2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第二章+第二节光子+Word版含答案

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：AC
2．(多选)对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是(　　)
A．入射光的强度大于某一极限强度
B．入射光的波长小于某一极限波长
C．入射光照射时间大于某一极限时间
D．入射光的频率不低于某一极限频率
解析：金属产生光电效应必须满足的条件是入射光的频率大于该金属的极限频率或入射光的波长小于该金属的极限波长，入射光的强度只影响光电流的大小，故B、D正确、A、C错误．
答案：BD
3．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
eV
C．5.0
eV
D．6.5
eV
解析：由光电效应方程Ekm＝hν－W0，得W0＝hν－Ekm＝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：B
4．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm.改用频率2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)(　　)
A．Ekm－hν
B．Ekm
C．Ekm＋hν
D．Ekm＋2hν
解析：设电子逸出功为W0，则由光电效应方程可得：hν＝Ekm＋W0
2hν＝E′km＋W0，两式联立解得：E′km＝Ekm＋hν，选项C对．
答案：C
5．(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＝
B．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Ekm＝hν－W0知，B、C错误，D正确．若Ekm＝0，得极限频率ν0＝，故A正确．
答案：AD
6．根据爱因斯坦光子说，光子能量ε等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)(　　)
A．h
B．h
C．hλ
D.
解析：由爱因斯坦光子说知，光子的能量E＝hν，而c＝νλ.故E＝h，A项正确．
答案：A
B级　提能力
7．(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，Ekm＝hν－W0＝eUc，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Ekm＝eUc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：ABC
8．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的极性和电动势在图中标出．钨的逸出功为4.5
eV.现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量在图上标出)．那么，下列图中有光电子到达金属网的是(　　)
A．①②③
B．②③
C．③④
D．①②
解析：①入射光的光子能量小于逸出功，则不能发生光电效应．故①错误．②入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应；电场对光电子加速，故有光电子到达金属网．故②正确．③入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.5
eV，因为所加的电压为反向电压，反向电压为2
V，知光电子能到达金属网．故③正确．④入射光的光子能量大于逸出功，能发生光电效应，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0＝3.5
eV，所加的反向电压为4
V，根据动能定理知，光电子不能够到达金属网．故④错误．
答案：B
9．(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的光照射到光电管上时，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
eV
B．电键K断开后，没有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为0.7
eV
D．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W0＝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对．故选A、C、D.
答案：ACD
10．在光电效应实验中，某金属的极限频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______．若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为__________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
解析：金属的逸出功W0＝hν0＝h.根据光电效应方程知：Ekm＝h－h，又Ekm＝eU0，则遏止电压U0＝－.
答案：h　－