行的轨道【答案】C【解析】汽车的个数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其他三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．3．下表给出了一些金属材料的逸出功.材料铯钙镁铍钛逸出功(10－19 J)(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )A．2种B．3种C．4种D．5种【答案】A【解析】要发生光电效应，则入射光的能量必须大于金属的逸出功，由题可算出波长为400 nm的光的能量为E＝hν＝h cλ＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.97×10－19J，大于铯和钙的逸出功．所以A选项正确．4．如图所示，a、b两束平行光入射到三棱镜上，已知这两束平行光中一束为红光，另一束为蓝光．经三棱镜折射后这两束光交会于光屏M上的同一点N.对于a、b两束平行光的颜色的判断，以及在这两束平行光照射到某种金属板时能否产生光电效应的下述说法中，正确的有( )A．a为红光束，b为蓝光束；若光束a照射某金属板时能发生光电效应，则不管光束b 的强度如何，用它照射该金属板时必能产生光电效应B．a为红光束，b为蓝光束；若光束a照射某金属板时能发生光电效应，则光束b只要有足够的强度，用它照射该金属板时必能产生光电效应C．a为蓝光束，b为红光束；若光束b照射某金属板时能发生光电效应，则不管光束a 的强度如何，用它照射该金属板时必能产生光电效应D．a为蓝光束，b为红光束；若光束b照射某金属板时能发生光电效应，则光束a只要有足够的强度，用它照射该金属板时必能产生光电效应【答案】C【解析】由光速a、b经三棱镜折射后这两束光能交会于光屏上的同一点N，说明光束a 的折射率大，对应的频率高，因此，a光束为蓝光，b光束为红光；当入射光的频率高于极限频率时，即使入射光的强度不高，也一定能发生光电效应，如果用b光照射能发生光电效应，用a光束照射一定能发生光电效应，由以上所述可知，C项正确，A、B、D均错误．5．(2019年静安二模)根据爱因斯坦的“光子说”可知( )A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B．只有光子数很多时，光才具有粒子性C．一束单色光的能量可以连续变化D．光的波长越长，光子的能量越小【答案】D【解析】“光子说”提出光子既有波长又有动量，是波动说和粒子说的统一，不同于牛顿的“微粒说”，故A错误；当光子数很少时，显示粒子性，大量光子显示波动性，故B 错误；爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E＝hν，故光的能量是不连续的，故C错误；光的波长越大，根据ν＝cλ，频率越小，故能量E＝hν越小，故D正确．6．(多选)用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两同种金属的表面，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【答案】AC【解析】由ε＝hν，E km＝hν－W0知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子的最大初动能相同，故A、C正确．由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B错．7．(多选)如图所示为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为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，电路中的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【答案】BC【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A、D错误；波长λ＝0.5 μm的光子的频率ν＝cλ＝6×1014Hz>4.5×1014 Hz，可发生光电效应，所以选项B、C正确．8．(多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV【答案】AC【解析】图线在横轴上的截距为截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程E k ＝hν－W 0可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为W 0＝hνc ＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV ＝1.77 eV ，D 错误．能力提升9．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是________．A ．无论增大入射光的频率还是增加入射光的强度，金属的逸出功都不变B ．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将增加C ．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D ．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短E ．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ACE【解析】即使增大入射光的频率，或增加入射光的强度，金属逸出功仍将不变，它只与极限频率有关，故A 正确；根据光电效应方程E k ＝hν－W 可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，即使只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能也将不变，故B 错误；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，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，光电子逸出所经历的时间几乎同时，故D 错误；光的强弱不影响光电子的能量，只影响单位时间内发出光电子的数目，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，故E 正确．10．频率为ν的光照射到一种金属表面上，有电子从金属表面逸出，当所加反向电压U 的大小增大到3 V 时，光电流刚好减小到零．已知这种金属的极限频率为νc ＝6.00×1014Hz ，因此照射光的频率ν＝________Hz.(电子电荷量e ＝1.60×10－19 C ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s)【答案】1.32×1015【解析】光电子的最大初动能E k ＝eU c ，由爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－hνc ，由①②得：ν＝eU c h＋νc ＝1.32×1015 Hz.。