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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(xùn)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(yīng)，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(yīng) B．逸出光電子的時(shí)間明顯變長 C．逸出光電子的最大初動(dòng)能不變 D．單位時(shí)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(yīng)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(yīng)時(shí)，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(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度 C．用λ＝0.5 μm的光照射光電管時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生 D．光照射時(shí)間越長，電路中的光電流越大 3．在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某種金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示，由實(shí)驗(yàn)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(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù) 4．硅光電池是利用光電效應(yīng)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(dòng)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(yīng) 5．康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅遵守能量守恒，也遵守動(dòng)量守恒。如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子可能沿方向________運(yùn)動(dòng)，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(gè)數(shù)。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字) 7．如圖，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，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(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，求： (1)此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大小； (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(shí)發(fā)生光電效應(yīng)且逸出光電子的最大初動(dòng)能不變；又因?yàn)楣鈴?qiáng)變?nèi)?，所以單位時(shí)間逸出光電子的數(shù)目變少，故C選項(xiàng)正確。 2. 答案：BC　解析：在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)。據(jù)此可判斷選項(xiàng)A、D錯(cuò)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(yīng)。所以，選項(xiàng)B、C正確。 3. 答案：ABC　解析：依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，當(dāng)Ek＝0時(shí)，ν＝νc，即圖象中橫坐標(biāo)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(diǎn)為C，其截距為W0，有，而tan θ＝h，所以W0＝hνc。即圖象中縱坐標(biāo)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(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律可知B、C、D選項(xiàng)都不符合光電效應(yīng)規(guī)律，A選項(xiàng)正確。 5. 答案：1　變長 解析：因光子與電子的碰撞過程動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前動(dòng)量的方向一致，可見碰后光子運(yùn)動(dòng)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(gè)光子的能量，故所含的光子數(shù)為個(gè)≈41021個(gè)。 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(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ek，陰極材料逸出功為W0，當(dāng)反向電壓達(dá)到U＝0.60 V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子也達(dá)不到陽極，因此eU＝Ek，由光電效應(yīng)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(shí)最大初動(dòng)能為0.6 eV，該材料的逸出功為1.9 eV。