高中物理 第5章 波與粒子 第1節(jié) 光電效應(yīng) 第2節(jié) 康普頓效應(yīng)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-5

《高中物理 第5章 波與粒子 第1節(jié) 光電效應(yīng) 第2節(jié) 康普頓效應(yīng)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第5章 波與粒子 第1節(jié) 光電效應(yīng) 第2節(jié) 康普頓效應(yīng)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-5（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第1節(jié) 光電效應(yīng) 第2節(jié) 康普頓效應(yīng) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．在驗(yàn)證光的波粒二象性的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是(　　) A．使光子一個(gè)一個(gè)地通過單縫，如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上會(huì)出現(xiàn)衍射圖樣 B．單個(gè)光子通過單縫后，底片上會(huì)出現(xiàn)完整的衍射圖樣 C．光子通過單縫的運(yùn)動(dòng)路線像水波一樣起伏 D．單個(gè)光子通過單縫后打在底片上的情況呈現(xiàn)出隨機(jī)性，大量光子通過單縫后打在底片上的情況呈現(xiàn)出規(guī)律性 E．單個(gè)光子通過單縫后，出現(xiàn)在底片上明條紋處的概率大 【解析】　個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性．單個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的，無(wú)規(guī)律的，但出現(xiàn)在底片上明條紋處的概率大些，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，大量光子運(yùn)動(dòng)符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律，通過單縫產(chǎn)生衍射圖樣，故A、D、E正確，B錯(cuò)誤．光子通過單縫的運(yùn)動(dòng)路線是無(wú)規(guī)律的，故C錯(cuò)誤． 【答案】　ADE 2．用極微弱的可見光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖514(a)、(b)、(c)所示的圖像，則下列說法正確的是(　　) 圖514 A．圖像(a)表明光具有粒子性 B．圖像(c)表明光具有波動(dòng)性 C．用紫外光不能產(chǎn)生干涉 D．實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波 E．實(shí)驗(yàn)表明光是一種電磁波 【解析】　用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的圖片上的一個(gè)一個(gè)無(wú)分布規(guī)律的光點(diǎn)，體現(xiàn)了光的粒子性，故A正確；經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間曝光的圖片(c)，出現(xiàn)了明暗相間的條紋，波動(dòng)性較為明顯，本實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波，但不能表明光是一種電磁波，故B、D均正確，E錯(cuò)誤；紫外光也屬于波，也能發(fā)生干涉，故C錯(cuò)誤． 【答案】　ABD 3．產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek，下列說法正確的是(　　) A．對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) B．對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的波長(zhǎng)成反比 C．對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的時(shí)間成正比 D．對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 E．對(duì)于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系 【解析】　Ek＝hν－W＝h－W，同種金屬逸出功相同，最大初動(dòng)能與照射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，與照射光的波長(zhǎng)有關(guān)但不是反比例函數(shù)關(guān)系，最大初動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系，不同種金屬，保持入射光頻率不變，最大初動(dòng)能Ek與逸出功成線性關(guān)系． 【答案】　ADE 4．對(duì)于光的波粒二象性的理解正確的是(　　) A．大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性 B．光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子 C．高頻光是粒子，低頻光是波 D．波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著 E．光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)波動(dòng)性明顯，但仍具有粒子性 【解析】　光具有波粒二象性，大量光子顯示波動(dòng)性、個(gè)別光子顯示出粒子性，光傳播時(shí)顯示波動(dòng)性，與物質(zhì)相互作用時(shí)顯示粒子性，頻率高顯示粒子性，頻率低顯示波動(dòng)性，而不是粒子和波轉(zhuǎn)換．故B、C錯(cuò)誤，A、D正確．光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)波動(dòng)性明顯，并不是不具有粒子性，E正確． 【答案】　ADE 5．實(shí)驗(yàn)得到金屬鈣的光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖515所示．下表中列出了幾種金屬的截止頻率和逸出功，參照下表可以確定的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18850064】 圖515 金屬 鎢 鈣 鈉 截止頻率ν0/1014 Hz 10.95 7.73 5.53 逸出功W/eV 4.54 3.20 2.29 A.