2024-2025學(xué)年試題物理（選擇性人教版2019）第四章1-普朗克黑體輻射理論2-光電效應(yīng)

第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性1.普朗克黑體輻射理論2.光電效應(yīng)課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于熱輻射的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.熱的物體向外輻射電磁波,冷的物體只吸收電磁波B.溫度越高,物體輻射的電磁波越強(qiáng)C.輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況只與物體的溫度有關(guān),與材料種類及表面狀況無(wú)關(guān)D.常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色答案B解析一切物體都不停地向外輻射電磁波,且溫度越高,輻射的電磁波越強(qiáng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。對(duì)于一般材料的物體,輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與物體的溫度有關(guān)外,還與材料的種類和表面狀況有關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.普朗克在1900年將“能量子”引入物理學(xué),開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。在下列宏觀概念中,具有“量子化”特征的是()A.人的個(gè)數(shù) B.物體所受的重力C.物體的動(dòng)能 D.物體的長(zhǎng)度答案A解析依據(jù)普朗克量子化觀點(diǎn),能量是不連續(xù)的,是一份一份的變化的,屬于“不連續(xù)的,一份一份”的概念的是A選項(xiàng),故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。3.已知某種單色光的波長(zhǎng)為λ,在真空中光速為c,普朗克常量為h,則電磁波輻射的能量子ε的值為()A.hcλ B.C.chλ D.答案A解析由波速公式c=λν可得ν=cλ,由光的能量子公式得ε=hν=hcλ,故選項(xiàng)4.如圖所示,用一定頻率的單色光照射光電管時(shí),電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),則()A.電源右端應(yīng)為正極B.流過(guò)電流表G的電流大小取決于入射光的頻率C.流過(guò)電流表G的電流方向是由a到bD.普朗克解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量ε=hν答案C解析發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電子從光電管右端運(yùn)動(dòng)到左端,電流的方向與電子定向移動(dòng)的方向相反,所以流過(guò)電流表G的電流方向是由a到b;此時(shí)電源左端為正極,故A錯(cuò)誤,C正確。流過(guò)電流表G的電流大小取決于入射光的強(qiáng)度,與入射光的頻率無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤。愛(ài)因斯坦解釋了光電效應(yīng)并提出光子能量ε=hν,故D錯(cuò)誤。5.(多選)已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的截止頻率為νc,則()A.當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí),一定能產(chǎn)生光電子B.當(dāng)用頻率為2νc的單色光照射該金屬時(shí),所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為hνcC.當(dāng)入射光的頻率ν大于νc時(shí),若ν增大,則逸出功增大D.當(dāng)入射光的頻率ν大于νc時(shí),若ν增大一倍,則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍答案AB解析因入射光的頻率大于或等于截止頻率時(shí)會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng),所以A正確。因?yàn)榻饘俚慕刂诡l率為νc,所以逸出功W0=hνc,再由Ek=hνW0得,Ek=2hνchνc=hνc,B正確。逸出功是光電子恰好逸出時(shí)需要做的功,對(duì)于同種金屬是恒定的,故C錯(cuò)誤。由Ek=hνW0=hνhνc=h(ννc)可得,當(dāng)ν增大一倍時(shí),Ek'Ek6.分別用波長(zhǎng)為λ和23λ的單色光照射同一金屬板,發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)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.hc2λ B.3hc2答案A解析根據(jù)光電效應(yīng)方程得Ek1=hcλW0①Ek2=hc23λW又Ek2=2Ek1③聯(lián)立①②③得W0=hc2λ7.頻率為ν的光照射到一種金屬表面上,有電子從金屬表面逸出,當(dāng)所加反向電壓U的大小增大到3V時(shí),光電流剛好減小為0。已知這種金屬的截止頻率為νc=6.00×1014Hz,電子電荷量e=1.60×1019C,普朗克常量h=6.63×1034J·s。求入射光的頻率。答案1.32×1015Hz解析光電子的最大初動(dòng)能Ek=eUc①由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程有Ek=hνhνc②聯(lián)立①②得ν=eUch+νc=1.32×1015能力提升1.關(guān)于黑體及黑體輻射,下列說(shuō)法正確的是()A.黑體是真實(shí)存在的B.普朗克引入能量子的概念,得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的公式,與實(shí)驗(yàn)符合得非常好,并由此開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元C.隨著溫度升高,黑體輻射的各波長(zhǎng)的強(qiáng)度有些會(huì)增強(qiáng),有些會(huì)減弱D.黑體輻射無(wú)任何實(shí)驗(yàn)依據(jù)答案B解析黑體并不是真實(shí)存在的,故A錯(cuò)誤。普朗克引入能量子的概念,得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的公式,與實(shí)驗(yàn)符合得非常好,并由此開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元,故B正確。隨著溫度的升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,故C錯(cuò)誤。黑體輻射是有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的,故D錯(cuò)誤。2.入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng),若入射光減弱,而頻率保持不變,那么()A.從光照到金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)將減少D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)答案C解析發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬間的,所以A錯(cuò)誤。入射光的頻率不變,則逸出的光電子的最大初動(dòng)能也就不變,B錯(cuò)誤。入射光減弱,說(shuō)明單位時(shí)間內(nèi)入射光子數(shù)減少,則單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)也減少,C正確。入射光照射到某金屬上發(fā)生光電效應(yīng),說(shuō)明入射光頻率大于這種金屬的截止頻率,即使入射光減弱,也一定能發(fā)生光電效應(yīng),D錯(cuò)誤。3.右圖為一真空光電管的應(yīng)用電路,關(guān)于電路中光電流的飽和值,下列說(shuō)法正確的是()A.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)弱C.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電路中光電流的飽和值取決于光電管所加的正向電壓的大小D.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),電路中光電流的飽和值取決于入射光的光照時(shí)間答案B解析在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)弱有關(guān),光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān),故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。4.鋁的逸出功為4.2eV,現(xiàn)用波長(zhǎng)200nm的光照射鋁的表面。已知h=6.63×1034J·s。(1)光電子的最大初動(dòng)能為多少?(2)遏止電壓約為多少?(3)鋁的截止頻率約為多少?答案(1)3.225×1019J(2)2.016V(3)1.014×1015Hz解析(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hνW0有Ek=hcλW0=6.63×10-34×3.0×108200×10-9J4(2)由Ek=eUc可得Uc=Eke=3.225×10-19(3)由hνc=W0得νc=W0h=4.2×1.6×10-5.如圖所示,一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)λ0=500nm的鈉制成。用波長(zhǎng)λ=300nm的紫外線照射陰極,光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U=2.1V,飽和光電流的值(當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部到達(dá)陽(yáng)極A時(shí),電路中的電流達(dá)到最大值,稱為飽和光電流)I=0.56μA。普朗克常量h=6.63×1034J·s,真空中光速c=3.0×108m/s,電子電荷量的絕對(duì)值e=1.6×1019C,結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字。(1)求每秒由K極發(fā)射的光電子數(shù)目。(2)求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能。(3)如果電勢(shì)差U不變,而照射光增強(qiáng)到原來(lái)的3倍,求此時(shí)電子到達(dá)A極的最大動(dòng)能。答案(1)3.5×1012(2)6.0×1019J(3)6.0×1019J解析(1)每秒發(fā)射的光電子數(shù)n=I