2019-2020学年人教新课标选修3-5 17.2光的粒子性 达标作业（解析版)

17.2光的粒子性达标作业（解析版)
1．当光照射在某种金属表面时，金属表面有电子逸出。如果该入射光的强度减弱，则（　　）
A．可能不再有电子逸出金属表面
B．单位时间内逸出金属表面的电子数减少
C．逸出金属表面的电子的最大初动能减小
D．从光入射到光电子逸出的时间间隔延长
2．在研究光电效应的实验中，从甲、乙两种金属中飞出光电子的最大初动能与入射光频率v的关系如图所示，则下列说法正确的是
A．两条图线与横轴的夹角和一定不相等
B．若增大入射光频率v，则遏止电压随之增大
C．某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定能使乙金属发生光电效应
D．若不改变入射光频率v，增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将增大
3．如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是（ ）
A．验电器带正电，锌板带负电
B．验电器带负电，锌板也带负电
C．若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转
D．若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转
4．某种单色光的频率为，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为，则这种金属的逸出功和极限频率分别是（ ）
A． ，
B． ，
C． ，
D． ，
5．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5:4，则这两束光的光子能量和波长之比分别为（　　）
A．4:5　4:5 B．5:4　4:5 C．5:4　5:4 D．4:5　5:4
6．在光电效应实验中，分别用频率为va、vb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
A．若va＞vb，则一定有Ua＜Ub
B．若va＞vb，则一定有Eka＜Eka
C．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Eka
D．若va＞vb，则一定有
7．某金属发生光电效应，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν之间的关系如图所示．已知h为普朗克常量，e为电子电荷量的绝对值，结合图象所给信息，下列说法正确的是（　　）
A．入射光的频率小于也可能发生光电效应现象
B．该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大
C．若用频率是的光照射该金属，则遏止电压为
D．遏止电压与入射光的频率无关
8．美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的遏止电压Uc与入射光频率v的关系，描绘出图乙中的图像，由此算出普朗克常量h.电子电荷量用e表示，下列说法正确的是（ ）
A．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P应向M端移动
B．由Uc-v图像可知，这种金属的截止频率为ve
C．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大
D．由Uc-v图像可求普朗克常量表达式为
9．同一阴极材料，分别受到a、b、c三个光源照射，测得的光电流与电压的关系如图所示。下列说法正确的是
A．三个光源的频率fc>fb>fa
B．三个光源的光子能量Eb>Ea=Ec
C．三个光源的光通过同一双缝干涉装置得到的干涉条纹间距xa>xb>xc
D．三个光源打出的光电子的最大初动能
10．如图所示，在平静水面下的一个点光源S分别发出单色光a、b，照在水面上形成光斑；其中a单色光照射形成的光斑比b单色光照射形成的光斑大。则下列说法正确的是
A．水对a光的临界角比b光的小
B．a光光子的能量比b光的大
C．a光光子的动量比b光的小
D．a光照射某金属能逸出光电子，则b光照射该金属也一定能逸出光电子
11．分别用λ和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。求此金属板的逸出功和极限频率；
12．美国物理学家密立根以精湛的技术测量光电效应中的几个重要物理量。其中之一是通过测量金属的遏止电压UC与入射光频率v，由此计算普朗克常量h。他由此计算结果与普朗克根据黑体辐射得到的h相比较，以检验爱因斯坦方程式的正确性。实验结果是，在0.5%的误差范围内两者是一致的．如图是某实验小组在实验中得到的某金属的遏止电压UC与入射光频率v的关系图象。已知图线的斜率为k，且当入射光频率为v0时遏止电压恰好为零。
(1)该实验小组认为这种金属的截止频率是v0，你是否同意这种看法？请证明你的观点
(2)求普朗克常量h
13．图示是某金属发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν 的关系图象，可知该金属的逸出功为 ．若入射光的频率为2ν0，则产生的光电子最大初动能为 ．已知普朗克常量为h．
14．如图所示为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的多个光子中波长最小的光子能量为_____，若用此光照射到某金属的光电管上并恰好发生了光电效应，需要加在该光电管上的反向遏止电压为，则该金属的逸出功为______。
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
A、入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应。故A错误。
B、单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与光强成正相关，光强减少，粒子数减少，光电流减弱。故B正确。
C、根据光电效应方程知，EK＝hv﹣W0知，入射光的频率不变，则最大初动能不变，C错误。
