2024年高中物理第十七章波立二象性第1节_第2节光的粒子性能量量子化随堂演练巩固提升新人教版选修3_5.docVIP

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第1节-第2节光的粒子性能量量子化

[随堂检测]

1．关于黑体辐射的试验规律叙述正确的有()

A．随着温度的上升，各种波长的辐射强度都有增加

B．随着温度的上升，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

C．黑体辐射的强度与波长无关

D．黑体辐射无任何试验规律

解析：选A．黑体辐射的规律为随着温度的上升各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．

2．用不同频率的紫外线分别照耀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改变的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一个Ek－ν坐标图中，用实线表示钨，用虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是()

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图线应当平行．图线的横轴截距代表了截止频率νc，而νc＝eq\f(W0,h)，因此钨的νc大些．综上所述，B图正确．

3．以往我们相识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能汲取到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的相识，用强激光照耀金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内汲取多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被试验证明．光电效应试验装置示意图如图所示．用频率为ν的一般光源照耀阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率ν的强激光照耀阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场．渐渐增大U，光电流会渐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)()

A．U＝eq\f(hν,e)－eq\f(W,e) B．U＝eq\f(2hν,e)－eq\f(W,e)

C．U＝2hν－W D．U＝eq\f(5hν,2e)－eq\f(W,e)

解析：选B．以从阴极K逸出的且具有最大初动能的光电子为探讨对象，由动能定理得：－Ue＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)①

由光电效应方程得：nhν＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋W(n＝2，3，4…)②

由①②式解得：U＝eq\f(nhν,e)－eq\f(W,e)(n＝2，3，4…)

故选项B正确．

4．(多选)现用某一光电管进行光电效应试验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是()

A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大

B．入射光的频率变高，饱和光电流变大

C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大

D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生

解析：选AC．依据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确；由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误．

5．在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λλ0)的单色光做该试验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.

解析：由W0＝hν0＝heq\f(c,λ0)，

又eUc＝Ek，

且Ek＝hν－W0，ν＝eq\f(c,λ)，

所以Uc＝eq\f(hc,e)(eq\f(1,λ)－eq\f(1,λ0))＝eq\f(hc,e)eq\f((λ0－λ),λλ0).

答案：heq\f(c,λ0)eq\f(hc,e)eq\f((λ0－λ),λλ0)

[课时作业]

一、单项选择题

1．(2024·宁波高二检测)对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()

A．温度 B．材料

C．表面状况 D．以上都正确

解析：选A．影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确．

2．关于光电效应，下列几种表述正确的是()

A．金属的极限频率与入射光的频率成正比

B．光电流的强度与入射光的强度无关

C．用不行见光照耀金属肯定比用可见光照耀同种金属产生的光电子的最大初动能要大

D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必需小于这个波长，才能产生光电效应

解析：选D．金属的极限频率由该金属确定，与入射光的频率无关，光电流的大小随入射光强度增大而增大，选项A