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2019年高中物理 第17章 波粒二象性 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（二十四）能量量子化 光的粒子性 新人教版選修3-5 一、單項(xiàng)選擇題 1．關(guān)于對(duì)熱輻射的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波 B．溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng) C．輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無(wú)關(guān) D．常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色 解析：選B　一切物體都不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強(qiáng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C描述的是黑體輻射的特性，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2．人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為 530 nm 的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的能量子射入瞳孔，眼睛就能察覺(jué)。普朗克常量取6.6310－34 Js，光速為3.0108 m/s，則人眼能察覺(jué)到綠光時(shí)所接收到的最小功率是(　　) A．2.310－18 W B．3.810－19 W C．7.010－10 W D．1.210－18 W 解析：選A　因只要每秒有6個(gè)綠光的能量子射入瞳孔，眼睛就能察覺(jué)，所以察覺(jué)到綠光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，可解得P＝6 W≈2.310－18 W。A正確。 3．下列利用光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋正確的是(　　) A．金屬表面的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子 B．電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子 C．金屬表面的一個(gè)電子吸收若干個(gè)光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出 D．無(wú)論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累能量后，總能逸出成為光電子 解析：選A　根據(jù)光子說(shuō)，金屬中的一個(gè)電子一次只能吸收一個(gè)光子，只有所吸收的光子頻率大于金屬的截止頻率，電子才能逃離金屬表面，成為光電子，且光子的吸收是瞬時(shí)的，不需時(shí)間的積累，故只有選項(xiàng)A正確。 4．頻率為ν的光照射某金屬時(shí)，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)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(dòng)能為(h為普朗克常量)(　　) A．Ekm－h(huán)ν B．2Ekm C．Ekm＋hν D．Ekm＋2hν 解析：選C　根據(jù)愛(ài)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′＝h2ν－W0＝2hν－(hν－Ekm)＝hν＋Ekm，故選C。 5.在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可判斷出(　　) A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng) C．乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D．甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能 解析：選B　由題圖說(shuō)明丙光對(duì)應(yīng)的光電子的最大初動(dòng)能最大，即丙光的頻率最高(波長(zhǎng)最小)，B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；甲光和乙光的頻率相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于是同一光電管，所以乙光、丙光對(duì)應(yīng)的截止頻率是一樣的，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、多項(xiàng)選擇題 6.如圖所示，電路中所有元件完好，但光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)，其原因可能是(　　) A．入射光太弱 B．入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng) C．光照時(shí)間短 D．電源正負(fù)極接反 解析：選BD　入射光的頻率低于截止頻率時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)B正確；電路中電源反接，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過(guò)了遏止電壓，也沒(méi)有光電流產(chǎn)生，故選項(xiàng)D正確。 7．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．光子射到金屬表面時(shí)，可能有電子發(fā)出 B．光子射到金屬表面時(shí)，一定有電子發(fā)出 C．電子轟擊金屬表面時(shí)，可能有光子發(fā)出 D．電子轟擊金屬表面時(shí)，一定沒(méi)有光子發(fā)出 解析：選AC　光的頻率需達(dá)到一定值時(shí)，照射到金屬表面才會(huì)有電子發(fā)出；如果電子能量不夠大，轟擊金屬表面就不會(huì)有光子發(fā)出。因此，選A、C。 8．如圖所示是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(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)。由圖可知(　　) A．該金屬的截止頻率為4.271014 Hz B．該金屬的截止頻率為5.51014 Hz C．該圖線的斜率表示普朗克常量 D．該金屬的逸出功為0.5 eV 解析：選AC　由光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，題圖中橫軸的截距為該金屬的截止頻率，A對(duì)，B錯(cuò)；圖線的斜率表示普朗克常量h，C對(duì)；該金屬的逸出功為當(dāng)ν＝0時(shí)W0＝－Ek，D錯(cuò)。 9．用同一頻率的光照射到甲、乙兩種不同的金屬上，它們釋放的光電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的軌道半徑之比為R甲∶R乙＝3∶1，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．兩種金屬的逸出功之比為3∶1 B．兩種光電子的速度大小之比為3∶1 C．兩種金屬的逸出功之比為1∶3 D．兩種光電子的動(dòng)量大小之比為3∶1 解析：選BD　光電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由evB＝m得R＝，動(dòng)量大小和速度大小均和環(huán)繞半徑成正比，選項(xiàng)B、D正確；光電子的最大初動(dòng)能之比為9∶1，由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可得：金屬的逸出功W0＝hν－mv2，所以兩種金屬的逸出功的比值不確定，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤。 三、非選擇題 10．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為λ0，該金屬的逸出功為_(kāi)_______。若用波長(zhǎng)為λ(λ<λ0)的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為_(kāi)_______。已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h。 解析：由金屬的逸出功W0＝hν0＝h，又eUc＝Ek，且Ek＝hν－W0，ν＝，所以遏止電壓Uc＝－。 答案：h　－ 11．用頻率為1.001015 Hz的紫外線照射鈉的表面，釋放出來(lái)的光電子的最大初動(dòng)能為1.86 eV，求鈉發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率。普朗克常量為6.6310－34 Js。 解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程hν＝Ek＋W0 可得鈉的逸出功W0＝hν－Ek ＝6.6310－341.001015 J－1.861.610－19 J ≈3.6510－19 J。 由W0＝hνc可得鈉的極限頻率 νc＝＝ Hz≈5.511014 Hz。 答案：5.511014 Hz