2019-2020年高中物理 第17章 第1、2節(jié) 能量量子化 光的粒子性同步練習(xí) 新人教版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 第17章 第1、2節(jié) 能量量子化 光的粒子性同步練習(xí) 新人教版選修3-5 一、選擇題(1~4題為單選題,5、6題為多選題) 1.以下宏觀概念,哪些是“量子化”的( ) A.木棒的長(zhǎng)度 B.物體的質(zhì)量 C.物體的動(dòng)量 D.學(xué)生的個(gè)數(shù) 答案:D 解析:所謂“量子化”應(yīng)該是不連續(xù)的,一份一份的,故選項(xiàng)D正確。 2.關(guān)于黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系,下圖正確的是( ) 答案:B 解析:根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律:隨溫度升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,故圖線不會(huì)有交點(diǎn),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。另一方面,輻射強(qiáng)度的極大值會(huì)向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。 3.白天的天空各處都是亮的,是大氣分子對(duì)太陽(yáng)光散射的結(jié)果。假設(shè)一個(gè)運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子碰撞以后,電子向某一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),光子沿另一方向散射出去,則這個(gè)散射光子跟原來(lái)的光子相比( ) A.頻率變大 B.頻率不變 C.光子能量變大 D.波長(zhǎng)變長(zhǎng) 答案:D 解析:運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子碰撞時(shí),既遵守能量守恒,又遵守動(dòng)量守恒。碰撞中光子將能量hν的一部分傳遞給了電子,光子的能量減少,波長(zhǎng)變長(zhǎng),頻率減小,D選項(xiàng)正確。 4.(清遠(yuǎn)市xx~xx學(xué)年高二下學(xué)期期末)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用光照射光電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng)。如果僅減小光的強(qiáng)度而頻率保持不變,下列說(shuō)法正確的是( ) A.光電效應(yīng)現(xiàn)象消失 B.金屬的逸出功減小 C.光電子的最大初動(dòng)能變小 D.光電流減小 答案:D 解析:根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律易判選項(xiàng)D正確。 5.(昌樂(lè)二中xx~xx學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示,則下列說(shuō)法中正確的是( ) A.用紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.用紅色光照射鋅板,驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.鋅板帶的是負(fù)電荷 D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷 答案:AD 解析:將擦得很亮的鋅板連接驗(yàn)電器,用弧光燈照射鋅板(弧光燈發(fā)出紫外線),驗(yàn)電器指針張開(kāi)一個(gè)角度, 說(shuō)明鋅板帶了電。進(jìn)一步研究表明鋅板帶正電,這說(shuō)明在紫外光的照射下,鋅板中有一部分自由電子從表面飛出來(lái),鋅板中缺少電子,于是帶正電,A、D選項(xiàng)正確,紅光不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)。 6.在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí),某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得光電子的最大動(dòng)能Ek與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖所示,由實(shí)驗(yàn)圖線可求出( ) A.該金屬的極限頻率和極限波長(zhǎng) B.普朗克常量 C.該金屬的逸出功 D.單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù) 答案:ABC 解析:依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W可知,當(dāng)Ek=0時(shí),ν=ν0,即圖線橫坐標(biāo)的截距在數(shù)值上等于金屬的極限頻率。 圖線的斜率k=,可見(jiàn)圖線的斜率在數(shù)值上等于普朗克常量。 二、非選擇題 7.用同一束單色光,在同一條件下,先后照射鋅片和銀片,都能產(chǎn)生光電效應(yīng),這兩個(gè)過(guò)程中,對(duì)下列四個(gè)量,一定相同的是________,可能相同的是________,一定不相同的是________。 