1、优质文档优质文档(时间：90 分钟，满分：100 分)一、单项选择题(本题共 6小题，每小题 4分，共 24分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1对爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0，下面的理解正确的是( )A只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能 EkB式中的 W0表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C逸出功 W0和极限频率 0之间应满足关系式 W0 h 0D光电子的最大初动能和入射光的频率成正比解析：选 C.爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0中的 W0表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功
2、，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值，对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的，其他光电子的初动能都小于这个值，故 A、B 错误若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是 0，因此有 W0 h 0，C 对由 Ek h W0可知 Ek和 之间是一次函数关系，但不是成正比关系，D 错误2频率为 的单色光照射在某种金属表面产生光电效应，由金属表面逸出的光电子垂直射入匀强磁场做圆周运动时，其最大半径为 r.若要使最大半径 r增大，可采取( )A用频率大于 的单色光照射B用频率小于 的单色光照射C仍用频率为 的单色光照射，但延长照射时间D仍用频率为
3、的单色光照射，但增大光的强度解析：选 A.只有增大频率，才能增加电子的初动能，即增大光电子的速度，由 r 知，mvBq速度增大时，半径增大图 213在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能 Ek与入射光的频率 的关系如图 21 所示，由实验图象不可求出( )A该金属的逸出功B该金属的极限频率C单位时间内逸出的光电子数D普朗克常量解析：选 C.根据爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0，任何一种金属的逸出功 W0一定，说明 Ek随 的变化而变化，且是线性关系(与 y ax b类似)，直线的斜率等于普朗克常量，D项正确直线与纵轴的截距 OC表示 0 时的光电子逸
4、出克服金属引力所做的功，即为该金属的逸出功，A 项正确直线与横轴的截距 OA表示 Ek0 时的频率 0，即为金属的极限频率，B 项正确4分别用波长为 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34比为 12，以 h表示普朗克常量， c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( )A. B.hc2 2hc3C. D.3hc4 4hc5优质文档优质文档解析：选 B.设此金属板的逸出功为 W，根据光电效应方程得如下两式：当用波长为 的光照射时： Ek1 W0，当用波长为 的光照射时： Ek2 W0，又 ，hc 34 4hc3 Ek1Ek2 12解由组成的方程组得 W0 .故正确答案为 B.
5、2hc35紫外线光子的动量为 ，一个静止的 O3吸收了一个紫外线光子后( )hcA仍然静止B沿着光子原来运动的方向运动C沿光子运动相反方向运动D可能向任何方向运动解析：选 B.由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的 O3分子与光子原来运动方向相同，故正确选项为 B.6一个能量为 ，动量为 p的微观粒子，所对应的物质波的速度为( )A. B.2p pC. D.2p p解析：选 B.由 p ， h 得 ， ，由波速公式 v 得 v ，B 正h hp h p确二、双项选择题(本题共 6小题，每小题 6分，共 36分在每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，全部选对的得 6分，只选一个且正确的得 3分
6、，不选或有选错的得 0分)7关于光电效应，下列说法中正确的是( )A光电流随入射光频率的增大而增大B光电子的最大初动能越大，光电流就越小C光子本身所具有的能量取决于光子本身的频率D用频率是 1的绿光照射某金属发生了光电效应，则改用频率是 2的红光照射该金属可能发生光电效应解析：选 CD.A中认为光的频率高，光子能量大，光就强，产生的光电流也强，故 A错；B中认为光电子的初动能大，电子运动得快，光电流就强，B 错；D 中改用红光照射时，虽然 变小了，但仍可能高于金属的极限频率而发生光电效应，故 D项正确；光电流的强度与入射光的强度成正比，而入射光的强度是由单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子
7、数和光的频率共同决定的，能否产生光电效应，通过比较入射光的频率和极限频率而确定，故 C项正确8用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的太阳光照射某金属，则( )A可能不发生光电效应B逸出光电子的时间明显变长C逸出光电子的最大初动能不变D单位时间逸出光电子的数目变小解析：选 CD.由于太阳光含有紫光，所以照射金属时发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变，又因为光强变弱，所以单位时间逸出光电子的数目变小9已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 0，则( )A当用频率为 2 0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为 2 0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 h 0
