量子、光的粒子性一、選擇題1．下列敘述正確的是（）．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只與溫度有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波2．氦—氖激光器發(fā)出波長為633nm的激光，當(dāng)激光器的輸出功率為lmW時，每秒發(fā)出的光子數(shù)為（）．A．2.2×1015B．3.2×1015C．2.2×1014D．3.2×10143．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(qiáng)的熱輻射的波長為m．根據(jù)熱輻射理論，m與輻射源的絕對溫度T的關(guān)系近似為Tm=2.90×10－3m·K．（1）老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長為（）．A．7.8×10－5mB．9.4×10－6mC．1.16×10－4mD．9.7×10－8m（2）老鼠發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射屬于（）．A．可見光波段B．紫外波段C．紅外波段D．X射線波段4．（能量量子化計(jì)算）一激光器發(fā)光功率為P，發(fā)出的激光在折射率為n的介質(zhì)中波長為，若在真空中速度為c，普朗克常量為h，則下列敘述正確的是（）．A．該激光在真空中的波長為nB．該波的頻率為5．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知（）．A．隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加B．隨溫度降低，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加C．隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動D．隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動6．（光子說和光電效應(yīng)方程）用兩束頻率相同、強(qiáng)度不同的紫外線分別照射兩種相同金屬的表面，均能產(chǎn)生光電效應(yīng)，那么（）．A．兩束光的光子能量相同B．兩種情況下逸出的光電子個數(shù)相同C．兩種情況下逸出的光電子的最大初動能相同D．兩種情況下逸出的光電子的最大初動能不同7．（光的粒子性）激光的主要特點(diǎn)之一是它的瞬時功率很大，設(shè)P表示激光功率，A表示激光波長，則激光器每秒射出的光子數(shù)（）．8．（光電效應(yīng)規(guī)律的理解）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．光電子的最大初動能跟入射光強(qiáng)度成正比C．發(fā)生光電效應(yīng)的反應(yīng)時間一般都大于10－7sD．發(fā)生光電效應(yīng)時，單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)度成正比9．（逸出功的理解）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若有電子逸出，則電子離開金屬表面時的動能至少等于2.3eV10．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的最大初動能增加，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11．某種單色光的頻率為，用它照射某種金屬時，在逸出的光電子中動能最大值為Ek，則這種金屬的逸出功和極限頻率分別是（）．12．在做光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得光電子的最大初動能巨與入射光的頻率v的關(guān)系如圖所示，由實(shí)驗(yàn)圖線可求出（）．A．該金屬的極限頻率和極限波長B．普朗克常量C．該金屬的逸出功D．單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)13．（光電效應(yīng)規(guī)律的理解）已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為c，則（）．A．當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B．當(dāng)用頻率為2c的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h。C．當(dāng)照射光的頻率大于c時，若增大，則逸出功增大D．當(dāng)照射光的頻率大于c時，若增大一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍14．