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2019-2020年高中物理 第十七章 波粒二象性 第2節(jié) 光的粒子性課后訓練 新人教版選修3-5 1．用紫光照射某金屬恰能發(fā)生光電效應，現(xiàn)改用較弱的白光照射該金屬，則(　　) A．可能不發(fā)生光電效應 B．逸出光電子的時間明顯變長 C．逸出光電子的最大初動能不變 D．單位時間逸出光電子的數(shù)目變多 2．如圖所示為一真空光電管的應用電路，其陰極金屬材料的截止頻率為4.51014 Hz，則以下判斷正確的是(　　) A．發(fā)生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率 B．發(fā)生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度 C．用λ＝0.5 μm的光照射光電管時，電路中有光電流產(chǎn)生 D．光照射時間越長，電路中的光電流越大 3．在做光電效應的實驗時，某種金屬被光照射發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，由實驗圖可求出(　　) A．該金屬的截止頻率和截止波長 B．普朗克常量 C．該金屬的逸出功 D．單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù) 4．硅光電池是利用光電效應原理制成的，下列表述正確的是(　　) A．硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置 B．硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出 C．逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率無關(guān) D．任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應 5．康普頓效應證實了光子不僅遵守能量守恒，也遵守動量守恒。如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運動方向，則碰后光子可能沿方向________運動，并且波長________(選填“不變”“變短”或“變長”)。 6．“神光Ⅱ”裝置是我國規(guī)模最大、國際上為數(shù)不多的大功率固體激光系統(tǒng)，利用它可獲得能量為2 400 J、波長λ為0.35 μm的一束紫外激光，已知普朗克常量h＝6.6310－34 Js，求該束紫外激光所含的光子個數(shù)。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 7．如圖，當開關(guān)S斷開時，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時，電流表讀數(shù)為零，求： (1)此時光電子的最大初動能的大?。? (2)該陰極材料的逸出功。 參考答案 1. 答案：C　解析：由于白光內(nèi)含紫光，所以照射金屬時發(fā)生光電效應且逸出光電子的最大初動能不變；又因為光強變?nèi)?，所以單位時間逸出光電子的數(shù)目變少，故C選項正確。 2. 答案：BC　解析：在光電管中若發(fā)生了光電效應，單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)。據(jù)此可判斷選項A、D錯誤。波長λ＝0.5 μm的光子的頻率＝61014 Hz＞4.51014 Hz，可發(fā)生光電效應。所以，選項B、C正確。 3. 答案：ABC　解析：依據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0可知，當Ek＝0時，ν＝νc，即圖象中橫坐標的截距在數(shù)值上等于金屬的截止頻率。圖線的斜率。可見圖線的斜率在數(shù)值上等于普朗克常量。據(jù)圖象，假設(shè)圖線的延長線與Ek軸的交點為C，其截距為W0，有，而tan θ＝h，所以W0＝hνc。即圖象中縱坐標軸的截距在數(shù)值上等于金屬的逸出功。 4. 答案：A　解析：由光電效應實驗規(guī)律可知B、C、D選項都不符合光電效應規(guī)律，A選項正確。 5. 答案：1　變長 解析：因光子與電子的碰撞過程動量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動量的方向與光子碰前動量的方向一致，可見碰后光子運動的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由ε＝hν知，頻率變小，再根據(jù)c＝λν知，波長變長。 6. 答案：41021 解析：每個光子的能量，故所含的光子數(shù)為個≈41021個。 7. 答案：(1)0.6 eV　(2)1.9 eV 解析：設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ek，陰極材料逸出功為W0，當反向電壓達到U＝0.60 V以后，具有最大初動能的光電子也達不到陽極，因此eU＝Ek，由光電效應方程得Ek＝hν－W0 由以上兩式解得Ek＝0.6 eV，W0＝1.9 eV 所以此時最大初動能為0.6 eV，該材料的逸出功為1.9 eV。