第2节 光的粒子性
1．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
A 解析 两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由W＝hν0可知截止频率大的，逸出功也大．由Ek＝hν－W可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p＝知，其动量也较小，根据物质波p＝知，其波长较长．
2．当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )
A．锌板带负电 B．有正离子从锌板逸出
C．有电子从锌板逸出 D．锌板会吸附空气中的正离子
C 解析 当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确，A、B、D错误．
3．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零. 当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为( )
A．1.9 eV B．0.6 eV
C．2.5 eV D．3.1 eV
A 解析 设能量为2.5 eV光子照射时，光电子的最大初动能为mv2＝hν－W. ①
题图中光电管上加的是反向电压，据题意，当反向电压达到U＝0.6 V以后，具有最大初动能的光电子也不能到达阳极，因此eU＝mv2. ②
由①②得W＝hν－eU＝1.9 eV，选项A正确．
4．(多选)频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是( )
A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小
B．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大
C．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长
D．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率
CD 解析 碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，选项A错误；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν1>ν2，再由c＝λ1ν1＝λ2ν2，得到λ1<λ2，选项B错误，C、D正确．
5．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′
C 解析 能量守恒定律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动量守恒定律．光子与电子碰撞前光子的能量ε＝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ε′＝hν′＝h，由ε＞ε′可知λ＜λ′，选项C正确．
6．(多选)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是( )
A．对于同种金属，Ek与照射光的强度无关
B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比
C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比
D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系
E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系
ADE 解析 由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，Ek与照射光的强度无关，选项A正确；Ek与照射光的频率ν成线性关系，故与波长不是成反比的关系，选项B错误，D正确；由于电子一次性吸收光子的全部能量，Ek与照射的时间无关，选项C错误；对于不同金属，若照射光的频率不变，由光电效应方程可知，Ek与金属的逸出功成线性关系，选项E正确．