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個頻率為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）（）．二、填空題15．二氧化碳能強(qiáng)烈吸收紅外長波輻射，這種長波輻射的波長范圍約是1.4×10－3～1.6×10－3m，相應(yīng)的頻率范圍是________，相應(yīng)的光子能量的范圍是________，“溫室效應(yīng)”使大氣全年的平均溫度升高，空氣溫度升高，從微觀上看就是空氣中分子的________．（已知普朗克常量h=6.6×10－34J·s，真空中的光速c=3.0×108m／s．結(jié)果取兩位有效數(shù)字）三、解答題16．人體表面輻射本領(lǐng)的最大值落在波長為940μm處，它對應(yīng)的是何種輻射?能量子的值為多大？17．激光器是一個特殊的光源，它發(fā)出的光便是激光，紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道一道的閃光，每道閃光稱為一個光脈沖，現(xiàn)有一紅寶石激光器，發(fā)射功率為1.0×1010W．所發(fā)射的每個光脈沖持續(xù)的時間Δt為1.0×10－11s，波長為793.4nm，問每列光脈沖的長度是多少？其中含有的光子數(shù)n是多少？18．人們發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)具有瞬時性和對各種金屬都存在極限頻率的規(guī)律．請問誰提出了何種學(xué)說很好地解釋了上述規(guī)律？已知鋅的逸出功為3.34eV，用某單色紫外線照射鋅板時，逸出光電子的最大速度為106m／s，求該紫外線的波長．（電子質(zhì)量me=9.11×10－31kg，普朗克常量h=6.63×10－34J·s，1eV=1.60×10－19J）19．用功率P0=1W的點(diǎn)光源照射離光源r=3m處的一塊金屬薄片，已知光源發(fā)出的是波長為=589nm的單色光，試計(jì)算：（1）1s內(nèi)打到金屬1cm2面積上的光子數(shù)．（2）若取該金屬原子半徑r1=0.5×10－10m，則金屬表面上每個原子平均需隔多長時間才能接收到一個光子？20．在彩色電視機(jī)的顯像管中，從電子槍射出的電子在2萬伏的高壓下被加速，并且形成1mA的平均電流．電子束的強(qiáng)弱受圖像信號控制，并按一定的規(guī)律在熒光屏掃描，形成電視畫面．電視機(jī)以每秒顯現(xiàn)25張畫面的速率進(jìn)行掃描，由于畫面更換迅速和視覺暫留，我們便看到了活動的景象．（1）電子以多大的動能轟擊熒光屏？（2）平均每幅畫面有多少個電子打在屏上？（3）如果轟擊屏的能量全部被屏吸收并轉(zhuǎn)化為光能，平均每幅畫面射出多少個光子？（以綠光=5.5×1014Hz為平均頻率進(jìn)行計(jì)算．普朗克常量h=6.63×10－34J·s）（4）解釋下列現(xiàn)象：有時在電視屏幕的畫面上看到行進(jìn)中的小汽車，但其輪子卻是靜止不轉(zhuǎn)的，甚至倒轉(zhuǎn)，這是為什么？【答案與解析】一、選擇題1．【答案】A、C、D【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除與溫度有的溫度有關(guān)，B錯誤，C正確；根據(jù)黑體的定義知D正確．2．【答案】B3．【答案】（1）B（2）C4．【答案】A、C5．【答案】A、C、D【解析】由題圖可知，隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動，當(dāng)溫度降低時，上述變化都將反過來，故A、C、D正確，B錯誤．6．【答案】A、C7．【答案】A8．【答案】D9．【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．10．【答案】D11．【答案】A12．【答案】A、B、C13．【答案】A、B14．【答案】C【解析】據(jù)光子說可知：光子能量與頻率有關(guān)，一個光子能量為E=h枷（h為普朗克常量），N個光子的能量為Nh，所以C正確．二、填空題15．【答案】1.9×1011～2.1×1011Hz1.3×10－22～1.4×10－22J平均動能增大則求得頻率范圍為1.9×1011～2.1×1011Hz．又由E=h得能量范圍為1.3×10－22～1.4×10－22J．溫度越高，分子無規(guī)則熱運(yùn)動更劇烈，無規(guī)則熱運(yùn)動的平均動能也越大．三、解答題16．【答案】見解析。17．【答案】見解析?！窘馕觥恳驭、和c分別表示光脈沖的持續(xù)時間、長度和光在真空中的傳播速度，由題意可知以P和E表示紅寶石激光器發(fā)射的功率和光脈沖的能量，則有E=PΔt．②將數(shù)據(jù)代入①④式，就得到該列光脈沖的長度、含有的光子數(shù)分別為=3.0×10－3m=3.0mm、n=4.0×1017個．18．【答案】見解析。19．【答案】見解析。這是一個十分龐大的數(shù)字，可見，即使在光強(qiáng)相當(dāng)弱的情況下，輻射到板面上的光子數(shù)仍然較多，因此，粒子性在通常情況下不