（全國通用版）2018-2019高中物理 第十七章 波粒二象性 第1節(jié) 能量量子化 第2節(jié) 光的粒子性課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-5.doc

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第十七章第1節(jié) 能量量子化 第2節(jié) 光的粒子性 基礎(chǔ)夯實(shí) 一、選擇題(15題為單選題，6、7題為多選題)1以下宏觀概念，哪些是“量子化”的(D)A木棒的長度 B物體的質(zhì)量C物體的動(dòng)量 D學(xué)生的個(gè)數(shù)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溫度較低的恒星，在天空中呈現(xiàn)(A)A暗紅色 B黃色C白色 D藍(lán)色解析：恒星的顏色是由溫度決定的，溫度越低，顏色越偏紅，溫度越高，顏色越偏藍(lán)。故天空中呈現(xiàn)暗紅色，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。3下列電磁波光子能量最強(qiáng)的是(B)A紫外線 BX射線C可見光 D紅外線解析：紫外線、X射線、可見光、紅外線中X射線的波長最短、頻率最高，所以X射線光子的能量h最強(qiáng)，所以B正確；A、C、D錯(cuò)誤。4白天的天空各處都是亮的，是大氣分子對(duì)太陽光散射的結(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)散射光子跟原來的光子相比(D)A頻率變大 B頻率不變C光子能量變大 D波長變長解析：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h的一部分傳遞給了電子，光子的能量減少，波長變長，頻率減小，D選項(xiàng)正確。5(黑龍江綏化市肇東一中20152016學(xué)年高二下學(xué)期期中)愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率的關(guān)系如圖所示，其中0為極限頻率。從圖中可以確定的是(D)A逸出功與有關(guān)BEkm與入射光強(qiáng)度成正比C0時(shí)，會(huì)逸出光電子D圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析：金屬的逸出功是由金屬自身決定的，與入射光頻率無關(guān)，其大小Wh，故A錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW，可知光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，但入射光越強(qiáng)，光電流越大，只要入射光的頻率不變，則光電子的最大初動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤；要有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能Ekm0，即只有入射光的頻率大于金屬的極限頻率即0時(shí)才會(huì)有光電子逸出。故C錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkmhW，可知h，故D正確。6在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開一個(gè)小孔，小孔可看做黑體，由小孔的熱輻射特征，就可以確定爐內(nèi)的溫度，如圖所示，就是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波波長的關(guān)系圖象，則下列說法正確的是(AD)A T1T2B T1T2C隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有所降低D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(dòng)解析：一般材料的物體輻射能的多少?zèng)Q定于物體的溫度(T)、輻射波的波長、時(shí)間的長短和發(fā)射的面積，而黑體是指在任何溫度下，全部吸收任何波長的輻射的物體，黑體輻射的強(qiáng)度按波長的分布只與溫度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有所增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。從題圖中可看出，1T2。本題正確選項(xiàng)為A、D。7(多選)(寧波諾丁漢大學(xué)附屬中學(xué)20172018學(xué)年度高二下學(xué)期期中)如圖所示，兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U，一束波長為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，已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說法中正確的是(ABD)A入射光子的能量為hB到達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為hWeUC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(huì)有光電子逸出解析：根據(jù)Eh，而，則光子的能量為h，故A正確；光電子的逸出最大動(dòng)能EkmhW，根據(jù)動(dòng)能定理，EkmEkmeU，則到達(dá)A板的光電子的最大動(dòng)能為hWeU，故B正確；若減小入射光的波長，那么頻率增大，一定會(huì)有光電子逸出，故D正確；金屬板的逸出功與極限頻率有關(guān)，與板間電壓無關(guān)，故C錯(cuò)誤。二、非選擇題8有一個(gè)成語叫做“爐火純青”，原意說的是道士煉丹時(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)物體輻射不可見的紅外光。但當(dāng)物體被加熱到500左右時(shí)，開始發(fā)出暗紅色的可見光，隨著溫度的不斷上升，輝光逐漸亮起來，而且波長較短的輻射越來越多，大約在1500時(shí)就會(huì)變成明亮的白熾光。這說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。 能力提升 一、選擇題(12題為單選題，34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營養(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，它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫約37，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長為m。根據(jù)熱輻射理論，m與輻射源的絕對(duì)溫度T的關(guān)系近似為Tm2.90103mK。(1)老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長為(B)A7.8105m B9.4106mC1.16104m D9.7108m(2)老鼠發(fā)生的最強(qiáng)的熱輻射屬于(C)A可見光波段 B紫外波段C紅外波段 DX射線波段解析：(1)老鼠的體溫T(27337)K310K由題設(shè)條件m與T的近似關(guān)系式：mT2.90103mK得mm9.4106m，B正確。(2)可見光的波長范圍4.01077.0107m，m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，不能輻射可見光進(jìn)行判斷。2(湖北宜昌市葛州壩中學(xué)20152016學(xué)年高二下學(xué)期期中)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(B)A甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長大于丙光的波長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)能解析：該題考查了光電效應(yīng)問題，應(yīng)根據(jù)截止電壓判斷頻率。由eUcmv2hW可知丙甲乙甲乙丙，所以A、D錯(cuò)誤，B正確；由于h0W，所以C錯(cuò)誤。3(河北冀州中學(xué)20162017年學(xué)高二下學(xué)期期中)如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線，普朗克常量h6.631034Js，由圖可知(AC)A該金屬的極限頻率為4.31014HzB該金屬的極限頻率為5.51014HzC該圖線的斜率表示普朗克常量D該金屬的逸出功為0.5eV解析：由光電效應(yīng)方程EkmhW知圖線與橫軸交點(diǎn)為金屬的極限頻率，即04.31014Hz，A正確，B錯(cuò)誤；該圖線的斜率為普朗克常量，C正確；金屬的逸出功Wh06.6310344.31014/1.61019eV1.8eV，D錯(cuò)誤。4(江西省南康中學(xué)20162017學(xué)年高二下學(xué)期期中)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零；移動(dòng)變阻器的觸頭c，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，則下列說法正確的是(BD)A光電子的最大初動(dòng)能始終為1.05eVB光電管陰極的逸出功為1.05eVC當(dāng)滑動(dòng)觸頭向a端滑動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，電流增大D改用能量為2.5eV的光子照射，移動(dòng)變阻器的觸頭c，電流表G中也可能有電流解析：由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0可知，同種金屬的逸出功相同，所以光電子逸出后的初動(dòng)能取決于獲得的能量，A錯(cuò)誤；當(dāng)電壓表示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表無示數(shù)，說明遏止電壓為1.7V，由eUmv2，可求得光電管的逸出功為1.05eV，B正確；若光的頻率不變，反向電壓大于遏止電壓后電路中就不再有電流，C錯(cuò)誤；當(dāng)入射光頻率超過截止頻率，且反向電壓小于遏止電壓，電路中就會(huì)有電流，D正確。二、非選擇題5如圖所示，當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，用光子能量為2.5eV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0.60V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0.60V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)0.6eV(2)1.9eV解析：設(shè)用光子能量為2.5eV的光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ek，陰極材料逸出功能為W0。當(dāng)反向電壓達(dá)到U0.60V以后，具有最大初動(dòng)能的光電子達(dá)不到陽極，因此eUEk由光電效應(yīng)方程：EkhW0由以上二式：Ek0.6eV，W01.9eV。