1、课时作业7光的粒子性时间：45分钟一、选择题(16为单选，79为多选)1光电效应中，从同一金属逸出的电子的动能的最大值(A)A只跟入射光的频率有关B只跟入射光的强度有关C跟入射光的频率和强度都有关D除跟入射光的频率和强度有关外，还和光照时间有关解析：根据光电效应的规律知，光电子的最大初动能Ek只取决于入射光的频率，故A正确2关于光电效应的规律，下列说法中正确的是(D)A只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生B光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比C发生光电效应的时间一般都大于107 sD发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数与入射光的强度成正比解析：由hh知，当入射光
2、波长大于极限波长时，不能发生光电效应，故A错由EkhW0知，最大初动能由入射光频率决定，与入射光的强度无关，故B错发生光电效应的时间一般不超过109 s，故C错3对于任何一种金属，能发生光电效应的条件是(D)A入射光的强度大于某一极限强度B入射光的波长大于某一极限波长C入射光照射时间大于某一极限时间D入射光的频率不低于某一极限频率4关于光电效应现象，下列说法正确的是(D)A只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象B在光电效应现象中，产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比C产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比D在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出
3、的光电子个数与入射光的强度成正比解析：当入射光频率不低于极限频率时才能发生光电效应，设此时波长为0，极限频率为c，则光速c0c，可知当入射光的波长大于极限波长0时，其频率将小于极限频率c，所以大于极限波长的光不能使金属发生光电效应，因此选项A错误由光电效应方程EkhW0可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但并不与入射光频率成正比，因此选项B错误由于光电子的最大初动能与入射光的强度无关，显然选项C错误若入射光强度增大到原来的n倍，则单位时间内入射光的能量就增大到原来的n倍在入射光频率一定时，单个光子的能量不变，则单位时间内入射的光子数将增大到原来的n倍，因此选项D正确52017年年
4、初，我国研制的“大连光源”极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm109 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h6.61034 Js，真空光速c3108 m/s)(B)A1021 JB1018 JC1015 JD1012 J解析：本题考查光子能量由题意知，电离一个分子的能量等于照射分子的光子能量，Ehh21018 J，故选项B正确6下表是按照密立根的方法进行
5、光电效应实验时得到的某金属的遏止电压Uc和入射光的频率的几组数据：Uc/V0.5410.6370.7140.8090.878/1014 Hz5.6445.8886.0986.3036.501由以上数据应用Excel描点连线，可得直线方程，如图所示：则这种金属的截止频率约为(B)A3.51014 HzB4.31014 HzC5.51014 HzD6.01014 Hz解析：遏止电压为零时，入射光的频率等于截止频率，根据方程Uc0.397 31.702 4可知，当Uc0时，解得4.31014 Hz，B正确7如图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.51014Hz，则以下判断中正确的
6、是(BC)A发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C用0.5 m的光照射光电管时，电路中有光电流产生D光照射时间越长，电路中的电流越大解析：在光电管中若发生了光电效应，单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关，光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关据此可判断A、D错误波长0.5 m的光子的频率 Hz61014 Hz4.51014 Hz，可发生光电效应，所以B、C正确8在光电效应实验中，两个实验小组分别在各自的实验室，约定用相同频率的单色光分别照射锌和银的表面，结果都能发生光电效应，如图甲所示，并记录相关数据
7、如图乙所示对于这两组实验，下列判断正确的是(BCD)A饱和光电流一定不同B因为材料不同逸出功不同，所以遏止电压Uc不同C光电子的最大初动能不同D因为光强不确定，所以单位时间内逸出的光电子数可能相同解析：虽然光的频率相同，但光强不确定，因此单位时间内逸出的光电子数可能相同，而饱和光电流不一定相同，故A错误，D正确；根据光电效应方程EkhW0和eUcEk可知，在频率相同、逸出功不同的情况下，遏止电压不相同，光电子的最大初动能也不同，故B，C正确9已知能使某金属产生光电效应的极限频率为c，则(AB)A当用频率为2c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B当用频率为2c的单色光照射该金属时，所产生的光
8、电子的最大初动能为hcC当入射光的频率大于c时，若增大，则逸出功增大D当入射光的频率大于c时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：因入射光的频率大于极限频率时会产生光电效应，所以A正确；因为金属的极限频率为c，所以逸出功W0hc，再由EkhW0得，Ek2hchchc，B正确；因为逸出功是光电子恰好逸出时需要做的功，对于同种金属是恒定的，故C错误；由EkhW0hhch(c)可得，当增大一倍时：2，故D错误二、非选择题10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须增大到原值的倍已知该金属的逸出功为W0，试计算
9、原入射光的波长.答案：解析：利用eUchW0，按题意可写出两个方程：eUchW0，以及eUchW0，两式相减得(1)eUch(n1)再将上述第一式代入，便有(1)h(n1)，式中W0是金属的逸出功11用功率P01 W的点光源照射离光源r3 m处的一块金属薄片，已知光源发出的是波长为589 nm的单色光，试计算：(1)1 s内打到金属薄片1 cm2面积上的光子数(2)若取该金属薄片原子半径r10.51010 m，则金属薄片表面上每个原子平均需隔多长时间才能接收到一个光子？答案：(1)2.611012个(2)4 878.0 s解析：(1)离光源r3 m处的金属板每1 s内单位面积上接收的光的能量为
10、E J8.8103 J5.51016 eV，所以1 s内传到金属板1 cm2面积上的光能E0ES5.51012 eV.又因为这种单色光一个光子的能量E0h J3.3751019 J，即E02.11 eV，所以1 s内打到金属板1 cm2面积上的光子数n2.611012个(2)金属板可以看成由金属原子密集排列组成的，每个金属原子的最大截面积为S1r3.14(0.51010)2 m27.851021 m2，则每个原子每秒内接收到的光子数为n1nS11042.6110127.851021104个2.05104个，每两个光子落在同一个原子上的时间间隔t s4 878.0 s，说明光电效应中光子与原子之间的作用是一对一的12在绿色植物光合作用下，每放出1 mol的O2，植物储存451.5 kJ能量，绿色植物能量转化效率(即植物储存的能量与植物吸收光的能量之比)约为50%，求绿色植物每放出1个氧分子要吸收多少个波长为6.63107 m的光(普朗克常量h6.631034 Js，阿伏加德罗常量NA6.021023 mol1)答案：5个解析：每放出1个氧分子储存能量为 J，每放出1个氧分子要吸收能量为E J1.51018 J，一个光子的能量为：E131019 J，光子个数为：n5个