第十六章第39講提能訓(xùn)練練案[79]基礎(chǔ)過關(guān)練題組一普朗克黑體輻射的理論1．對黑體的認(rèn)識，下列說法正確的是(D)A．黑體不僅能吸收電磁波，也能反射電磁波B．黑體是黑色的且其自身輻射電磁波C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布除了與溫度有關(guān)，還與材料的種類及其表面狀況有關(guān)D．黑體是一種理想化模型，實(shí)際物體沒有絕對黑體[解析]黑體吸收電磁波而不發(fā)生反射，黑體自身向外輻射電磁波，不一定是黑色的，故A、B錯誤；黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與材料的種類及其表面狀況無關(guān)，故C錯誤；任何物體都會反射電磁波，只吸收不反射電磁波的物體實(shí)際是不存在的，黑體是一種理想化的模型，故D正確。2．(多選)(2024·南寧高三檢測)熱輻射是指所有物體在一定的溫度下都要向外輻射電磁波的現(xiàn)象，輻射強(qiáng)度是指垂直于電磁波傳播方向上的單位面積上單位時間內(nèi)所接收到的輻射能量。在研究某一黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律時，得到了四種溫度下黑體輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系如圖。圖中橫軸表示電磁波的波長，縱軸表示某種波長電磁波的輻射強(qiáng)度，則由輻射強(qiáng)度圖線可知，同一黑體在不同溫度下(BD)A．向外輻射同一波長的電磁波的輻射強(qiáng)度相同B．輻射強(qiáng)度的極大值隨溫度升高而向短波方向移動C．向外輻射的電磁波的總功率隨溫度升高而減小D．向外輻射的電磁波的波長范圍是相同的[解析]對于同一黑體，從圖中可以看出，溫度越高，向外輻射同一波長的電磁波的輻射強(qiáng)度越大，故A錯誤；從圖中可以看出，輻射強(qiáng)度的極大值隨溫度升高而向短波方向移動，故B正確；從圖中可以看出，隨著溫度的升高，各個波長的輻射強(qiáng)度均變大，故向外輻射的電磁波的總功率隨溫度升高而增大，故C錯誤；黑體可以輻射出任何波長的電磁波，在不同溫度下，向外輻射的電磁波的波長范圍是相同的，故D正確。題組二光電效應(yīng)規(guī)律和充電效應(yīng)方程的應(yīng)用3．(2024·廣東高三聯(lián)考)微光夜視儀的核心部件是像增強(qiáng)器，它主要由光陰極、微通道板、熒光屏幕三個部分組成(如圖所示)。光陰極將微弱的原始光信號通過光電效應(yīng)轉(zhuǎn)化成光電子，再通過微通道板對電子進(jìn)行倍增，利用二次發(fā)射的電子能將光電子數(shù)量增加數(shù)百上千倍，最后在熒光屏幕(陽極)上將增強(qiáng)后的電子信號再次轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號，讓人眼可以看到。在整個過程中，電子會被外加的靜電場加速，進(jìn)一步增強(qiáng)信號，下列說法正確的是(B)A．原始光信號無論頻率多少，都能使光陰極發(fā)生光電效應(yīng)B．原始光信號頻率越大，則經(jīng)過光陰極發(fā)生光電效應(yīng)后光電子的最大初動能越大C．原始光信號轉(zhuǎn)化而成的光電子就是光子D．電子被外加靜電場加速、說明該電場方向與電子運(yùn)動方向相同[解析]原始光信號頻率必須大于極限頻率，才能發(fā)生光電效應(yīng)，選項A錯誤；原始光信號頻率越大，則經(jīng)過光陰極發(fā)生光電效應(yīng)后光電子的最大初動能越大，選項B正確；原始光信號轉(zhuǎn)化而成的光電子是電子，而非光子，選項C錯誤；電子被外加靜電場加速，說明該電場方向與電子運(yùn)動方向相反，選項D錯誤。故選B。4．頻率為ν的光照射某金屬時，產(chǎn)生光電子的最大初動能為Ekm。改為頻率為2ν的光照射同一金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動能為(h為普朗克常量)(C)A．Ekm－h(huán)ν B．2EkmC．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν[解析]根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekm＝hν－W0，若入射光頻率變?yōu)?ν，則Ekm′＝h·2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故選項C正確。