高中物理選擇性必修第三冊-課時跟蹤訓(xùn)練(十四)-普朗克黑體輻射理論-光電效應(yīng)

PAGE第3頁共6頁課時跟蹤訓(xùn)練（十四）普朗克黑體輻射理論光電效應(yīng)A級—雙基達(dá)標(biāo)1．對于帶電微粒輻射和吸收能量時的特點，以下說法錯誤的是()A．以某一個最小能量值一份一份地輻射B．輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍C．輻射和吸收的能量是量子化的D．吸收的能量可以是連續(xù)的解析：選D根據(jù)量子化的理論，帶電微粒輻射和吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，故A、B正確。帶電粒子輻射和吸收的能量不是連續(xù)的，是量子化的，故C正確，D錯誤。本題選不正確的，故選D。2．很多地方用紅外線熱像儀監(jiān)測人的體溫，只要被測者從儀器前走，便可知道他的體溫是多少，關(guān)于其原理，下列說法正確的是()A．人的體溫會影響周圍空氣溫度，儀器通過測量空氣溫度便可知道人的體溫B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射情況與被測者的溫度有關(guān)C．被測者會輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時輻射強(qiáng)且較短波長的成分強(qiáng)D．被測者會輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時輻射強(qiáng)且較長波長的成分強(qiáng)解析：選C根據(jù)輻射規(guī)律可知，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動，人的體溫的高低，直接決定了輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度，通過監(jiān)測被測者輻射的紅外線的情況，就可知道這個人的體溫，故C正確，A、B、D錯誤。3．[多選]一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列說法正確的是()A．若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)增加B．若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子最大初動能增加C．若改用紫光照射，則可能不會發(fā)生光電效應(yīng)D．若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動能增加解析：選AD光電效應(yīng)的規(guī)律表明：入射光的頻率決定著是否發(fā)生光電效應(yīng)以及發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生的光電子的最大初動能大小，當(dāng)入射光頻率增加時，產(chǎn)生的光電子最大初動能增加；而入射光的強(qiáng)度增加，會使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加，紫光頻率高于綠光，故選項A、D正確。4．美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對X射線的散射時，用X光對靜止的電子進(jìn)行照射，照射后電子獲得速度的同時，X光的運(yùn)動方向也會發(fā)生相應(yīng)的改變，如圖是X射線的散射示意圖，下列說法中正確的是()A．X光散射后與散射前相比，頻率將會變小B．X光散射后與散射前相比，波長將會變短C．X光散射后與散射前相比，速度將會變小D．散射實驗為光的波動學(xué)說提供了有力證明解析：選A用X光照射石墨，出射的X光中除了有原波長的X光外，還有比原波長的X光波長要長的光，根據(jù)λ＝eq\f(c,ν)，可知頻率ν變小，但是光速c不變，康普頓效應(yīng)說明光不但具有能量而且具有動量，證明了光的粒子性，故A正確，B、C、D錯誤。5．下表給出了一些金屬材料的逸出功?，F(xiàn)用波長為400nm的單色光照射這些材料，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有幾種(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.00×108材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功/(×10－19J)3.04.35.96.26.6A．2種 B．3種C．4種 D．5種解析：選A由題意可知，給定光子的能量為E＝hν＝eq\f(hc,λ)＝4.95×10－19J，大于表中所給的銫、鈣的逸出功，光照射到這兩種金屬上能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故A正確。6．人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3.0×108A．2.3×10－18W B．3.8×10－19WC．7.0×10－10W D．1.2×10－18W解析：選A因每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺，所以察覺到綠光所接收的最小功率P＝eq\f(E,t)，式中E＝6ε，t＝1s，又ε＝hν＝heq\f(c,λ)，可解得P＝eq\f(6×6.63×10－34×3×108,530×10－9×1)W＝2.3×10－18W，A正確。7．分別用波長為λ和eq\f(2,3)λ的單色光照射同一金屬板，發(fā)出的光電子的最大初動能之比為1∶2。以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則此金屬板的逸出功為()A.eq\f(hc,2λ) B.eq\f(3hc,2λ)C.eq\f(3hc,4λ) D.eq\f(4hc,5λ)解析：選A由光電效應(yīng)方程得Ek1＝heq\f(c,λ)－W0，Ek2＝heq\f(c,\f(2,3)λ)－W0，又Ek2＝2Ek1，聯(lián)立得W0＝eq\f(hc,2λ)，A正確。8.用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)，當(dāng)滑動變阻器的滑片位于某一位置，開關(guān)S閉合時，用單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，用單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則()A．