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2016-2017学年高中物理 第十七章 波粒二象性章末复*总结17 新人教版选修3-5

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第十七章 波粒二象性

1. [2014·江苏高考]已知钙和钾的截止频率分别为 7.73×1014 Hz 和 5.44×1014 Hz,在某

种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电

子,钙逸出的光电子具有较大的________。

A.波长

B.频率

C.能量

D.动量

解析:由光电效应方程 Ekm=hν -W=hν -hν 0 钙的截止频率大,因此钙中逸出的光电子的最大初动能小,其动量 p= 2mEkm,故动量小,
h 由 λ =p,可知波长较大,则频率较小,选项 A 正确。

答案:A

2.[2014·广东高考]在光电效应实验中,用频率为 ν 的光照射光电管阴极,发生了光电效 应,下列说法正确的是( )

A.增大入射光的强度,光电流增大

B.减小入射光的强度,光电效应现象消失

C.改用频率小于 ν 的光照射,一定不发生光电效应 D.改用频率大于 ν 的光照射,光电子的最大初动能变大 解析:在发生光电效应的前提下,光电流大小与 λ 射光的强度成正比,A 对。能否发生光 电效应由 λ 射光的频率决定,B 错,由 Ek=hν -W0 可知。C 错,D 对。 答案:AD 3.[2013·上海高考]某半导体激光器发射波长为 1.5×10-6 m,功率为 5.0×10-3 W 的连续 激光。已知可见光波长的数量级为 10-7 m,普朗克常量 h=6.63×10-34 J·s,该激光器发

出的( )

A.是紫外线

B.是红外线 C.光子能量约为 1.3×10-18 J D.光子数约为每秒 3.8×1016 个

解析:由于激光波长大于可见光波长,所以该激光器发出的是红外线,选项 B 正确,A 错误。 由 E=hλc可得光子能量约为 E=6.63×1.150×-314×0-36×108 J=1.3×10-19 J,选项 C 错误。光子数

约为每秒 n=PE=3.8×1016 个,选项 D 正确。

答案:BD

4.[2013·北京高考]以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间

内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,

用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能,

从而形成多光子光电效应,这已被实验证实。

光电效应实验装置示意如图。用频率为 ν 的普通光源照射阴极 K,没有发生光电效应。换 用同样频率 ν 的强激光照射阴极 K,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压 U,即将阴 极 K 接电源正极,阳极 A 接电源负极,在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场。逐渐增大

U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压 U 可能是下列的(其中 W

为逸出功,h 为普朗克常量,e 为电子电量)( )

A.U=hνe -We

B.U=2heν -We

C.U=2hν -W

D.U=5h2νe

W -e

解析:由题意可知一个电子吸收多个光子仍然遵守光电效应方程,设电子吸收了 n 个光子, 则逸出的光电子的最大初动能为 Ek=nhν -W(n=2,3,4…),逸出的光电子在遏止电压下运 动时应有 Ek=eU,由以上两式联立得 U=nhνe-W,若取 n=2,则 B 正确。

答案:B 5.[2012·江苏高考]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 EA、EB,求 A、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出 功。 解析:光子能量 ε =hν ,动量 p=λh ,且 ν =λc

得 p=εc ,则 pA∶pB=2∶1

A 照射时,光电子的最大初动能 EA=ε A-W0。 同理,EB=ε B-W0。 解得 W0=EA-2EB 答案:2∶1 EA-2EB




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