如用金屬鎢做實(shí)驗(yàn)得到的Ekmν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大 B．如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekmν圖線也是一條直線，其斜率比圖中直線的斜率大 C．如用金屬鈉做實(shí)驗(yàn)得到的Ekmν圖線也是一條直線，設(shè)其延長(zhǎng)線與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，－Ek2)，則Ek2W， Ekc＝Ek. 【答案】　能　Ek 7．太陽(yáng)能光電直接轉(zhuǎn)換的基本原理是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射直接轉(zhuǎn)換成電能．如圖516所示是測(cè)定光電流的電路簡(jiǎn)圖，光電管加正向電壓． 圖516 (1)在圖上標(biāo)出電源和電流表的正、負(fù)極； (2)入射光應(yīng)照射在________極上； (3)若電流表讀數(shù)是10 μA，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射出的光電子至少________個(gè)． 【解析】　由題圖可以看出，光電管的B極為陰極，所以光應(yīng)照射在B極上，要形成光電流，應(yīng)加正向電壓，即電源左邊是正極，右邊是負(fù)極，電流表是上正下負(fù)，Q＝It＝1010－61 C＝10－5C，而n＝，所以含有6.251013個(gè)光電子． 【答案】　(1)電源左邊是正極，右邊是負(fù)極，電流表是上正下負(fù) (2)B　(3)6.251013 8．紫光在真空中的波長(zhǎng)為4.510－7m，問： (1)紫光光子的能量是多少？ (2)用它照射極限頻率為ν0＝4.621014 Hz的金屬鉀時(shí)能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？ (3)若能產(chǎn)生，則光電子的最大初動(dòng)能為多少？(h＝6.6310－34 Js) 【解析】　(1)紫光光子的能量 E＝hν＝h＝4.4210－19 J. (2)紫光頻率 ν＝＝6.671014 Hz， 因?yàn)棣?ν0，所以能產(chǎn)生光電效應(yīng)． (3)光電子的最大初動(dòng)能為 Ekm＝hν－W＝h(ν－ν0) ＝1.3610－19 J. 【答案】　(1)4.4210－19 J　(2)能 (3)1.3610－19 J [能力提升] 9．如圖517所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路，電源的兩個(gè)電極分別與接線柱c、d連接，用一定頻率的單色光a照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而且另一頻率的單色光b照射該光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn)．下列說法正確的是(　　) 圖517 A．a(chǎn)光的頻率一定大于b光的頻率 B．電源正極可能與c接線柱連接 C．用b光照射光電管時(shí)，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng) D．若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由e→G→f E．若增加a光的強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加，逸出的光電子最大初動(dòng)能變大 【解析】　用單色光a照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用單色光b照射時(shí)，電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn)，說明單色光a的頻率一定大于單色光b的頻率，A對(duì)．單色光a照射時(shí)一定發(fā)生光電效應(yīng)，單色光b照射時(shí)可能發(fā)生光電效應(yīng)，但由于加反向電壓，光電流為零，也可能沒有發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤，B對(duì)．若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電流方向一定是與電子定向運(yùn)動(dòng)的方向相反，由e→G→f，D對(duì)．若增加a光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加，但光電子最大初動(dòng)能不變，E錯(cuò)． 【答案】　ABD 10．小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖518甲所示．已知普朗克常量h＝6.6310－34 Js. 圖518 (1)圖甲中電極A為光電管的________(選填“陰極”或“陽(yáng)極”)． (2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc＝________Hz，逸出功W＝________J. (3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.001014 Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝________J. 【解析】　(1)光電管中光束直接照射的K極為光電管的陰極，所以電極A為光電管的陽(yáng)極． (2)由Ucν圖線可知，銣的截止頻率νc＝5.151014 Hz金屬的逸出功W＝hνc＝6.6310－345.151014 J＝3.4110－19J. (3)由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可得產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝6.6310－347.001014 J－3.4110－19 J＝1.2310－19 J. 【答案】　(1)陽(yáng)極　(2)5.151014　3.4110－19　(3)1.2310－19 11．A、B兩種光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EkA、EkB.求該金屬的逸出功. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：18850066】 【解析】　由光電效應(yīng)方程可得：EkA＝EA－W，EkB＝EB－W， 又EA∶EB＝2∶1，可解得該金屬的逸出功W＝EkA－2EkB. 【答案】　EkA－2EkB