a(chǎn)光的強(qiáng)度一定大于b光的強(qiáng)度B．a(chǎn)光的頻率一定大于陰極K的極限頻率C．b光的頻率一定小于陰極K的極限頻率D．開關(guān)S斷開后，用單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針一定不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析：選B用某種單色光照射金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)與光的強(qiáng)度無關(guān)，所以無法判斷a、b光的強(qiáng)度，故A錯誤；用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，知a光頻率大于陰極K的極限頻率，故B正確；由于在光電管兩端加了反向電壓，用b光照射時，電流計G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以無法判斷是否發(fā)生光電效應(yīng)，即無法判斷b光的頻率與陰極K的極限頻率大小關(guān)系，故C錯誤；由于在光電管兩端加了反向電壓時，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)即電子能從陰極運(yùn)動到陽極，所以斷開開關(guān)即不加反向電壓時，電子一定能從陰極運(yùn)動到陽極，即電流計G一定發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。9．美國物理學(xué)家密立根用精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量，這項工作成了愛因斯坦光電效應(yīng)方程式在很小誤差范圍內(nèi)的直接實驗證據(jù)。密立根的實驗?zāi)康氖牵簻y量金屬的截止電壓Uc、入射光頻率ν，由此計算普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗愛因斯坦光電效應(yīng)方程式的正確性。如圖所示是根據(jù)某次實驗作出的Uc-ν圖像，電子的電荷量e＝1.6×10－19C(1)寫出愛因斯坦光電效應(yīng)方程(用Ekm、h、ν、W0表示)。(2)由圖像求出這種金屬的截止頻率νc。(3)若圖像的斜率為k，寫出普朗克常量h的表達(dá)式，并根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù)求出普朗克常量h。解析：(1)光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν－W0。(2)由圖像可知，當(dāng)Uc＝0時，該金屬的截止頻率：νc＝4.27×1014Hz。(3)由光電效應(yīng)方程可知eUc＝hν－W0，則Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，故k＝eq\f(h,e)，可得h＝ke，即：h＝eq\f(0.878－0,6.501－4.27×1014)×1.6×10－19J·s＝6.3×10－34J·s。答案：(1)Ekm＝hν－W0(2)4.27×1014Hz(3)h＝ke6.3×10－34J·sB級—選考提能10．物理學(xué)家金斯說過：“雖然h的數(shù)值很小，但是我們應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，它是關(guān)系到保證宇宙存在的。如果說h嚴(yán)格等于0，那么宇宙的物質(zhì)、宇宙的物質(zhì)能量，將在十億萬分之一秒的時間內(nèi)全部變?yōu)檩椛洹！逼渲衕是普朗克常量。關(guān)于h的單位，用國際單位制的基本單位表示，正確的是()A．J·s B．J/sC．kg·m2/s D．kg·m2·s3解析：選CJ不是基本單位，根據(jù)功的公式W＝Fl，牛頓第二定律F＝ma，可知1J＝1kg·m·s－2·m＝1kg·m2·s－2，根據(jù)每一份能量子等于普朗克常量乘輻射電磁波的頻率，即E＝hν，可得：1eq\f(kg·m2·s－2,s－1)＝1kg·m2·s－1，h用國際單位制的基本單位表示為kg·m2·s－1，故C正確，A、B、D錯誤。11.[多選]如圖所示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長為λ的入射光射到金屬板B上，使B板發(fā)生了光電效應(yīng)。已知該金屬板的逸出功為W，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法中正確的是()A．入射光子的能量為heq\f(c,λ)B．到達(dá)A板的光電子的最大動能為heq\f(c,λ)－W＋eUC．若增大兩板間電壓，B板沒有光電子逸出D．若減小入射光的波長一定會有光電子逸出解析：選ABD根據(jù)E＝hν，而ν＝eq\f(c,λ)，則光子的能量為heq\f(c,λ)，故A正確；光電子逸出的最大動能Ekm＝heq\f(c,λ)－W，根據(jù)動能定理，Ekm′－Ekm＝eU，則到達(dá)A板的光電子的最大動能為Ekm′＝heq\f(c,λ)－W＋eU，故B正確；若增大兩板間電壓，不會影響光電效應(yīng)現(xiàn)象，仍有光電子逸出，故C錯誤；若減小入射光的波長，那么頻率增大，一定會有光電子逸出，故D正確。12．幾種金屬的逸出功W0見下表：金屬鎢鈣鈉鉀銣W0(×10－19J)7.265.123.663.603.41用一束可見光照射上述金屬的表面，已知該可見光的波長的范圍為4.0×10－7～7.6×10－7m，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光速c＝3×108m(1)請通過計算說明哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)？(2)照射哪種金屬時逸出的光電子最大初動能最大？最大值是多少？解析：(1)波長越小，光子頻率越大，根據(jù)最小波長求出最大的光子能量。由E＝hν，ν＝eq\f(c,λ)聯(lián)立得E＝heq\f(c,λ)將λ＝4.0×10－7m解得E＝4.97×10－19J。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，入射