1、2.2 光子 每课一练（粤教版选修3-5）基础达标1.某金属在一束绿光照射下刚好能产生光电效应，如再增加一束绿光照射，则单位时间内逸出的电子数将_，逸出电子的最大初动能将_，如改用一束强度相同的紫光照射，逸出的电子的最大初动能将_，而单位时间内逸出的电子数将_.解析：绿光能产生光电效应，多一束光，则单位时间内光子数增多，单位时间内逸出的电子数也将增多；但每一个光子能量E=h不变，则逸出电子的最大初动能不变。紫光的频率较绿光大，所以光子的能量大.逸出光电子的最大初动能增大；每秒钟射向金属的紫光光子数小于绿光光子数，所以改用强度相同的紫光照射时，单位时间内逸出的电子数将减少.答案：增多 不变 增大
2、 减少2.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“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：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；光电效应中的光电子是指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，称为光电子，故选项A、B错误，选项C正确.由E=h知，光子能量E与其频率成正比，故选项D正确.答案：CD3.利用光子说对光电效应的解释，
3、下列说法正确的是( )A.金属表面的一个电子只能吸收一个光子B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子C.金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出D.无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子解析：根据光子说，金属中的一个电子一次只能吸收一个光子，若所吸收的光子频率大于金属的极限频率，电子才能逃离金属表面，成为光电子，且光子的吸收是瞬时的，不需时间的积累，故选项A正确.答案：A4.下列四种单色光中光子能量最小的是( )A.红光 B.橙光 C.黄光 D.绿光解析：按爱因斯坦的光子说，光子的能量E=h,说明光子的能量与光的频率成正比，而
4、题中四种光中，绿光的频率最大，红光的频率最小，故光子能量最小的是红光.答案：A5.用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应，在下列情况下仍能发生光电效应的是( )A.用红光照射金属钾，而且不断增加光的强度B.用较弱的紫外线照射金属钾C.用黄光照射金属钾，且照射时间很长D.只要入射光的波长小于绿光的波长，就可发生光电效应解析：光电效应的发生存在一个极限频率，同时对应着极限波长，只要照射光的频率大于极限频率（对应着小于极限波长）就会发生光电效应，与照射光的强度无关，红光和黄光的频率均小于绿光的频率，而紫光频率大于绿光的频率，故正确答案是B、D.答案：BD6.用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子
5、从阴极逸出时的最大初动能增大，就要( )A.改用红光照射 B.增大绿光强度C.增大光电管的加速电压 D.改用紫光照射解析：用绿光照射光电管时，能发生光电效应，说明绿光光子的能量大于该金属的逸出功，根据光电效应方程Ek=h-W,现在要增大逸出的光电子的最大初动能，必须增大照射光电子的能量.由于红光光子的能量小，紫光光子的能量较大，改用紫光照射才行，选项D正确.增大绿光的强度只能增加光电子的个数，不能增大最大初动能.答案：D7.对光电效应的解释正确的是( )A.金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而
6、逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光最低频率也不同解析：按照爱因斯坦光子说，光子的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时应产生的光电子的最大初动能越大.但要使电子离开金属，需使电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，因此只要光的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应.电子从金属中逸出时，只有在从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小，这个功称为逸出功，不同金属逸出功不同.故正确选项有B、D.答案：BD
7、8.(2005天津高考，17)某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV,用波长为2.510-7 m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0108 m/s,元电荷为1.610-19 C，普朗克常量为6.6310-34 Js,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是( )A.5.31014 Hz,2.2 J B.5.31014 Hz,4.410-19 JC.3.31033 Hz,2.2 J D.3.31033 Hz,4.410-19 J解析：由W=h0得,极限频率0=Hz=5.31014 Hz，由光电效应方程h=W+Ekm得Ekm=h-W=-2.211.610-1
8、9 J=4.410-19 J.答案：B9.已知能使某金属产生光电效应的极限频率为0( )A.当用频率为20的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B.当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h0C.当照射光的频率大于0时，若增大，则逸出功增大D.当照射光的频率大于0时，若增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：由爱因斯坦光电效应方程h=W+Ek知，入射光的频率增大，一定能产生光电子，且最大初动能增大，故A项正确.若由0增大至20，则Ek=2h0-W=h0,故B项正确，D项不正确.逸出功由金属决定，与入射光无关，故C项不正确.答案：AB综合运用10.已知金属铯的极限波
9、长为0.66 m,用0.05 m的光照射铯金属表面，发射光电子的最大初动能为多少？铯金属的逸出功为多少？解析：由光子说可知，金属的逸出功在数值上就等于频率（波长）为极限频率（波长）的光子能量，即W=h0=,再根据光电效应方程Ek=h-W=,可求得光电子的最大初动能.铯的逸出功W=310-19 J当用波长为=0.05 m的光照射金属时，光电子最大初动能为Ek=h-W=-W,代入数值得Ek=3.6810-18 J答案：3.6810-18 J 310-19 J11.在半径r=10 m的球壳中心有一盏功率为P=40 W的钠光灯（可视为点光源），发出的钠黄光的波长为=0.59 m,已知普朗克常量h=6.
10、6310-34 Js,真空中光速c=3108 m/s.试求每秒钟穿过S=1 cm2球壳面积的光子数目.解析：钠黄光的频率=Hz=5.11014 Hz,则一个光子的能量E0=h=6.6310-345.11014 J=3.410-19 J，又钠灯在t=1 s内发出光能：E=Pt=401 J=40 J那么在t=1 s内穿过球壳S=1 cm2的光流能量E1=40 J=3.210-6 J则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数n=个=9.41012个.答案：9.41012个拓展探究12.人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律.请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV,用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s,求该紫外线的波长.(电子质量me=9.1110-31 kg,普朗克常量h=6.6310-34 Js,1 eV=1.6010-19 J)解析：爱因斯坦用光子说成功地解释了光电效应.由h=W+知紫外线的频率为=Hz=1.481015 Hz其波长为=m=2.010-7 m.答案：爱因斯坦提出了光子说 2.010-7 m
