學(xué)業(yè)分層測評(六)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標(biāo)]1．(多選)以下關(guān)于輻射強度與波長關(guān)系的說法中正確的是()A．物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波B．當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時，說明它的溫度不太高C．當(dāng)鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色，說明此時輻射的電磁波中該顏色的光強度最強D．早、晚時分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時分呈現(xiàn)白色，說明中午時分太陽溫度最高【解析】由輻射強度隨波長變化關(guān)系圖知，隨著溫度的升高，各種波長的波的輻射強度都增加，而熱輻射不是僅輻射一種波長的電磁波，選項B、C正確．【答案】BC2．頻率為ν的光子，具有的能量為hν，動量為eq\f(hν,c)，將這個光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，光子將偏離原運動方向，這種現(xiàn)象稱為光子的散射，下列關(guān)于光子散射的說法正確的是()A．光子改變原來的運動方向，且傳播速度變小B．光子改變原來的傳播方向，但傳播速度不變C．光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大D．由于受到電子碰撞，散射后的光子波長小于入射光子的波長【解析】碰撞后光子改變原來的運動方向，但傳播速度大小不變，A錯誤，B正確；光子由于在與電子碰撞中損失能量，因而頻率減小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，C、D均錯誤．【答案】B3．(多選)如圖17-1-12所示是某金屬在光的照射下，光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，由圖象可知()圖17-1-12A．該金屬的逸出功等于EB．該金屬的逸出功等于hν0C．入射光的頻率為ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為ED．入射光的頻率為2ν0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E【解析】題中圖象反映了光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，知當(dāng)入射光的頻率恰為金屬的截止頻率ν0時，光電子的最大初動能Ek＝0，此時有hν0＝W0，即該金屬的逸出功等于hν0，根據(jù)圖線的物理意義，有W0＝E，故選項A、B、D正確，而選項C錯誤．【答案】ABD4．(多選)美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長λ0相同的成分外，還有波長大于λ0的成分，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)．關(guān)于康普頓效應(yīng)，以下說法正確的是 ()A．康普頓效應(yīng)說明光子具動量B．康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有波動性C．康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性D．當(dāng)光子與晶體中的電子碰撞后，其能量增加【解析】康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，B項錯誤，A、C項正確；光子與晶體中的電子碰撞時滿足動量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量轉(zhuǎn)移給電子，光子的能量會減少，D項錯誤．【答案】AC5．(多選)已知鈣的逸出功是3.20eV，對此理解正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：】A．鈣中的電子脫離鈣需做功3.20eVB．鈣表面的電子脫離鈣需做功3.20eVC．鈣只需吸收3.20eV的能量就有電子逸出D．入射光子的能量必須大于3.20eV才能發(fā)生光電效應(yīng)【解析】逸出功是使電子脫離某種金屬所做功的最小值，它等于金屬表面的電子脫離金屬所做的功，故A錯誤，B正確；鈣中的電子至少吸收3.20eV的能量才可能逸出，C錯誤；由光電效應(yīng)發(fā)生的條件知，D正確．【答案】BD6．2006年度諾貝爾物理學(xué)獎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為是宇宙學(xué)研究進入精密科學(xué)時代的起點．下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中錯誤的是()【導(dǎo)學(xué)號：】A．微波是指波長在10－3m到10m之間的電磁波B．微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C．黑體的熱輻射實際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說【解析】微波的波長范圍是1mm到10m，A正確．微波能在真空中傳播，B不正確．黑體熱輻射實際上是電磁輻射，C正確．普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說，D正確．【答案】B7．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射光頻率ν變化的Ek-ν圖象．已知鎢的逸出功是3.28eV，鋅的逸出功是3.24eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek-ν坐標(biāo)系中，用實線表示鎢，虛線表示鋅，則正確反映這一過程的圖是下圖中的()【導(dǎo)學(xué)號：】ABCD【解析】依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，Ek-ν圖線的斜率代表了普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek-ν圖線應(yīng)該平行．圖線的橫截距代表了極限頻率νc，而νc＝eq\f(W0,h)，因此鎢的νc大些．故正確答案為B.【答案】B8．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)揮著重要作用．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)出的最強的熱輻射的波長為λmin.根據(jù)熱輻射理論，λmin與輻射源的絕對溫度T(T＝273＋t)的關(guān)系近似為Tλmin＝2.90×10－3m·K.求老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長．【解析】由Tλmin＝2.90×10－3m·K可得，老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長為λmin＝eq\f(2.90×10－3,T)m＝eq\f(2.90×10－3,273＋37)m＝9.4×10－6m.【答案】9.4×10－6m[能力提升]9．在光電效應(yīng)實驗中，小明同學(xué)用同一實驗裝置，如圖17-1-13(a)所示，在甲、乙、丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖(b)所示．則正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：】圖17-1-13A．乙光的頻率大于甲光的頻率B．甲光的波長小于丙光的波長C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量D．乙光對應(yīng)的光電子最大初動能小于丙光的光電子最大初動能【解析】由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0及遏止電壓的含義可知，hν－W0＝eUc，結(jié)合題意與圖象可以判斷，W0相同，U1>U2，則三種色光的頻率為ν乙＝ν丙>ν甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C錯誤，同時判斷乙光對應(yīng)光電子的最大初動能等于丙光對應(yīng)光電子的最大初動能，A正確，D錯誤，由ν＝eq\f(c,λ)知，λ乙＝λ丙＜λ甲，B錯誤．【答案】A10．經(jīng)測量，人體表面輻射本領(lǐng)的最大值落在波長為940μm處．根據(jù)電磁輻射的理論得出，物體最強輻射的波長與物體的絕對溫度的關(guān)系近似為Tλm＝2.90×10－1m·K，由此估算人體表面的溫度和輻射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34J·s)【解析】人體表面的溫度為T＝eq\f(2.90×10－1m·K,λm)＝eq\f(2.90×10－1,940×10－6)K≈309K≈36℃.人體輻射的能量子的值為ε＝heq\f(c,λm)＝6.63×10－34×eq\f(3×108,940×10－6)J＝2.12×10－22J.【答案】36℃2.12×10－22J11．光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)實現(xiàn)光信號與電信號之間相互轉(zhuǎn)換的裝置，其廣泛應(yīng)用于光功率測量、光信號記錄、電影、電視和自動控制等諸多方面．如圖17-1-14所示，C為光電管，B極由金屬鈉制成(鈉的極限波長為5.0×10－7m)．現(xiàn)用波長為4.8×10－7m的某單色光照射B極．(1)電阻R上電流的方向是向左還是向右？(2)求出從B極發(fā)出的光電子的最大初動能．(3)若給予光電管足夠大的正向電壓時，電路中光電流為10μA，則每秒射到光電管B極的光子數(shù)至少為多少個？【導(dǎo)學(xué)號：】圖17-1-14【解析】(1)B極板上逸出光電子，相當(dāng)于電源的正極，A為負(fù)極，故流過R的電流向左．(2)Ekm＝heq\f(c,λ)－h(huán)eq\f(c,λ0)＝6.63×10－34×3×108×eq\f(1,4