5．(2024·湖南高三階段練習(xí))下表給出了鋁和鈣的截止頻率和逸出功，已知普朗克常量與光速的乘積為1240eV·nm，若用200nm的光分別照射兩種金屬，下列選項正確的是(C)金屬鋁鈣νc/(1014Hz)10.17.73W0/eV4.23.2A．只有金屬鈣能發(fā)生光電效應(yīng)B．若增大入射光的波長，則截止頻率減小C．金屬鋁和鈣對應(yīng)遏止電壓之比為2∶3D．金屬鋁和鈣對應(yīng)遏止電壓之比為21∶16[解析]由題意可知，光子能量E＝eq\f(hc,λ)＝eq\f(1240,200)eV＝6.2eV，光子能量大于兩種金屬的逸出功，故均能發(fā)生光電效應(yīng)，A錯誤；截止頻率只與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，B錯誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝E－W0和動能定理qU＝Ek得，鋁的遏止電壓為2V，鈣的遏止電壓為3V，金屬鋁和金屬鈣的遏止電壓之比為2∶3，故C正確，D錯誤。故選C。題組三光電效應(yīng)圖像6．(多選)(2024·平頂山高三階段檢測)用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線如圖，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，電子電荷量e＝1.6×10－19C，由圖可知(ACD)A．該金屬的截止頻率為4.27×1014HzB．該金屬的截止頻率為5.5×1014HzC．該圖線的斜率表示普朗克常量D．該金屬的逸出功約為1.77eV[解析]由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，可知圖線的橫截距表示該金屬的截止頻率，則νc＝4.27×1014Hz，故A正確，B錯誤；由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，該圖線的斜率表示普朗克常量，故C正確；該金屬的逸出功W0＝hνc＝eq\f(6.63×10－34×4.27×1014,1.6×10－19)eV≈1.77eV，故D正確。7．光電效應(yīng)的Uc－ν圖像如圖所示。若電子的電荷量為e，則普朗克常量可表示為(B)A．eq\f(be,a) B．eq\f(be,2a)C．eq\f(be,3a) D．eq\f(be,4a)[解析]根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，結(jié)合動能定理有eUc＝hν－h(huán)ν0，整理得Uc＝eq\f(h,e)·ν－eq\f(h,e)·ν0，結(jié)合題圖有eq\f(h,e)＝eq\f(b,2a)，解得h＝eq\f(be,2a)。A、C、D錯誤，B正確。8．(2024·河南洛陽調(diào)研)如圖所示為用某金屬研究光電效應(yīng)規(guī)律得到的光電流隨電壓變化關(guān)系的圖像，用單色光1和單色光2分別照射該金屬時，逸出的光電子的最大初動能分別為Ek1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說法正確的是(D)A．Ek1>Ek2B．單色光1的頻率比單色光2的頻率高C．增大單色光1的強(qiáng)度，其遏止電壓會增大D．單色光1和單色光2的頻率之差為eq\f(Ek1－Ek2,h)[解析]由于Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2，且Uc1<Uc2，所以Ek1<Ek2，A項錯誤；由Ek＝hν－W0可知ν＝eq\f(eUc＋W0,h)，所以單色光1的頻率比單色光2的頻率低，B項錯誤；只增大單色光的強(qiáng)度，光電子的最大初動能不變，因此遏止電壓不變，C項錯誤；Ek1＝hν1－W0，Ek2＝hν2－W0，得ν1－ν2＝eq\f(Ek1－Ek2,h)，D項正確。題組四對波粒二象性的理解9．(多選)關(guān)于光的波粒二象性，正確的說法有(ABD)A．光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著B．光的波長越長，光的能量越小，波動性越顯著C．頻率高的光子不具有波動性，波長較長的光子不具有粒子性D．個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動性[解析]光具有波粒二象性，但在不同情況下表現(xiàn)不同，頻率越高，波長越短，粒子性越顯著，反之波動性越顯著，個別光子易顯示粒子性，大量光子易顯示波動性，故A、B、D三項正確。