提能訓(xùn)練練案[83]基礎(chǔ)鞏固練題組一普朗克黑體輻射的理論1．對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是()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(zhǎng)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(duì)黑體[答案]D[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(cuò)誤；黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)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(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；任何物體都會(huì)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．如圖所示為黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射電磁波的波長(zhǎng)的關(guān)系圖像，則下列說法正確的是()A．T1<T2B．在同一溫度下，波長(zhǎng)越短的電磁波輻射強(qiáng)度越大C．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(zhǎng)較短方向移動(dòng)[答案]D[解析]不同溫度的黑體向外輻射的電磁波的波長(zhǎng)范圍是不同的，溫度越高輻射強(qiáng)度極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)越短，所以T1>T2，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，同一溫度下，輻射強(qiáng)度最大的電磁波波長(zhǎng)不是最大的，也不是最小的，而是處在最大與最小波長(zhǎng)之間，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，黑體的輻射強(qiáng)度隨著溫度的升高而增大，故C錯(cuò)誤；隨著溫度的升高，不同波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都會(huì)增大，同時(shí)輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故D正確。題組二光電效應(yīng)規(guī)律和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用3．(多選)(2025·八省聯(lián)考內(nèi)蒙古卷)如圖，不帶電的鋅板經(jīng)紫外線短暫照射后，其前面的試探電荷q受到了斥力，則()A．q帶正電B．q遠(yuǎn)離鋅板時(shí)，電勢(shì)能減小C．可推斷鋅原子核發(fā)生了β衰變D．用導(dǎo)線連接鋅板前、后表面，q受到的斥力將消失[答案]AB[解析]用紫外線短暫照射鋅板時(shí)，鋅板發(fā)生了光電效應(yīng)，電子從鋅板中逸出，鋅板失去電子帶正電，由于試探電荷q受到了斥力，故q帶正電，故A正確；q遠(yuǎn)離鋅板時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故B正確；鋅板有電子逸出是光電效應(yīng)，不是鋅原子核發(fā)生β衰變，故C錯(cuò)誤；用導(dǎo)線連接鋅板前、后表面，鋅板仍帶正電，則q受到的斥力不會(huì)消失，故D錯(cuò)誤。故選AB。4．研究光電效應(yīng)的電路圖如圖所示，入射光照射由某種金屬制成的陰極K，發(fā)生光電效應(yīng)，光電子從陰極K運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極A，在電路中形成光電流。已知該種金屬的極限頻率為ν0，電子電荷量的絕對(duì)值為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A．若電源M端為正極，光強(qiáng)不變，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，則電流表示數(shù)一定不斷增大B．若電源N端為正極，則電壓表的示數(shù)為eq\f(hν0,e)時(shí)，電流表示數(shù)恰好為零C．若電源N端為正極，入射光頻率等于2ν0，則當(dāng)電壓表示數(shù)為eq\f(hν0,e)時(shí)，電流表示數(shù)恰好為零D．若電源M端為正極，入射光的頻率ν<ν0，則向右滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以產(chǎn)生光電流[答案]C[解析]若電源M端為正極，光強(qiáng)不變，飽和光電流不變，在光電流達(dá)到飽和值之前，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，A、K兩極間的電壓增大，電路中電流增大，當(dāng)光電流達(dá)到飽和值之后，A、K兩極間的電壓增大，電路中的電流保持不變，A錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，當(dāng)入射光頻率為ν(ν>ν0)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－h(huán)ν0，若電源N端為正極，電路中電流剛好變?yōu)榱銜r(shí)，K、A兩極間電壓為遏止電壓，設(shè)為Uc，根據(jù)動(dòng)能定理得eUc＝Ek，聯(lián)立解得Uc＝eq\f(h(ν－ν0),e)，電流表的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)為eq\f(h(ν－ν0),e)，而當(dāng)入射光頻率等于2ν0時(shí)，遏止電壓Uc＝eq\f(h(2ν0－ν0),e)＝eq\f(hν0,e)，此時(shí)電流表的示數(shù)為零，B錯(cuò)誤，C正確；入射光的頻率ν<ν0時(shí)，不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，陰極K沒有光電子逸出，無(wú)論怎樣改變滑動(dòng)變阻器R的阻值，都不能產(chǎn)生光電流，D錯(cuò)誤。題組三光電效應(yīng)圖像5．(多選)(2025·平頂山高三階段檢測(cè))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()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[答案]ACD[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(cuò)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。6．在光電效應(yīng)中，當(dāng)一定頻率的光照射某種金屬時(shí)，實(shí)驗(yàn)得到的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν關(guān)系如圖所示，其橫軸截距為a，縱軸截距為－b，電子的電荷量為e。下列說法正確的是()A．遏止電壓與入射光的頻率成正比 B．金屬的逸出功為ebC．金屬的截止頻率為b D．普朗克常量h＝eq\f(ea,b)[答案]B[解析]根據(jù)光電效應(yīng)方程得電子的最大初動(dòng)能為Ekm＝hν－W0，根據(jù)動(dòng)能定理得－eUc＝0－Ekm，聯(lián)立解得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，遏止電壓與入射光的頻率不成正比關(guān)系，Uc－ν圖像的斜率為eq\f(h,e)＝eq\f(b,a)，解得普朗克常量為h＝eq\f(eb,a)，Uc－ν圖像的縱軸截距為－eq\f(W0,e)＝－b，解得金屬的逸出功為W0＝eb，金屬的截止頻率為ν0＝a，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。7．(2025·河南洛陽(yáng)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(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能分別為Ek1和Ek2，普朗克常量為h，則下列說法正確的是()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(huì)增大D．