2020高中物理 2.2 光子、2.3 康普顿效应及其解释 每课一练（粤教版选修3-5）

2020高中物理 2.2 光子、2.3 康普顿效应及其解释 每课一练（粤教版选修3-5）

‎2.2 光子、2.3 康普顿效应及其解释 每课一练（粤教版选修3-5） ‎ ‎1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )‎ A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光 ‎2．单色光从真空射入玻璃时，它的( )‎ A．波长变长，速度变小，光量子能量变小 B．波长变短，速度变大，光量子能量变大 C．波长变长，速度变大，光量子能量不变 D．波长变短，速度变小，光量子能量不变 ‎3．关于光电效应，下列说法正确的是( )‎ A．极限频率越大的金属材料逸出功越大 B．只要光照射的时间足够长，任何金属都产生光电效应 C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多 ‎4．(双选)一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是( )‎ A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加 B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应 D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加 ‎5．(双选)关于康普顿效应，下列论述中正确的是( )‎ A．光子有能量，但没有动量 B．光子没有能量，但有动量 C．光子是光的能量的最小单位 D．光子和电子相遇而碰撞时，若光子的部分能量转移给电子，则光子的波长要变长 ‎6．(双选)下列关于光电效应的说法正确的是( )‎ A．若某材料的逸出功是W，则它的极限频率ν0＝ B．光电子的初速度和照射光的频率成正比 C．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比 D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大 ‎7．(双选)用两束频率相同、强度不同的紫外线分别照射两同种金属的表面，均能产生光电效应，那么( )‎ A．两束光的光子能量相同 B．两种情况下逸出的光电子个数相同 C．两种情况下逸出的光电子的最大初动能相同 D．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同 ‎8．频率为ν的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为Ek，若以频率为2ν的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是( )‎ A．2 Ek B．Ek＋hν C．Ek－hν D．Ek＋2hν ‎9．在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系如图2所示．由实际图线不能求出( )‎ 图2‎ A．该金属的极限频率和极限波长 B．普朗克常量 C．该金属的逸出功 D．单位时间内逸出的光电子数 ‎10．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中( )‎ A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′‎ B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′‎ C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′‎ D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′‎ 题 号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 答 案 ‎11.已知金属铯的极限波长为0.66 μm.用0.5 μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳？铯金属的逸出功为多少焦耳？‎ 参考答案 ‎1．A ‎2．D [因为光的频率不变，光量子的能量不变；再根据折射率n＝＝可知，光的速度变小，波长变短．]‎ ‎3．A [金属材料的逸出功与极限频率具有正比关系，即W＝hν0，故A正确；只有照射光的频率大于极限频率才能发生光电效应，故B错误；金属的逸出功由金属本身决定，与光电子的最大初动能无关，故C错误；在产生光电效应时饱和光电流与入射光强度成正比，而与频率无关，故D错误．]‎ ‎4．AD [光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能大小，当入射光频率增加时，产生的光电子最大初动能增加；而增加照射光的强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加．紫光频率高于绿光，故上述选项正确的有A、D.]‎ ‎5．CD [光子有能量也有动量，光子是光的能量的最小单位，与其他粒子作用时，它的部分能量会转移给其他粒子而引起自身波长变长．]‎ ‎6．AD [光电效应方程中，当初动能为零时，可得到极限频率：ν0＝，A选项正确；根据能量守恒定律，入射光子的能量等于出射光电子的最大初动能与逸出功之和，即：hν＝mv＋W，由方程可知，光电子的初速度和照射光的频率不成正比，光电子的最大初动能和照射光的频率也不成正比，B、C选项错误；随着照射光频率的增大，光电子的最大初动能增大，D选项正确．]‎ ‎7．AC [由ε＝hν和hν＝mv＋W知两束光的光子能量相同，照射金属得到的光电子的最大初动能相同，故A、C正确，D错．由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B错．]‎ ‎8．B [根据爱因斯坦光电效应方程知，当入射光的频率为ν时，可计算出该金属的逸出功W＝hν－Ek.当入射光的频率为2ν时，光电子的最大初动能为Ek′＝2hν－W＝Ek＋hν.故正确答案为B.]‎ ‎9．D [由图线可知Ek＝0时的频率为极限频率ν0，极限波长为λ0＝.该图线的斜率等于普朗克常量h，该金属的逸出功W＝hν0也可求．不能求出单位时间内逸出的光电子数，故本题选D.]‎ ‎10．C [能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界．光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律．光子与电子碰撞前光子的能量E＝hν＝h，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量E′＝hν′＝h，由E>E′，可知λ<λ′，选项C正确．]‎ ‎11．9.6×10－20 J 3.0×10－19 J 解析 光波的波长越小，频率就越大，光子的能量就越大，反之光子能量就越小．当光子能量等于逸出功时波长最长，所以W＝hν0＝h＝6.63×10－34× J≈3.0×10－19 J．由爱因斯坦光电效应方程hν＝mv＋W 知mv＝h －h＝6.63×10－34×3×108×(－) J≈9.6×10－20 J.‎