A.光子的能量 B.金屬的逸出功 C.光電子動(dòng)能 D.光電子最大初動(dòng)能 答案:A C BD 解析:光子的能量由光的頻率決定,同一束單色光頻率相同,因而光子能量相同,逸出功等于電子脫離原子核束縛需要做的最小的功,因此只由材料決定,鋅片和銀片的逸出功一定不相同。由Ek=hν-W,照射光子能量hν相同,逸出功W不同,則電子最大初動(dòng)能也不同,由于光電子吸收光子后到達(dá)金屬表面的路徑不同,途中損失的能量也不同,因而脫離金屬時(shí)的動(dòng)能可能分布在零到最大初動(dòng)能之間,所以,兩個(gè)不同光電效應(yīng)的光電子中,動(dòng)能是可能相等的。 8.如圖所示,當(dāng)電鍵S斷開(kāi)時(shí),用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60 V時(shí),電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時(shí),電流表讀數(shù)為零。 (1)求此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能的大小。 (2)求該陰極材料的逸出功。 答案:(1)0.6 eV (2)1.9 eV 解析:設(shè)用光子能量為2.5 eV的光照射時(shí),光電子的最大初動(dòng)能為Ek,陰極材料逸出功為W0。 當(dāng)反向電壓達(dá)到U=0.60 V以后,具有最大初動(dòng)能的光電子達(dá)不到陽(yáng)極,因此eU=Ek 由光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0 由以上二式:Ek=0.6 eV,W0=1.9 eV。 能力提升 一、選擇題(1~3題為單選題,4、5題為多選題) 1.在自然界生態(tài)系統(tǒng)中,蛇與老鼠和其他生物通過(guò)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成食物鏈,在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要的作用。蛇是老鼠的天敵,它是通過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫約37℃,它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為λm。根據(jù)熱輻射理論,λm與輻射源的絕對(duì)溫度T的關(guān)系近似為Tλm=2.9010-3mK。 (1)老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為( ) A.7.810-5m B.9.410-6m C.1.1610-4m D.9.710-8m (2)老鼠發(fā)生的最強(qiáng)的熱輻射屬于( ) A.可見(jiàn)光波段 B.紫外波段 C.紅外波段 D.X射線波段 答案:(1)B (2)C 解析:(1)老鼠的體溫T=(273+37)K=310K 由題設(shè)條件λm與T的近似關(guān)系式:λmT=2.9010-3mK 得λm==m≈9.410-6m,B正確。 (2)可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍4.010-7~7.010-7m,λm大于此范圍,所以屬于紅外線,C正確。也可根據(jù)老鼠的體溫不高不能輻射可見(jiàn)光進(jìn)行判斷。 2.如圖所示,為一光電管電路,滑動(dòng)變阻器觸頭位于ab上某點(diǎn),用光照射光電管陰極,電表無(wú)偏轉(zhuǎn),要使電表指針偏轉(zhuǎn),可采取的措施有( ) A.加大照射光的強(qiáng)度 B.換用波長(zhǎng)短的光照射 C.將P向b滑動(dòng) D.將電源正、負(fù)極對(duì)調(diào) 答案:B 解析:電表無(wú)偏轉(zhuǎn),說(shuō)明沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,即入射光的頻率小于極限頻率,要能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,只有增大入射光的頻率,即減小入射光的波長(zhǎng)。 3.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示。則可判斷出( ) A.甲光的頻率大于乙光的頻率 B.乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng) C.乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D.甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能 答案:B 解析:該題考查了光電效應(yīng)問(wèn)題,應(yīng)根據(jù)截止電壓判斷頻率。由eUc=mv2=hν-W可知ν丙>ν甲=ν乙 λ甲=λ乙>λ丙,所以A、D錯(cuò),B對(duì)。由于hν0=W,所以C錯(cuò)。 4.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示,由圖可知( ) A.隨溫度升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加 B.