單色光1和單色光2的頻率之差為eq\f(Ek1－Ek2,h)[答案]D[解析]由于Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2，且Uc1<Uc2，所以Ek1<Ek2，A項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤；只增大單色光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能不變，因此遏止電壓不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Ek1＝hν1－W0，Ek2＝hν2－W0，得ν1－ν2＝eq\f(Ek1－Ek2,h)，D項(xiàng)正確。題組四康普頓效應(yīng)對(duì)波粒二象性的理解8．(2024·湖南卷)量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，下列關(guān)于量子論的說法正確的是()A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C．康普頓研究石墨對(duì)X射線散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長(zhǎng)小于原波長(zhǎng)的射線成分D．德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動(dòng)性，而電子不具有波動(dòng)性[答案]B[解析]普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是一份一份的，是不連續(xù)的，故A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)照射光的頻率大于金屬的極限頻率時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，紫光的頻率大于紅光的，當(dāng)紅光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，改用紫光照射也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；康普頓研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射的X射線中有波長(zhǎng)大于原波長(zhǎng)的射線成分，故C錯(cuò)誤；德布羅意認(rèn)為實(shí)物粒子也有波動(dòng)性，即電子和質(zhì)子都具有波動(dòng)性，故D錯(cuò)誤。9．(多選)(2023·海南卷)已知一個(gè)激光發(fā)射器功率為P，發(fā)射波長(zhǎng)為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則()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(dòng)量為eq\f(h,λ)D．在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為eq\f(Ptc,hλ)[答案]AC[解析]光的頻率ν＝eq\f(c,λ)，選項(xiàng)A正確；光子的能量E＝hν＝eq\f(hc,λ)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，選項(xiàng)C正確；在時(shí)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(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AC。能力提升練10．某電子的質(zhì)量為me、德布羅意波長(zhǎng)為λ，一質(zhì)量為m的油滴與該電子具有相同的動(dòng)能，則該油滴的德布羅意波長(zhǎng)為()A．eq\r(\f(me,m))λ B．eq\r(\f(m,me))λC．eq\f(me,m)λ D．eq\f(m,me)λ[答案]A[解析]由題意可得eq\f(1,2)meveq\o\al(2,e)＝eq\f(1,2)mv2，λ＝eq\f(h,p)，p＝mv，聯(lián)立可得該油滴的德布羅意波長(zhǎng)為λ′＝eq\r(\f(me,m))λ，故選A。11．(2025·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(shí)，微安表均有示數(shù)，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率B．用a光照射陰極，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)一定增大C．用b光照射陰極時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能較大D．陰極K接電源正極，微安表示數(shù)一定為零[答案]C[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(zhǎng)長(zhǎng)，頻率小，故A錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，光電管兩端電壓增大，會(huì)有更多光電子達(dá)到陽(yáng)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(cuò)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(shí)，光電子的最大初動(dòng)能較大，故C正確；陰極K接電源正極時(shí)，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(dòng)能較小，使其無(wú)法達(dá)到A端，此時(shí)電流表示數(shù)才為0，故D錯(cuò)誤。故選C。12．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(yáng)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(yáng)極且碰撞后即被吸收，則光電子對(duì)陽(yáng)極板的平均作用力F的大小為()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)[答案]A[解析]根據(jù)題意，陰極金屬恰好發(fā)生光電效應(yīng)，則說明光電子離開陰極的速度為0，根據(jù)動(dòng)能定理有eU＝eq\f(1,2)mv2，可得v＝eq\r(\f(2eU,m))，每個(gè)光電子到達(dá)陽(yáng)極板時(shí)的動(dòng)量變化量大小為Δp0＝mv＝eq\r(2meU)，設(shè)時(shí)間Δt內(nèi)有n個(gè)電子打在陽(yáng)極板上，則有I＝eq\f(q,Δt)＝eq\f(ne,Δt)，由動(dòng)量定理可得平均作用力為F＝neq\f(Δp0,Δt)，由以上整理得F＝eq\f(I,e)eq\r(2meU)，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。13．(多選)如圖甲所示，a、b兩束單色光分別沿不同方向射向橫截面為半圓形玻璃磚的圓心O，已知a光剛好發(fā)生全反射，b光的折射光線(反射光線未畫出)剛好與a光的反射光線重疊。將這兩束單色光分別射向圖乙所示的裝置，僅有一束光能發(fā)生光電效應(yīng)。調(diào)節(jié)滑片P的位置，當(dāng)電流表示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表示數(shù)為Uc。已知K極板上金屬的極限頻率為ν0，電子電荷量的絕對(duì)值為e，普朗克常量為h。下列說法正確的是()A．若將b光沿a光的光路射向O點(diǎn)，b光也能發(fā)生全反射B．用同一雙縫做光的干涉實(shí)驗(yàn)，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光的大C．a(chǎn)光的光子能量為hν0＋eUcD．用圖乙所示裝置測(cè)量遏止電壓，滑片P應(yīng)從圖示位置向左端滑動(dòng)[答案]CD[解析]由光路可知na＝eq\f(1,sinβ)，nb＝eq\f(sinα,sinβ)，則na>nb，sinCb＝eq