10．(多選)(2023·海南卷)已知一個激光發(fā)射器功率為P，發(fā)射波長為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則(AC)A．光的頻率為eq\f(c,λ)B．光子的能量為eq\f(h,λ)C．光子的動量為eq\f(h,λ)D．在時間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為eq\f(Ptc,hλ)[解析]光的頻率ν＝eq\f(c,λ)，選項A正確；光子的能量E＝hν＝eq\f(hc,λ)，選項B錯誤；光子的動量p＝eq\f(h,λ)，選項C正確；在時間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)n＝eq\f(Pt,E)＝eq\f(Ptλ,hc)，選項D錯誤。故選AC。能力綜合練11．(多選)如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，分別用波長為λ1、λ2的單色光照射光電管的陰極K，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為U1、U2。設(shè)電子的質(zhì)量為m、所帶的電荷量為e，真空中的光速為c，極限波長為λ0，下列說法正確的是(AC)A．用波長為λ2的光照射時，光電子的最大初動能為eU2B．用波長為λ2的光照射時，光電子的最大初動能為eq\f(eU1－U2λ1,λ2－λ1)－eq\f(eU1－U2λ0,λ2－λ1)C．普朗克常量等于eq\f(eU1－U2λ1λ2,cλ2－λ1)D．陰極K金屬的極限頻率為eq\f(cU1λ1－U2λ2,U1－U2)[解析]根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，則有Ekm＝eq\f(hc,λ2)－W0＝eU2，故A正確，B錯誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得hν1＝eU1＋W0，hν2＝eU2＋W0，聯(lián)立解得h＝eq\f(eU1－U2,ν1－ν2)＝eq\f(eλ1λ2U1－U2,cλ2－λ1)，故C正確；陰極K金屬的極限頻率ν0＝eq\f(hν1－eU1,h)＝eq\f(cU1λ1－U2λ2,λ1λ2U1－U2)，D錯誤。12．(2024·河北邯鄲高三階段練習(xí))圖甲是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的裝置，用a、b兩種不同頻率的單色光分別做實(shí)驗(yàn)，a光形成的相鄰兩條亮紋中心之間的距離較大。圖乙是研究光電效應(yīng)工作的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)用a、b兩束光分別照射陰極時，微安表均有示數(shù)，普朗克常量為h，下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率B．用a光照射陰極，滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表的示數(shù)一定增大C．用b光照射陰極時，光電子的最大初動能較大D．陰極K接電源正極，微安表示數(shù)一定為零[解析]根據(jù)Δx＝eq\f(L,d)λ知，a光產(chǎn)生的條紋間距大，則a光的波長長，頻率小，故A錯誤；滑動變阻器的滑片向右滑動時，光電管兩端電壓增大，會有更多光電子達(dá)到陽極，電流表的示數(shù)逐漸增大，當(dāng)達(dá)到飽和光電流后，電流表示數(shù)不再增大，故B錯誤；根據(jù)Ekm＝eq\f(1,2)mv2＝hν－W，已知b光頻率大，可得用b光照射陰極時，光電子的最大初動能較大，故C正確；陰極K接電源正極時，該裝置所加的電壓為反向電壓，而當(dāng)逸出的光電子的最大初動能較小，使其無法達(dá)到A端，此時電流表示數(shù)才為0，故D錯誤。故選C。13．某光電管的陰極在某單色光照射下恰好發(fā)生光電效應(yīng)，陰極與陽極之間所加電壓大小為U，光電流為I。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，假設(shè)光電子垂直碰撞陽極且碰撞后即被吸收，則光電子對陽極板的平均作用力F的大小為(A)A．eq\f(I,e)eq\r(2meU) B．eq\f(I,e)eq\r(meU)C．eq\f(e,I)eq\r(2meU) D．eq\f(e,I)eq\r(meU)[解析]根