【步步高】2014-2015學(xué)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[基礎(chǔ)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(xiàng)A正確．2．2006年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩名美國科學(xué)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．他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)．下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中正確的是()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(guān)C．黑體的熱輻射實(shí)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(shè)答案ACD解析根據(jù)熱輻射的定義，A正確；根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，B錯(cuò)誤，普朗克在研究黑體輻射時(shí)最早提出了能量子假設(shè)，他認(rèn)為能量是一份一份的，一份是一個(gè)能量子，黑體輻射本質(zhì)上是電磁輻射，故C、D正確．3．關(guān)于光電效應(yīng)的規(guī)律，下列說法中正確的是()A．只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應(yīng)才能產(chǎn)生B．光電子的最大動(dòng)能跟入射光強(qiáng)度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間一般都大于10－7sD．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比答案D解析由E＝hν＝heq\f(c,λ)知，當(dāng)入射光波長小于極限波長時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)．由Ekm＝hν－W知，最大動(dòng)能由入射光頻率決定，與光強(qiáng)度無關(guān)，故B錯(cuò)．發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間一般不超過10－9s，故C錯(cuò)．4．科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子．假設(shè)光子與電子碰撞前的波長為λ，碰撞后的波長為λ′，則碰撞過程中()A．能量守恒，動(dòng)量不守恒，且λ＝λ′B．能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且λ＝λ′C．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ<λ′D．能量守恒，動(dòng)量守恒，且λ>λ′答案C解析能量守恒和動(dòng)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(shí)遵循這兩個(gè)規(guī)律．光子與電子碰撞前光子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ)，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能量E′＝hν′＝heq\f(c,λ′)，由E>E′可知λ<λ′，選項(xiàng)C正確．5．如圖1所示，畫出了四種溫度下黑體輻射的本領(lǐng)與波長的關(guān)系圖像，從圖像可以看出，隨著溫度的升高，則()圖1A．各種波長的輻射本領(lǐng)都有增加B．只有波長短的輻射本領(lǐng)增加C．輻射本領(lǐng)的最大值向波長較短的方向移動(dòng)D．輻射電磁波的波長先增大后減小答案AC解析根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和輻射本領(lǐng)與波長的關(guān)系可判斷A、C正確．6．硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能．若有N個(gè)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·eq\f(c,λ0) B．Nh·eq\f(c,λ0)C．N·hλ0 D．2Nhλ0答案B解析一個(gè)光電子的能量E＝hν＝heq\f(c,λ0)，則N個(gè)光子的總能量N·E＝Nheq\f(c,λ0).選項(xiàng)B正確．7．某金屬的逸出功為2.3eV，這意味著()A．這種金屬內(nèi)部的電子克服原子核引力做2.3eV的功即可脫離表面B．這種金屬表層的電子克服原子核引力做2.3eV的功即可脫離表面C．要使這種金屬有電子逸出，入射光子的能量必須大于2.3eVD．這種金屬受到光照時(shí)若有電子逸出，則電子離開金屬表面時(shí)的動(dòng)能至少等于2.3eV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(chǎn)生了光電效應(yīng)，欲使光電子從陰極逸出時(shí)的最大動(dòng)能增加，下列做法可取的是()A．改用紅光照射B．增大綠光的強(qiáng)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(yīng)方程hν＝W＋Ekm，在逸出功一定時(shí)，只有增大光的頻率，才能增加最大動(dòng)能，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故D項(xiàng)正確．[能力題]9．已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0()A．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，一定能產(chǎn)生光電子B．當(dāng)用頻率為2ν0的單色光照射該金屬時(shí)，所產(chǎn)生的光電子的最大動(dòng)能為hν0C．當(dāng)入射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大，則逸出功增大D．當(dāng)入射光的頻率ν大于ν0時(shí)，若ν增大一倍，則光電子的最大動(dòng)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(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)，所以A正確；因?yàn)榻饘俚臉O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；因?yàn)橐莩龉κ枪怆娮忧『靡莩鰰r(shí)需要做的功，對(duì)于同種金屬是恒定的，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由Ekm＝hν－W＝hν－h(huán)ν0＝h(ν－ν0)，可得當(dāng)ν加倍時(shí)：eq\f(Ekm′,Ekm)＝eq\f(2ν－ν0,ν－ν0)≠2，故D項(xiàng)錯(cuò)．圖210.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Ekm與入射光的頻率ν的關(guān)系如圖2所示，由實(shí)驗(yàn)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(shí)間逸出的光電子數(shù)答案ABC解析依據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W可知，當(dāng)Ekm＝0時(shí)，ν＝ν0，即圖像中橫軸的截距在數(shù)值上等于金屬的極限頻率．圖線的斜率在數(shù)值上等于普朗克常量h.當(dāng)ν＝0時(shí)，Ekm＝－W，即圖像中縱坐標(biāo)軸的截距在數(shù)值上等于金屬的逸出功．11．(2013·浙江自選·14)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖3甲所示．已知普朗克常量h＝×10－34J·s圖3(1)圖中電極A為光電管的____________(填“陰極”或“陽極”)；(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率νc＝____Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝________J.答案(1)陽極～5.18)×1014～3.43)×10－19～1.25)×10－19[探究與拓展題]12．鋁的逸出功是4.2eV，現(xiàn)用波長為200nm的光照射鋁的表面．求：(1)光電子的最大動(dòng)能；(2)遏止電壓；(3)鋁的極限頻率．答案×10－19J(2)2.016V×1015Hz解析(1)根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W有Ekm＝eq\f(hc,λ)－W＝eq\×1