《高中物理 第2章 波和粒子 2_2 涅槃鳳凰再飛翔學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第2章 波和粒子 2_2 涅槃鳳凰再飛翔學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 滬科版選修3-5（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

2.2 涅槃鳳凰再飛翔 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek，下列說法正確的是(　　) A.對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān) B.對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的波長(zhǎng)成反比 C.對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的時(shí)間成正比 D.對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 E.對(duì)于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系 【解析】　Ek＝hν－W＝h－W，同種金屬逸出功相同，最大初動(dòng)能與照射光強(qiáng)度無關(guān)，與照射光的波長(zhǎng)有關(guān)但不是反比例函數(shù)關(guān)系，最大初動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系，不同種金屬，保持入射光頻率不變，最大初動(dòng)能Ek與逸出功成線性關(guān)系. 【答案】　ADE 2.頻率為ν的光子，具有的能量為hν，動(dòng)量為，將這個(gè)光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，光子將偏離原運(yùn)動(dòng)方向，這種現(xiàn)象稱為光子的散射，下列關(guān)于光子散射的說法正確的是(　　) A.光子改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向，且傳播速度變小 B.光子改變?cè)瓉淼膫鞑シ较?，但傳播速度不? C.光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大 D.由于受到電子碰撞，散射后的光子波長(zhǎng)大于入射光子的波長(zhǎng) E.由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率小于入射光子的頻率 【解析】　碰撞后光子改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向，但傳播速度不變，A錯(cuò)誤，B正確；光子由于在與電子碰撞中損失能量，因而頻率減小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，C錯(cuò)誤，D、E正確. 【答案】　BDE 3.如圖226所示是某金屬在光的照射下，光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，由圖象可知(　　) 圖226 A.該金屬的逸出功等于E B.該金屬的逸出功等于hν0 C.入射光的頻率為ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E D.入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E E.入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E 【解析】　題中圖象反映了光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，知當(dāng)入射光的頻率恰為金屬的截止頻率ν0時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝0，此時(shí)有hν0＝W0，即該金屬的逸出功等于hν0，根據(jù)圖線的物理意義，有W0＝E，故選項(xiàng)A、B、D正確，而選項(xiàng)C、E錯(cuò)誤. 【答案】　ABD 4.美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)λ0相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于λ0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng).關(guān)于康普頓效應(yīng)，以下說法正確的是 (　　) A.康普頓效應(yīng)說明光子具有動(dòng)量 B.康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性 C.康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性 D.當(dāng)光子與晶體中的電子碰撞后，其能量增加 E.當(dāng)光子與晶體中的電子碰撞后，其能量減少 【解析】　康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，B項(xiàng)錯(cuò)誤，A、C項(xiàng)正確；光子與晶體中的電子碰撞時(shí)滿足動(dòng)量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量轉(zhuǎn)移給電子，光子的能量會(huì)減少，D項(xiàng)錯(cuò)誤，E項(xiàng)正確. 【答案】　ACE 5.實(shí)驗(yàn)得到金屬鈣的光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖227所示.下表中列出了幾種金屬的截止頻率和逸出功，參照下表可以確定的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67080017】 圖227 金屬 鎢 鈣 鈉 截止頻率ν0/1014 Hz 10.95 7.73 5.53 逸出功W/eV 4.54 3.20 2.29 A.如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn)得到的Ekmν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大 B.如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekmν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大 C.如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekmν圖線也是一條直線，設(shè)其延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，則Ek2W， Ekc＝Ek. 【答案】　能　Ek 7.A、B兩種光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EkA、EkB.求該金屬的逸出功. 【解析】　由光電效應(yīng)方程可得：EkA＝EA－W，EkB＝EB－W， 又EA∶EB＝2∶1，可解得該金屬的逸出功W＝EkA－2EkB. 【答案】　EkA－2EkB [能力提升] 8.