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文本内容:
17.1-
17.2能量量子化光的粒子性课后提升作业【基础达标练】
1.关于对黑体的认识下列说法正确的是 A.黑体只吸收电磁波不反射电磁波看上去是黑的B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外还与材料的种类及表面状况有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关与材料的种类及表面状况无关D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收最终不能从小孔射出这个空腔就成了一个黑体【解析】选C黑体自身辐射电磁波不一定是黑的故A错误;黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关故B错、C对;小孔只吸收电磁波不反射电磁波因此是小孔成了一个黑体而不是空腔故D错误
2.多选黑体辐射的实验规律如图所示由图可知 A.随温度升高各种波长的辐射强度都有增加B.随温度降低各种波长的辐射强度都有增加C.随温度升高辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度降低辐射强度的极大值向波长较长的方向移动【解析】选A、C、D由题图可知随温度升高各种波长的辐射强度都有增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动当温度降低时上述变化都将反过来故A、C、D正确B错误【补偿训练】下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中符合黑体辐射规律的是 【解析】选A黑体辐射规律:随着温度的升高一方面各种波长的辐射强度都有所增加另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动A图正确
3.多选2018·厦门高二检测光电效应实验的装置如图所示则下列说法中正确的是 A.用紫外线照射锌板验电器指针会发生偏转B.用红色光照射锌板验电器指针会发生偏转C.锌板带的是负电荷D.使验电器指针发生偏转的是正电荷【解析】选A、D将擦得很亮的锌板连接验电器用弧光灯照射锌板弧光灯发出紫外线验电器指针张开一个角度说明锌板带了电进一步研究表明锌板带正电这说明在紫外线的照射下锌板中有一部分自由电子从表面飞出来锌板中缺少电子于是带正电A、D选项正确红光不能使锌板发生光电效应【补偿训练】多选如图所示锌板与验电器相连用紫外线灯照射锌板发现验电器指针张开一个角度则 A.锌板带正电验电器带负电B.锌板带正电验电器带正电C.若改用红外线照射验电器指针仍张开D.若改用红外线照射验电器指针不会张开【解析】选B、D用紫外线照射锌板发生光电效应锌板发射光电子故锌板带正电锌板上的正电荷将验电器上的负电荷吸引过来验电器带正电A错误B正确;若改用红外线照射红外线的频率低于锌的截止频率不会发生光电效应C错误D正确
4.2018·海宁高二检测白天的天空各处都是亮的是大气分子对太阳光散射的结果假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后电子向某一个方向运动光子沿另一方向散射出去则这个散射光子跟原来的光子相比 A.频率变大 B.频率不变C.光子能量变大D.波长变长【解析】选D运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时既遵守能量守恒又遵守动量守恒碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子光子的能量减少波长变长频率减小D选项正确
5.2018·唐山高二检测对爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W下面各种理解中正确的是 A.用同种频率的光照射同一种金属从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EkmB.式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C.逸出功W和极限频率ν0之间应满足关系式W=hν0D.光电子的最大初动能和入射光的频率成正比【解析】选C爱因斯坦光电效应方程Ekm=hν-W中的W表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的其他光电子的初动能都小于这个值故A、B错误若入射光的频率恰好是极限频率即刚好能有光电子逸出可理解为逸出的光电子的最大初动能是0因此有W=hν0C对由Ekm=hν-W可知Ekm和ν之间是一次函数关系但不是成正比关系D错误
6.入射光照射到某金属表面上发生了光电效应若入射光的强度减弱而频率保持不变则下列说法中正确的是 A.从光照射到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应【解析】选C入射光的强度取决于入射光子数和入射光的频率入射光的频率保持不变强度减弱单位时间入射光子数将减少但光子的能量不变可见仍能发生光电效应发生光电效应时光电子的产生几乎都是瞬时的与入射光强度无关故A、D错误根据爱因斯坦光电效应方程逸出光电子的最大初动能与入射光的频率有关跟入射光的强度无关所以B也是错误的由于逸出电子与入射光子的一对一的关系当光的强度减弱时单位时间入射光子数减少因此单位时间内逸出的光电子数也将减少
