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1、【步步高】2021-2021學年高中物理 2.1-2.2 撥開黑體輻射的疑云 涅槃鳳凰再飛翔每課一練 滬科版選修3-5 [根底題] 1．紅、橙、黃、綠四種單色光中，光子能量最小的是(　　) A．紅光 B．橙光 C．黃光 D．綠光 答案　A 解析　按照愛因斯坦的光子說，光子的能量E＝hν，h為普朗克常量，說明光子的能量與光的頻率成正比，而上述四種單色光中，綠光的頻率最大，紅光的頻率最小，故光子能量最小的是紅光，所以選項A正確． 2．2006年度諾貝爾物理學獎授予了兩名美國科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化．他們的出色工

2、作被譽為是宇宙學研究進入精密科學時代的起點．以下與宇宙微波背景輻射黑體譜相關的說法中正確的選項是(　　) A．一切物體都在輻射電磁波 B．一般物體輻射電磁波的情況與溫度無關 C．黑體的熱輻射實際上是電磁輻射 D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假設 答案　ACD 解析　根據熱輻射的定義，A正確；根據熱輻射和黑體輻射的特點知一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關，B錯誤，普朗克在研究黑體輻射時最早提出了能量子假設，他認為能量是一份一份的，一份是一個能量子，黑體輻射本質上是電磁輻射，故C、D正確． 3．關于光電效應的規(guī)律，以下說法中正確的選項是(　　) A．只有入射光的波長大

3、于該金屬的極限波長，光電效應才能產生 B．光電子的最大動能跟入射光強度成正比 C．發(fā)生光電效應的反響時間一般都大于10－7 s D．發(fā)生光電效應時，單位時間內從金屬外表逸出的光電子數目與入射光強度成正比 答案　D 解析　由E＝hν＝h知，當入射光波長小于極限波長時，才能發(fā)生光電效應，故A錯．由Ekm＝hν－W知，最大動能由入射光頻率決定，與光強度無關，故B錯．發(fā)生光電效應的時間一般不超過10－9 s，故C錯． 4．科學研究證明，光子有能量也有動量，當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉移給了電子．假設光子與電子碰撞前的波長為λ，碰撞后的波長為λ′，那么碰撞過程中(　　) A．能量守

4、恒，動量不守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，動量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，動量守恒，且λ<λ′ D．能量守恒，動量守恒，且λ>λ′ 答案　C 解析　能量守恒和動量守恒是自然界的普遍規(guī)律，適用于宏觀世界也適用于微觀世界．光子與電子碰撞時遵循這兩個規(guī)律．光子與電子碰撞前光子的能量E＝hν＝h，當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉移給了電子，光子的能量E′＝hν′＝h，由E>E′可知λ<λ′，選項C正確． 5．如圖1所示，畫出了四種溫度下黑體輻射的本領與波長的關系圖像，從圖像可以看出，隨著溫度的升高，那么(　　) 圖1 A．各種波長的輻射本領都有增加 B．只有波長短的輻

5、射本領增加 C．輻射本領的最大值向波長較短的方向移動 D．輻射電磁波的波長先增大后減小 答案　AC 解析　根據黑體輻射的實驗規(guī)律和輻射本領與波長的關系可判斷A、C正確． 6．硅光電池是利用光電效應將光輻射的能量轉化為電能．假設有N個波長為λ0的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為(h為普朗克常量)(　　) A．h· B．Nh· C．N·hλ0 D．2Nhλ0 答案　B 解析　一個光電子的能量E＝hν＝h，那么N個光子的總能量N·E＝Nh.選項B正確． 7．某金屬的逸出功為2.3 eV，這意味著(　　) A．這種金屬內部的電子克服原子核引力做2.3

6、eV的功即可脫離外表 B．這種金屬表層的電子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脫離外表 C．要使這種金屬有電子逸出，入射光子的能量必須大于2.3 eV D．這種金屬受到光照時假設有電子逸出，那么電子離開金屬外表時的動能至少等于2.3 eV 答案　B 解析　逸出功指原子的外層電子脫離原子核克服引力所做的功． 8．用綠光照射一光電管，產生了光電效應，欲使光電子從陰極逸出時的最大動能增加，以下做法可取的是(　　) A．改用紅光照射 B．增大綠光的強度 C．增大光電管上的加速電壓 D．改用紫光照射 答案　D 解析　由愛因斯坦光電效應方程hν＝W＋Ekm，在逸出功一定時，只有增

7、大光的頻率，才能增加最大動能，與光的強度無關，故D項正確． [能力題] 9．能使某金屬產生光電效應的極限頻率為ν0(　　) A．當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，一定能產生光電子 B．當用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時，所產生的光電子的最大動能為hν0 C．當入射光的頻率ν大于ν0時，假設ν增大，那么逸出功增大 D．當入射光的頻率ν大于ν0時，假設ν增大一倍，那么光電子的最大動能也增大一倍 答案　AB 解析　因入射光的頻率大于極限頻率時產生光電效應，所以A正確；因為金屬的極限頻率為ν0，所以逸出功W＝hν0，再由Ekm＝hν－W得，Ekm＝2hν0－h(huán)ν0＝hν0，B正確

8、；因為逸出功是光電子恰好逸出時需要做的功，對于同種金屬是恒定的，故C項錯誤；由Ekm＝hν－W＝hν－h(huán)ν0＝h(ν－ν0)，可得當ν加倍時：＝≠2，故D項錯． 圖2 10.在做光電效應的實驗時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應，實驗測得光電子的最大動能Ekm與入射光的頻率ν的關系如圖2所示，由實驗圖線可求出(　　) A．該金屬的極限頻率 B．普朗克常量 C．該金屬的逸出功 D．單位時間逸出的光電子數 答案　ABC 解析　依據光電效應方程Ekm＝hν－W可知，當Ekm＝0時，ν＝ν0，即圖像中橫軸的截距在數值上等于金屬的極限頻率．圖線的斜率在數值上等于普朗克常量h.當ν＝0

9、時，Ekm＝－W，即圖像中縱坐標軸的截距在數值上等于金屬的逸出功． 11．(2021·浙江自選·14)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應現(xiàn)象，實驗裝置示意如圖3甲所示．普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s 圖3 (1)圖中電極A為光電管的____________(填“陰極〞或“陽極〞)； (2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關系如圖乙所示，那么銣的截止頻率νc＝____Hz，逸出功W0＝________J； (3)如果實驗中入射光的頻率ν＝7.00×1014 Hz，那么產生的光電子的最大初動能Ek＝________J. 答案　(1)陽極 (2)

10、(5.12～5.18)×1014　(3.39～3.43)×10－19 (3)(1.21～1.25)×10－19 [探究與拓展題] 12．鋁的逸出功是4.2 eV，現(xiàn)用波長為200 nm的光照射鋁的外表．求： (1)光電子的最大動能； (2)遏止電壓； (3)鋁的極限頻率． 答案　(1)3.225×10－19 J　(2)2.016 V (3)1.014×1015 Hz 解析　(1)根據光電效應方程Ekm＝hν－W有 Ekm＝－W＝ J－4.2×1.6×10－19 J＝3.225×10－19 J (2)由Ekm＝eU0可得U0＝＝ V＝2.016 V. (3)hν0＝W知 ν0＝＝ Hz＝1.014×1015 Hz.