如圖228所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路，電源的兩個(gè)電極分別與接線柱c、d連接，用一定頻率的單色光a照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而且另一頻率的單色光b照射該光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn).下列說法正確的是(　　) 圖228 A.a光的頻率一定大于b光的頻率 B.電源正極可能與c接線柱連接 C.用b光照射光電管時(shí)，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng) D.若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由e→G→f E.若增加a光的強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加，逸出的光電子最大初動(dòng)能變大 【解析】　用單色光a照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用單色光b照射時(shí)，電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn)，說明單色光a的頻率一定大于單色光b的頻率，A對(duì).單色光a照射時(shí)一定發(fā)生光電效應(yīng)，單色光b照射時(shí)可能發(fā)生光電效應(yīng)，但由于加反向電壓，光電流為零，也可能沒有發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤，B對(duì).若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電流方向一定是與電子定向運(yùn)動(dòng)的方向相反，由e→G→f，D對(duì).若增加a光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加，但光電子最大初動(dòng)能不變，E錯(cuò)誤. 【答案】　ABD 9.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用同一實(shí)驗(yàn)裝置，如圖229(a)所示，在甲、乙、丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖(b)所示.則正確的是(　　) 圖229 A.乙光的頻率大于甲光的頻率 B.甲光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng) C.丙光的光子能量小于甲光的光子能量 D.乙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能 E.乙、丙兩種光對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能相等 【解析】　由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及遏止電壓的含義可知，hν－W0＝eUc，結(jié)合題意與圖象可以判斷，W0相同，U1>U2，則三種色光的頻率為ν乙＝ν丙>ν甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C錯(cuò)誤，同時(shí)判斷乙光對(duì)應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能等于丙光對(duì)應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能，A、E正確，D錯(cuò)誤，由ν＝知，λ乙＝λ丙＜λ甲，B正確. 【答案】　ABE 10.小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖2210甲所示.已知普朗克常量h＝6.6310－34 Js. 圖2210 (1)圖甲中電極A為光電管的________(填“陰極”或“陽極”)； (2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J； (3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.001014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝________J. 【解析】　(1)在光電效應(yīng)中，電子向A極運(yùn)動(dòng)，故電極A為光電管的陽極. (2)由題圖可知，銣的截止頻率νc為5.151014 Hz，逸出功W0＝hνc＝6.6310－345.151014 J≈3.4110－19 J. (3)當(dāng)入射光的頻率為ν＝7.001014Hz時(shí)，由Ek＝hν－h(huán)νc得，光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝6.6310－34(7.00－5.15)1014 J≈1.2310－19 J. 【答案】　(1)陽極　(2)5.151014[(5.12～5.18)1014均視為正確]　3.4110－19[(3.39～3.43)10－19均視為正確]　(3)1.2310－19[(1.21～1.25)10－19均視為正確 11.紫光在真空中的波長(zhǎng)為4.510－7m，問： (1)紫光光子的能量是多少？ (2)用它照射極限頻率為ν0＝4.621014 Hz的金屬鉀時(shí)能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？ (3)若能產(chǎn)生，則光電子的最大初動(dòng)能為多少？(h＝6.6310－34 Js) 【解析】　(1)紫光光子的能量 E＝hν＝h＝4.4210－19 J. (2)紫光頻率 ν＝＝6.671014 Hz， 因?yàn)棣?ν0，所以能產(chǎn)生光電效應(yīng). (3)光電子的最大初動(dòng)能為 Ekm＝hν－W＝h(ν－ν0) ＝1.3610－19 J. 【答案】　(1)4.4210－19 J　(2)能 (3)1.3610－19 J 12.光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)與電信號(hào)之間相互轉(zhuǎn)換的裝置，其廣泛應(yīng)用于光功率測(cè)量、光信號(hào)記錄、電影、電視和自動(dòng)控制等諸多方面.如圖2211所示，C為光電管，B極由金屬鈉制成(鈉的極限波長(zhǎng)為5.010－7 m).現(xiàn)用波長(zhǎng)為4.810－7 m的某單色光照射B極. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67080018】 圖2211 (1)電阻R上電流的方向是向左還是向右？ (2)求出從B極發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能； (3)若給予光電管足夠大的正向電壓時(shí)，電路中光電流為10 μA，則每秒射到光電管B極的光子數(shù)至少為多少個(gè)？ 【解析】　(1)B極板上逸出光電子，相當(dāng)于電源的正極，A為負(fù)極，故流過R的電流向左. (2)Ekm＝h－h(huán) ＝6.6310－343108－ J ＝1.6610－20 J. (3)每秒電路中流過的電子電荷量 q＝It＝1010－61 C＝110－5 C n＝＝個(gè)＝6.251013個(gè). 【答案】　(1)向左　(2)1.6610－20 J (3)6.251013個(gè)