D、光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，而发射出光电子的时间间隔，是瞬时的。故D错误。
2．B
【解析】
【详解】
A．由光电效应方程：
可知图象斜率都为h，故A错误；
B．遏止电压：
增大导致增大，则增大，故B正确；
C．由图象可知乙的逸出功大，能使乙发生光电效应的光一定能使甲发生，反之未必，故C错误；
D．最大初动能与光的强度无关，故D错误。
故选B．
【点睛】
解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道光电子的最大初动能与入射光的强度无关，与入射光的频率有关；掌握光电效应方程以及最大初动能与遏止电压的关系．
3．D
【解析】
【详解】
AB.锌板在紫外线的照射下发生光电效应，射出带负电的光电子，这样锌板本身带的正电荷就会多于负电荷，所以锌板带正电；验电器通过导线和锌板连在一起，所以验电器自然也就带上了正电荷，故选项A、B错误；
CD.光电效应发生的条件是照射光的频率大于金属板的极限频率，照射光的频率越高，金属板越容易发生光电效应，红光的频率低于紫外线的频率，所以改用红光照射锌板时，不一定发生光电效应，验电器的指针不一定会偏转；若改用同等强度频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转，故选项D正确，C错误。
4．A
【解析】
【分析】
根据光电效应方程，结合光电子的最大初动能，即可求解逸出功．
【详解】
根据光电效应方程：
得这种金属的逸出功：
且：
因此极限频率：
故A正确，BCD错误。
故选A．
【点睛】
解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道逸出功．
5．D
【解析】
【详解】
两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5：4，根据E=NE0，因为E相同，可得光子能量之比为4：5；再根据E0=hv=hc/λ，光子能量与波长成反比，故光子波长之比为5：4；故选D．
【点睛】
此题中要抓住两束色光的能量相同的条件，根据E=NE0判断光子的能量之比；根据E0=hv=hc/λ判断光子的波长之比．
6．C
【解析】
【分析】
分析光电效应方程，结合入射光频率的大小得出光电子最大初动能，结合最大初动能和遏止电压的关系比较遏止电压。
【详解】
AB．由爱因斯坦光电效应方程可知，若W0相同，va＞vb，则Eka＞Ekb，遏止电压用于反映最大初动能的大小；Ue=Ek，则Ua＞Ub，故A错误，B错误；
C．若Ua＜Ub，则Eka＜Ekb，故C正确；
D．W0=hv－Ek，由于金属的逸出功由金属材料本身决定，故D错误。
【点睛】
本题考查光电效应的基本知识，较为简单。
7．C
【解析】
【详解】
由图像可知金属的极限频率为ν0，入射光的频率必须要大于ν0才能发生光电效应现象，选项A错误；金属的逸出功与入射光的频率无关，选项B错误；若用频率是2ν0的光照射该金属，则光电子的最大初动能为，则遏止电压为，选项C正确；遏止电压与入射光的频率有关，入射光的频率越大，则最大初动能越大，遏制电压越大，选项D错误．
8．BD
【解析】
【详解】
A. 入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片Р向N端移动，A错误；
BD. 当遏止电压为零时，v=vc，根据Ekm=hv－W0=eUc，解得，则，BD正确.
C. 根据光电效应方程Ekm=hv－W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，C错误；
9．BD
【解析】
【详解】
A．根据遏止电压和光频率的关系式：
可知，三个光源的频率大小关系为：，故A错误；
B．根据光子能量：
可知，三个光源的光子能量大小关系为：，故B正确；
C．三个光源的频率大小关系为：，则波长关系为：，根据双缝干涉的干涉条纹间距公式：
可知，干涉条纹间距的大小关系为：，故C错误；
D．同一阴极材料逸出功相等，根据光电效应方程：
可知三个光源打出的光电子的最大初动能，故D正确。
故选BD．
10．CD
【解析】
【详解】
AB．单色光照射形成的光斑比单色光照射形成的光斑大，说明光的全反射临界角大，根据可知：
因此有：
，
根据光子能量可知光光子的能量比光的小，故A、B错误；
C．根据德布罗意波波长公式可知，光光子的动量比光的小，故C正确，
D．根据光电效应方程可知，频率小的光照射某金属能发生光电效应，则光照射该金属也一定能逸出光电子，故D正确；
故选CD。
11．；
【解析】
【分析】
根据光速、频率、波长之间的关系可知光子的能量为 ，然后根据爱因斯坦光电效应方程，即可求解。
【详解】
设此金属的逸出功为W，根据光电效应方程得如下两式：
当用波长为入的光照射时：
①
当用波长为3/4的光照射时：
又
③
解①②③组成的方程组得：
，
极限频率
【点睛】
本题比较简单，但是涉及物理量比较多，在应用公式的同时要理清物理量之间的关系。
12．(1)同意(2)
【解析】
【详解】
(1) 根据光电效应方程得

又
当入射光频率为v0时遏止电压恰好为零，所以这种金属的截止频率是v0
(2)由
可得：
图像的斜率为k，即
所以
。
13．，
【解析】
试题分析：根据光电效应方程Ekm=hv﹣W0和eUC=EKm得出遏止电压Uc与入射光频率v的关系式，从而进行判断．
解：当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0=hv0．
从图象上可知，逸出功W0=hv0．根据光电效应方程，Ekm=hv﹣W0=hv0．若入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0，
故答案为hν0，hν0．
【点评】解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道遏止电压与最大初动能之间的关系，注意遏止电压与入射光的频率成线性关系，并不是正比，并理解图象的纵、横坐标的含义．
14．12.09 3.18
【解析】
【详解】
大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时，有3能级到2能级，3能级到1能级，2能级到1能级三种能级跃迁形式，其中波长最小的光子能量最大，即为；反向遏止电压与最大初动能的关系为，由光电效应方程：，则．