2.2 光子（备作业）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-5）

2.2 光子 （解析版） 1．关于光子和光电子，以下说法正确的是(　　) A．光子就是光电子 B．光电子是金属中电子吸收光子后飞离金属表面产生的 C．真空中光子和光电子速度都是c D．光子和光电子都带负电 【答案】B 【解析】解析：光子是能量子，不带电，光电子是金属中电子吸收光子后飞出金属表面产生的，带负电． 对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(　　) A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C.吸收的能量可以是连续的 D.辐射和吸收的能量是量子化的 【答案】ABD 【解析】带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε为单位一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，故选项A、B、D正确，C错误. 3．已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为(　　) A．heq \f(c,λ)　　　　　　　 B.eq \f(h,λ) C.eq \f(c,hλ) D．以上均不正确 【答案】A 【解析】解析：由光子假说可知ε＝hν，而ν＝eq \f(c,λ)， 两式联立得ε＝heq \f(c,λ)，故选项A对． 4.在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb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νa＞νb，则一定有Ua＜Ub B.若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb C.若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb D.若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb 【答案】BC 【解析】由爱因斯坦光电效应方程得，Ek＝hν－W0，由动能定理得，Ek＝eU，若用a、b单色光照射同种金属时，逸出功W0相同.当νa＞νb时，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故选项A错误，B正确；若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb，故选项C正确；因逸出功相同，有W0＝ hνa－ Eka＝ hνb－ Ekb，故选项D错误. 5．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 【答案】B 【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. 6．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．2Ekm C．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν 【答案】C 【解析】设电子逸出功为W，则由光电效应方程可得：hν＝Ekm＋W,2hν＝E ′km＋W，两式联立解得：Ekm′＝Ekm＋hν，选项C对． 7.　如图，直线为光电子最大初动能与入射光频率的关系，已知直线的纵、横截距分别为－a、b，电子电荷量为e，下列说法正确的是(　　) A.普朗克常量h＝eq \f(b,a) B.金属的极限频率ν0＝b C.金属的逸出功W0＝a D.若入射光频率为2b，则光电子的初动能一定为a 【答案】BC 【解析】 根据光电效应方程Ek＝hν－W0＝hν－hν0知光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν成线性关系，Ek－ν图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量h＝eq \f(a,b)，逸出功W0＝a.横截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的极限频率b，故B、C正确，A错误；据光电效应方程可知，入射光频率为2b时，最大初动能为：h·2b－a＝a，但是光电子的初动能不一定为a，故D错误. 8．对光电效应的解释正确的是(　　) ①金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光电子，它积累的动能足够大时，就能逸出金属 ②如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服表面的引力要做的最小功，光电子便不能逸出来，即光电效应便不能发生了 ③发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，发射的光电子的最大初动能就越大 ④由于不同的金属逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同 A．①④ B．①②④ C．②④ D．②③④ 【答案】C 【解析】实验证明，不论入射光的强度多大，只要入射光的频率小于金属的极限频率，就不会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光频率和金属材料有关，材料不同，逸出功不同，由爱因斯坦光电效应方程eq \f(1,2)mvm2＝hν－W可知，光电子的最大初动能也就不同． 当vm＝0