7.2018·滨州高二检测在光电效应实验中飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线甲光、乙光、丙光如图所示则可判断出 A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能【解析】选B该题考查了光电效应问题应根据遏止电压判断频率由eUc=mv2=hν-W可知ν丙ν甲=ν乙λ甲=λ乙λ丙所以A、D错B对由于hν0=W所以C错
8.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν变化的Ek-ν图象已知钨的逸出功是
3.28eV锌的逸出功是
3.24eV若将二者的图线画在同一个Ek-ν坐标图中用实线表示钨虚线表示锌则正确反映这一过程的图是图中的 【解析】选B依据光电效应方程Ek=hν-W0可知Ek-ν图线的斜率代表了普朗克常量h因此钨和锌的Ek-ν图线应该平行图线的横截距代表了极限频率νc而νc=因此钨的νc大些故正确答案为B
9.2018·龙岩高二检测如图所示当电键S断开时用光子能量为
2.5eV的一束光照射阴极P发现电流表读数不为零合上电键调节滑动变阻器发现当电压表读数小于
0.60V时电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于
0.60V时电流表读数为零1求此时光电子的最大初动能的大小2求该阴极材料的逸出功【解析】设用光子能量为
2.5eV的光照射时光电子的最大初动能为Ek阴极材料逸出功为W0当反向电压达到U=
0.60V以后具有最大初动能的光电子达不到阳极因此eU=Ek由光电效应方程:Ek=hν-W0由以上二式:Ek=
0.6eVW0=
1.9eV答案:
10.6eV
21.9eV【能力提升练】
1.多选2018·泉州高二检测在图甲所示的装置中K为一金属板A为金属电极都密封在真空的玻璃管中W为由石英片封盖的窗口单色光可通过石英片射到金属板K上E为输出电压可调的直流电源其负极与电极A相连A是电流表实验发现当用某种频率的单色光照射K时K会发出电子光电效应这时即使A、K之间的电压等于零回路中也有电流当A的电势低于K时而且当A比K的电势低到某一值Uc时电流消失Uc称为遏止电压当改变照射光的频率ν遏止电压Uc也将随之改变其关系如图乙所示如果某次实验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据又知道了电子电量则 A.可得该金属的极限频率B.可求得该金属的逸出功C.可求得普朗克常量D.可求得电子的质量E.电源按图示极性连接时阴极K和阳极A之间所加的电压为正向电压【解析】选A、B、C由题意结合光电效应方程可知图象乙中当遏止电压Uc=0时入射光频率即极限频率故选项A正确;当遏止电压Uc=0时入射光子的能量即等于逸出功故选项B正确;图乙的斜率即普朗克常量与电子电量的比值故选项C正确;电子质量不可求得故选项D错误;电源按图示极性连接时阴极K和阳极A之间所加的电压为反向电压E错误
2.2018·绍兴高二检测用红光照射光电管阴极发生光电效应时光电子最大初动能为Ek饱和光电流为I若改用强度相同的绿光照射同一光电管产生的光电子最大初动能和饱和电流分别为Ek′和I′则下面说法正确的是 A.Ek′EkI′I B.Ek′EkI′IC.Ek′EkI′=ID.Ek′EkI′I【解析】选D由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0及ν红ν绿可知Ek红Ek绿即EkEk′又红光和绿光的强度相同即E=nhν红=n′hν绿因为ν红ν绿所以nn′即单位时间内入射的红光的光子数多逸出的光电子数也多饱和光电流也大II′D项正确【补偿训练】某种单色光的频率为ν用它照射某种金属时在逸出的光电子中动能最大值为Ek则这种金属逸出功和极限频率分别是 A.hν-Ekν- B.Ek-hνν+C.hν+Ekν-D.Ek+hνν+【解析】选A由光电效应方程Ek=hν-W得W=hν-Ek而W=hν0则ν0===ν-故A正确
3.A、B两种光子的能量之比为2∶1它们都能使某种金属发生光电效应且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功【解析】光子能量ε=hν动量p=且ν=得p=则pA∶pB=2∶1A照射时光电子的最大初动能EA=εA-W0同理EB=εB-W0又εA=2εB解得W0=EA-2EB答案:2∶1 EA-2EB
4.某广播电台发射功率为10kW在空气中波长为
187.5m的电磁波1该电台每秒钟从天线发射多少个光子2若发射的光子四面八方视为均匀的求在离天线
2.5km处直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率【解析】1每个光子的能量E=hν==
6.63×10-34×J=
1.06×10-27J则每秒钟电台发射上述波长光子数n0==1031个2设环状天线每秒接收光子数为n个以电台发射天线为球心则半径为R的球面积S=4πR2而环状天线的面积S′=πr2所以n=n0=
4.0×1023;接收功率P收=P总=4×10-4W答案:11031个
24.0×1023个 4×10-4W
5.2018·嘉兴高二检测用波长为λ的光照射金属的表面当遏止电压取某个值Uc时光电流便被截止;当光的波长改变为原波长的后已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的η倍试计算原入射光的波长λ已知该金属的逸出功为W0【解析】由爱因斯坦光电效应方程得光电子的初动能Ek=hν-W0
①又Ek=eUc
②联立
①②得eUc=hν-W0
③ηeUc=nhν-W0
④联立得η-1eUc=hνn-1
⑤又c=λν得λ=答案:。
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