高中物理粤教版选修3-5自测题 第二章 第二节光子 Word版含解析

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．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
3．用波长为2.0×10－7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果保留两位有效数字)(　　)
A．5.5×1014 Hz B．7.9×1014 Hz
C．9.8×1014 Hz D．1.2×1015 Hz
解析：由光电效应方程hν＝Ekm＋W0可得W0＝hν－Ekm，而W0＝hν0，ν＝，以上各式联立解得ν0＝－＝7.9×1014 Hz，选项B正确．
答案：B
4．(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
5.实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示．下表中列出了几种金属的极限频率和逸出功，参照下表可以确定的是(　　)
金属 钨 钙 钠
极限频率ν0/×1014 Hz 10.95 7.73 5.53
逸出功W0/eV 4.54 3.20 2.29
A.如用金属钨做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
B．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大
C．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－Ek2)，则Ek2D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出
解析：由光电效应方程Ekm＝hν－W0可知Ekm-ν图线是直线，且斜率相同，A、B项错误；由表中所列的极限频率和逸出功数据可知C项正确，D项错误．
答案：C
B级　提能力
6．(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
7．(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的光照射光电管时，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正确．
答案：ACD
8．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3. 当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ekm，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为Ekm，当改用c光束照射该金属板时(　　)
A．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ekm
B．能发生光电效应，飞出的光电子最大动能为Ekm
C．三束单色光光子能量之比为1∶2∶3
D．三束单色光光子能量之比为3∶2∶1
解析：a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3，因为光子频率ν＝，知光子频率之比νa∶νb∶νc＝6∶3∶2，根据E＝hν可得三束单色光光子能量之比为6∶3∶2，故CD错误；设a光的频率为6ν，根据光电效应方程Ekm＝hν－W0得Ekm＝h·6ν－W0，Ekm＝h·3ν－W0. 联立两式解得W0＝hν，Ekm＝hν. c光束照射该金属板时，能发生光电效应．最大初动能E′km＝h·2ν－W0＝hν＝Ekm，故A错误、B正确．
答案：B