8、C当照射光的频率 0时，若 增大，则逸出功增大D当照射光的频率 0时，若 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：选 AB.入射光的频率大于金属的极限频率，照射该金属时一定能发生光电效应，A正确；金属的逸出功为 W0 h 0，又根据爱因斯坦光电效应方程 Ek h W0，当入射光的频率为 2 0时，其光电子的最大初动能为 Ek2 h 0 h 0 h 0，B 正确；当入射光的频优质文档优质文档率由 2 0增大一倍变为 4 0时，其光电子的最大初动能为 Ek4 h 0 h 03 h 0，显然不是随着增大一倍，D 错误；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的体现，与入射光的频率无关，C 错
9、误10用波长为 1和 2的单色光 A和 B分别照射两种金属 C和 D的表面单色光 A照射两种金属时都能产生光电效应现象；单色光 B照射时，只能使金属 C产生光电效应现象，不能使金属 D产生光电效应现象设两种金属的逸出功分别为 WC和 WD，则下列选项正确的是( )A 1 2 B 1WD D WCWD解析：选 BD.由题意知， A光光子的能量大于 B光光子的能量，根据 E h h ，得c 1 2；又因为单色光 B只能使金属 C产生光电效应现象，不能使金属 D产生光电效应现象，所以 WCWD，故正确选项是 B、D.11下列对于光子的认识，正确的是( )A “光子说”中的光子就是牛顿在微粒说中所说的
10、“微粒”B “光子说”中的光子就是光电效应的光电子C在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子D光子的能量跟光的频率成正比解析：选 CD.根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子而牛顿的“微粒说”中的微粒指宏观世界的微小颗粒光电效应中，金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，成为光电子，故A、B 选项错误，C 选项正确由 E h 知，光子能量 E与其频率 成正比，故 D选项正确12下列关于微观粒子波粒二象性的认识，正确的是( )A因实物粒子具有波动性，故其轨迹是波浪线B由概率波的知识可知，因微观粒
11、子落在哪个位置不能确定，所以粒子没有确定的轨迹C由概率波的知识可知，因微观粒子落在哪个位置不能确定，再由不确定性关系知粒子动量将完全确定D大量光子表现出波动性，此时光子仍具有粒子性解析：选 BD.实物粒子的波动性指实物粒子是概率波，与经典的波不同，A 错误；微观粒子落点位置不能确定，与经典粒子有确定轨迹不同，B 正确；单缝衍射中，微观粒子通过狭缝，其位置的不确定量等于缝宽，其动量也有一定的不确定量，C 错误；波动性和粒子性是微观粒子的固有特性，无论何时二者都同时存在，D 正确三、计算题(本题共 4小题，共 40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数
12、值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8 分)某金属的逸出功为 W0，用波长为 的光照射金属的表面，当遏止电压取某个值时，光电流便被截止当光的波长改变为原波长的 后，已查明使电流截止的遏止电压必1n须增大到原值的 倍试计算原入射光的波长 .解析：光的波长为 时， eU0 W0，hc当光的波长为 后， eU 0 W0，n nhc联立得 .hc n 1 W0答案：hc n 1 W014(10 分)已知功率为 100 W的灯泡消耗的电能的 5%转化为所发出的可见光的能量，光速 3.010 8 m/s，普朗克常量 h6.6310 34 Js，假定所发出的可见光的波长都是c560 nm，计算灯
13、泡每秒内发出的光子数优质文档优质文档解析：灯泡每秒发出的可见光的能量 E Pt5%，光子能量 h ，光速 c ，因 E N ，故每秒发出的光子数N 个1.410 19个E Pt5%hc 5.610 710015%6.6310 343.0108答案：1.410 1915(10 分)在光电效应的实验中，金属板用极限频率为 06.0010 14 Hz的钠制成若用波长为 0.300 m 的紫外线照射金属板，问：(1)能否发生光电效应？(2)入射光子的能量是多少？(3)若入射光的功率为 1 mW，每秒射到金属板上的光子数是多少？解析：(1)入射光的频率 Hz1.0010 15 Hz，c 3.001080
14、.30010 6大于金属板的极限频率 06.0010 14 Hz，所以能发生光电效应(2)入射光子的能量E h 6.6310 34 1.001015 J6.6310 19 J.(3)每秒钟到达的光子数为N 1.510 15(个)PtE 1.010 316.6310 19答案：(1)能 (2)6.6310 19 J (3)1.510 15个16(12 分)波长为 0.17 m 的紫外线照射到金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为 B的匀强磁场中，做最大半径为 r的匀速圆周运动，已知 rB5.610 6 Tm，光电子质量 m9.110 31 kg，电荷量 e1.610 19 C，求：(1)每个光电子的动能；(2)金属筒的逸出功解析：光电子做匀速圆周运动时，在垂直磁场的平面内运动，它的动能即是最大动能(1)由 eBv 得 vmv2r eBrm所以 mv2 m( )212 12 eBrm eBr 22m代入数据得 mv24.4110 19 J.12(2)由爱因斯坦光电效应方程得W h mv2 h mv212 c 12代入数据得 W7.310 19 J.答案：(1)4.4110 19 J (2)7.310 19 J
