2018版物理新课堂同步选修3-5（实用课件+精致讲义+学业测评）沪教版：第2章 波和粒子 (11份打包)

学业分层测评(六) (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是( ) A．对于同种金属，Ek与照射光的强度有关 B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比 C．对于同种金属，Ek与照射光的时间成正比 D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系 【解析】Ek＝hν－W＝h－W，同种金属逸出功相同，最大初动能与照射光强度无关，与照射光的波长有关但不是反比例函数关系，最大初动能与入射光的频率成线性关系，不同种金属，保持入射光频率不变，最大初动能Ek与逸出功成线性关系． 【答案】D 2．频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是( ) A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小 B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大 C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长 D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率大于入射光子的频率 【解析】碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，B、D错误，C正确． 【答案】C 3．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列说法正确的是( ) 【导学号：06092065】 A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应 【解析】硅光电池是把光能转化为电能的一种装置，选项A正确．硅光电池中吸收了光子能量大于逸出功的电子才能逸出，选项B错误．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C错误．当照射到硅光电池上的光的频率大于极限频率时，才能产生光电效应，选项D错误． 【答案】A 4．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是 ( ) A．康普顿效应说明光子具有动量 B．康普顿效应现象说明光具有波动性 C．康普顿效应现象说明光具有粒子性 D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加 【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D项错误． 【答案】AC 5．(多选)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2­2­6所示．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是( ) 【导学号：06092017】 图2­2­6 金属 钨 钙 钠 截止频率ν0/1014 Hz 10.95 7.73 5.53 逸出功W/eV 4.54 3.20 2.29 A.如用金属钨做实验得到的Ekm­ν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Ekm­ν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Ekm­ν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Ek2<Ek1 D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，不可能有光电子逸出 【解析】由光电效应方程Ekm＝hν－W可知Ekm­ν图线是直线，且斜率相同，A、B错误；由表中列出的截止频率和逸出功数据可知，C正确，当入射光的频率小于金属钨的截止频率时，不发生光电效应，不可能有光电子逸出，D正确． 【答案】CD 6．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Ek，若改用b光束照射该金属板，飞出的光电子最大动能为Ek，当改用c光束照射该金属板时________(填“能”或“不能”)发生光电效应，若能发生光电效应，飞出的光电子的最大初动能为________． 【解析】对a、b、c三束光由光电效应方程可得： Ek，－W＝－W＝Ek， 由以上两式可解得：Ek，Ek，W＝＝ 当用c光束照射该金属板时－W＝Ekc λc＝3λa，可解得：Ek>W，＝ Ekc＝Ek. 【答案】能Ek 7．A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EkA、EkB.求该金属的逸出功． 【解析】由光电效应方程可得：EkA＝EA－W，EkB＝EB－W，又EA∶EB＝2∶1，可解得该金属的逸出功W＝EkA－2EkB. 【答案