隨溫度降低,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加 C.隨溫度升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) D.隨溫度降低,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng) 答案:AC 解析:根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和題圖知,A正確,B錯(cuò)誤;溫度升高時(shí),輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),C正確,D錯(cuò)誤。 5.(黃岡中學(xué)xx~xx學(xué)年高二下學(xué)期期中)在圖甲所示的裝置中,K為一金屬板,A為金屬電極,都密封在真空的玻璃管中,W為由石英片封蓋的窗口,單色光可通過(guò)石英片射到金屬板K上,E為輸出電壓可調(diào)的直流電源,其負(fù)極與電極A相連,A是電流表,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)用某種頻率的單色光照射K時(shí),K會(huì)發(fā)出電子(光電效應(yīng)),這時(shí),即使A、K之間的電壓等于零,回路中也有電流。當(dāng)A的電勢(shì)低于K時(shí),而且當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值Uc時(shí),電流消失,Uc稱為遏止電壓,當(dāng)改變照射光的頻率ν,遏止電壓Uc也將隨之改變,其關(guān)系如圖乙所示,如果某次實(shí)驗(yàn)我們測(cè)出了畫出這條圖線所需的一系列數(shù)據(jù),又知道了電子電量,則( ) A.可得該金屬的極限頻率 B.可求得該金屬的逸出功 C.可求得普朗克常量 D.可求得電子的質(zhì)量 答案:ABC 解析:選項(xiàng)A,由題意結(jié)合光電效應(yīng)方程可知圖象乙中當(dāng)遏制電壓Uc=0時(shí),入射光頻率即極限頻率,故選項(xiàng)A正確;選項(xiàng)B,當(dāng)遏制電壓Uc=0時(shí),入射光子的能量即等于逸出功,故選項(xiàng)B正確;選項(xiàng)C,圖乙的斜率即普朗克常量,故選項(xiàng)C正確;選項(xiàng)D,電子質(zhì)量不可求得,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 二、非選擇題 6.有一個(gè)成語(yǔ)叫做“爐火純青”,原意說(shuō)的是道士煉丹時(shí)候的溫度控制,溫度高低主要是靠看火焰的顏色,溫度低的時(shí)候,是偏紅的,溫度最高的時(shí)候,才呈現(xiàn)青色,所以爐火純青表示溫度已經(jīng)足夠高了。怎樣用熱輻射來(lái)解釋溫度與顏色的關(guān)系? 解析: 黑體輻射與溫度之間有著密切的關(guān)系,熱輻射的光譜是連續(xù)光譜,輻射光譜的性質(zhì)與溫度有關(guān),在室溫下,大多數(shù)物體輻射不可見(jiàn)的紅外光。但當(dāng)物體被加熱到500℃左右時(shí),開(kāi)始發(fā)出暗紅色的可見(jiàn)光,隨著溫度的不斷上升,輝光逐漸亮起來(lái),而且波長(zhǎng)較短的輻射越來(lái)越多,大約在1500℃時(shí)就會(huì)變成明亮的白熾光。這說(shuō)明同一物體在一定溫度下所輻射的能量,在不同光譜區(qū)域的分布是不均勻的,而且溫度越高,光譜中與能量最大的輻射相對(duì)應(yīng)的頻率也越高。因此,火焰顏色也隨之而改變。 7.如圖所示,擦得很亮的絕緣鋅板A水平固定放置,其下方水平放有接地的銅板B,兩板間距離為d,兩板面積均為S,正對(duì)面積為S′,且S>S′。當(dāng)用弧光燈照射鋅板上表面后,A、B板間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。試分析: (1)液滴帶何種電荷? (2)用弧光燈再照射A板上表面,滴液做何種運(yùn)動(dòng)? (3)要使液滴向下運(yùn)動(dòng),應(yīng)采取哪些措施? 答案:(1)負(fù)電 (2)向上運(yùn)動(dòng) (3)將B板向右平移 解析:(1)鋅板受弧光燈照射發(fā)生光電效應(yīng),有光電子從鋅板A的上表面逸出,而使A板帶正電荷,接地的銅板B由于靜電感應(yīng)而帶負(fù)電,A、B板間形成方向向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),由液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)知qE=mg,所以液滴帶負(fù)電。 (2)當(dāng)再用弧光燈照射A板上表面時(shí),光電效應(yīng)繼續(xù)發(fā)生,使A板所帶正電荷增加,A、B板間場(chǎng)強(qiáng)增強(qiáng),所以qE>mg,使液滴向上運(yùn)動(dòng)。 (3)要使液滴向下運(yùn)動(dòng),即mg>qE,mg和q不變,則必須使E變小。因A板電荷量Q不變,則當(dāng)B板向右移動(dòng),增大兩板正對(duì)面積時(shí),電容增大,兩板間電勢(shì)差減小,而d不變,故場(chǎng)強(qiáng)E變小,qE- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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