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高中物理(教科版选修3-5)第4章 章末分层突破 含答案

章末分层突破 ①hν h ②λ ③hν h ④λ 1 ⑤hν = mv2+W 2 ⑥Δ xΔ p≥ h 4π 光电效应规律及 其应用 有关光电效应的问题主要有两个方面:一是关于光电效应现象的判断,二是 运用光电效应方程进行计算.求解光电效应问题的关键在于掌握光电效应规律, 明确各概念之间的决定关系,准确把握它们的内在联系. 1.决定关系及联系 2. “光电子的动能”可以是介于 0~Ekm 的任意值, 只有从金属表面逸出的 光电子才具有最大初动能,且随入射光频率增大而增大. 3.光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的,金属中的某个 电子只能吸收一个光子的能量, 只有当电子吸收的能量足够克服原子核的引力而 逸出时,才能产生光电效应. 4.入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能 量,在入射光频率 ν 不变时,光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上 的光子数,但若入射光频率不同,即使光强相同,单位时间内照到金属表面单位 面积上的光子数也不相同,因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光 电流也不相同). (多选)如图 4?1 所示是现代化工业生产中部分光电控制设备用到的 光控继电器的示意图,它由电源、光电管、放大器等几部分组成.当用绿光照射 图中光电管阴极 K 时,可发生光电效应,则以下说法中正确的是 ( ) 图 4?1 A.增大绿光的照射强度,光电子的最大初动能增大 B.增大绿光的照射强度,电路中的光电流增大 C.改用比绿光波长大的光照射光电管阴极 K 时,电路中一定有光电流 D.改用比绿光频率大的光照射光电管阴极 K 时,电路中一定有光电流 【解析】 光电子的最大初动能由入射光的频率决定,选项 A 错误;增大 绿光的照射强度,单位时间内入射的光子数增多,所以光电流增大,选项 B 正 确; 改用比绿光波长更大的光照射时,该光的频率不一定满足发生光电效应的条 件,故选项 C 错误;若改用频率比绿光大的光照射,一定能发生光电效应,故 选项 D 正确. 【答案】 BD 1 2 某种色光强度的改变决定单位时间入射光子数目改变, 光子能量不变. 光电效应中光电子的最大初动能与入射光频率和金属材料有关,与光 的强度无关. 光的波粒二象性的进一 步理解 1.现在提到的波动性和粒子性与 17 世纪提出的波动说和粒子说不同.当时 的两种学说是相互对立的, 都企图用一种观点去说明光的各种“行为”,这是由 于传统观念的影响,这些传统观念是人们观察周围的宏观物体形成的. 2.波动性和粒子性在宏观现象中是相互对立的、矛盾的,但对于光子这样 的微观粒子却只有从波粒二象性的角度出发,才能统一说明光的各种“行为”. 3.光子说并不否认光的电磁说,按光子说,光子的能量 ε =hν ,其中 ν 表示光的频率, 即表示了波的特征,而且从光子说或电磁说推导电子的动量都得 到一致的结论.可见,光的确具有波动性,也具有粒子性. (多选)关于光的波粒二象性的说法中,正确的是( A.一束传播的光,有的光是波,有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子,光波与机械波是同样的一种波 C.光的波动性不是由于光子间的相互作用而形成的 D.光是一种波,同时也是一种粒子,光子说并未否定电磁说,在光子能量 ε =hν 中,频率 ν 仍表示的是波的特性 【解析】 光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性,A 错误; ) 当光和物质作用时,是“一份一份”的,表现出粒子性,光的干涉、衍射又说明 光是一种波,光既不同于宏观的粒子,也不同于宏观的波,B 错误,C 正确;光 具有波粒二象性, 光的波动性与粒子性不是独立的, 由公式 ε =hν 可以看出二 者是有联系的.光的粒子性并没有否定光的波动性,D 正确. 【答案】 CD ) (多选)从光的波粒二象性出发,下列说法正确的是( A.光是高速运动的微观粒子,每个光子都具有波粒二象性 B.光的频率越高,光子的能量越大 C.在光的干涉中,暗条纹的地方是光子不会到达的地方 D.在光的干涉中,亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方 【解析】 一个光子谈不上波动性,A 错误;暗条纹是光子到达概率小的地 方,C 错误;光的频率越高,光子的能量 E=hν 越大,在光的干涉现象中,光 子到达的概率大小决定光屏上出现明、暗条纹,故 B、D 选项正确. 【答案】 BD 1.现用某一光电管进行光电效应实验,当用某一频率的光入射时,有光电流 产生.下列说法正确的是( ) A.保持入射光的频率不变,入射光的光强变大,饱和光电流变大 B.入射光的频率变高,饱和光电流变大 C.入射光的频率变高,光电子的最大初动能不变 D.保持入射光的光强不变,不断减小入射光的频率,始终有光电流产生 【解析】 产生光电效应时,光的强度越大,单位时间内逸出的光电子数越 多,饱和光电流越大,说法 A 正确.饱和光电流大小与入射光的频率无关,说 法 B 错误.光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加,与入射光的强度 无关,说法 C 错误.减小入射光的频率,如低于极限频率,则不能发生光电效 应,没有光电流产生,说法 D 错误. 【答案】 A ) 2.(多选)以下说法中正确的是( A.光波和物质波都是概率波 B.实物粒子不具有波动性 C.实物粒子也具有波动性,只是不明显 D.光的波动性是光子之间相互作用引起的 【解析】 光波和物质波都是概率波,可通过波动规律来确定,故 A、C 正 确,B 错误;光的波动性是光的属性,不是光子间相互作用引起的,D 错误. 【答案】 AC ) 3.(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有( A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等 【解析】 光电效应现象、黑体辐射的实验规律都可以用光的粒子性解释, 选项

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