學年高中物理第十七章波粒二象性課時提升作業(yè)五能量量子化光粒子性新人教版選修

1、學年高中物理第十七章波粒二象性課時提高作業(yè)五.能量量子化光的粒子性新人教版選修學年高中物理第十七章波粒二象性課時提高作業(yè)五.能量量子化光的粒子性新人教版選修PAGE學年高中物理第十七章波粒二象性課時提高作業(yè)五.能量量子化光的粒子性新人教版選修課時提高作業(yè)五能量量子化光的粒子性(15分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題,每題7分,共35分)1.(多項選擇)(2018大慶高二檢測)以下說法正確的選項是()A.愛因斯坦在光的粒子性的基礎上,建立了光電效應方程B.康普頓效應表示光子只擁有能量,不擁有動量C.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關D.光電效應現(xiàn)象說明光擁有粒子性而康普頓效應現(xiàn)

2、象說明光擁有顛簸性【分析】選A、C。愛因斯坦提出了光子假說,建立了光電效應方程,故A正確;康普頓效應表示光不僅擁有能量,還擁有動量,故B錯誤;依照黑體輻射規(guī)律:黑體輻射電磁波的強度,按波長的分布,只與黑體的溫度有關,故C正確;光電效應與康普頓效應,揭露了光的粒子性的一面,故D錯誤。2.(多項選擇)(2018周口高二檢測)以以下列圖,電路中全部元件圓滿,當光照射到光電管上時,矯捷電流計中沒有電流經(jīng)過,可能的原因是()A.入射光強度較弱B.入射光波長太長C.電源正負極接反D.光照射時間很短【分析】選B、C。光電管能否產(chǎn)生光電效應與入射光的強度沒有關系,故A錯誤;若入射光波長太長,大于金屬的極限波長

3、時,金屬不能夠產(chǎn)生光電效應,矯捷電流計中沒有電流經(jīng)過,故B正確;電源正負極接反時,光電管加上反向電壓,光電子做減速運動,可能不能夠到達陽極,電路中不能夠形成電流,故C正確;光電管能否產(chǎn)生光電效應與光照時間沒有關系,故D錯誤。應選B、C。3.(2018南陽高二檢測)兩束能量相同的色光,都垂直地照射到物體表面,第一束光在某段時間內(nèi)打在物體上的光子數(shù)與第二束光在相同時間內(nèi)打到物體表面的光子數(shù)之比為54,則這兩束光的光子能量和波長之比分別為()A.4545B.5445C.5454D.4554【分析】選D。兩束能量相同的色光,都垂直地照射到物體表面,在相同時間內(nèi)打到物體表面的光子數(shù)之比為54,依照E=N

4、E0可得光子能量之比為45,再依照E0=h=h,光子能量與波長成反比,故光子波長之比為54。應選D。4.(多項選擇)(2018武漢高二檢測)在某次光電效應實驗中,獲取的遏止電壓Uc與入射光的頻率的關系以以下列圖,若該直線的斜率和縱截距分別為k和-b,電子電荷量的絕對值為e,則()A.普朗克常量可表示為B.若更換資料再實驗,獲取的圖線的k不改變,b改變C.所用資料的逸出功可表示為ebD.b由入射光決定,與所用資料沒關【分析】選B、C。依照光電效應方程Ekm=h-W0,以及Ekm=eUc得:Uc=-,圖線的斜率k=,解得普朗克常量h=ke,故A錯誤;縱軸截距的絕對值b=,解得逸出功W0=eb,故C

5、正確;b等于逸出功與電荷電量的比值,而逸出功與資料有關,則b與資料有關,故D錯誤;更換資料再實驗,由于逸出功變化,可知圖線的斜率不變,縱軸截距改變,故B正確。應選B、C。5.(2018泰州高二檢測)在光電效應實驗中,李飛同學用同一光電管在不一樣樣實驗條件下獲取了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、乙光、丙光),以以下列圖。則可判斷出()A.甲光的頻率大于乙光的頻率B.乙光的波長大于丙光的波長C.乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D.甲光的光照強度小于乙光的光照強度【分析】選B。依照eUc=Ek=h-W0,入射光的頻率越高,對應的遏止電壓Uc越大,甲光、乙光的遏止電壓相等,所以甲光、乙光的頻

6、率相等,故A錯誤;丙光的遏止電壓大于乙光的遏止電壓,所以丙光的頻率大于乙光的頻率,則乙光的波長大于丙光的波長,故B正確;同一種金屬,截止頻率是相同的,故C錯誤;甲的光電流比乙光大,所以甲光的光照強度大于乙光的光照強度,故D錯誤。應選B。二、非選擇題(15分。需寫出規(guī)范的解題步驟)6.(2018石家莊高二檢測)以以下列圖,一光電管的陰極用極限波長0=500nm的鈉制成。用波長=300nm的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢差U=2.1V,飽和光電流的值(當陰極K發(fā)射的電子全部到達陽極A時,電路中的電流達到最大值,稱為飽和光電流)I=0.56A。(1)求每秒鐘內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目。

7、(2)求電子到達A極時的最大動能。(3)若是電勢差U不變,而照射光的強度增到原值的三倍,此時電子到達A極的最大動能是多大?(普朗克常量h=6.6310-34Js,結果均保留2位有效數(shù)字)【分析】(1)設每秒內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)為n,則:n=3.51012(個)。(2)由光電效應方程可知:Ekm=h-W0=h-h=hc在A、K間加電壓U時,電子到達陽極時的動能為Ek,Ek=Ekm+eU=hc+eU。代入數(shù)值得:Ek=6.010-19J。(3)依照光電效應規(guī)律,光電子的最大初動能與入射光的強度沒關。若是電壓U不變,則電子到達A極的最大動能不會變,仍為6.010-19J。答案:(1)3.51012個(2)

8、6.010-19J(3)6.010-19J(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題,每題7分,共28分)1.(2018石家莊高二檢測)以下宏觀看法中,是量子化的有()A.物體的質(zhì)量B.彈簧振子的能量C.汽車的個數(shù)D.衛(wèi)星繞地球運行的軌道【分析】選C。汽車的個數(shù)的數(shù)值只能取正整數(shù),不能夠取分數(shù)或小數(shù),所以是不連續(xù)的,是量子化的,其他三個物理量的數(shù)值都能夠取小數(shù)或分數(shù),甚至取無理數(shù)也能夠,所以是連續(xù)的,非量子化的。應選C。2.能正確講解黑體輻射實驗規(guī)律的是()A.能量的連續(xù)經(jīng)典理論B.普朗克提出的能量量子化理論C.以上兩種理論系統(tǒng)任何一種都能講解D.牛頓提出的能量微粒說【分析】選B。依照黑體輻射

9、的實驗規(guī)律,隨著溫度的高升,一方面各種波長的輻射強度都有增加;另一方面,輻射強度的極大值向波長較短的方向搬動,只能用普朗克提出的能量量子化理論才能獲取較滿意的講解,故B正確。3.(多項選擇)(2018衡水高二檢測)美國物理學家密立根利用圖示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率的關系,描繪出圖乙中的圖象,由此算出普朗克常量h,電子電量用e表示,以下說法正確的選項是()A.入射光的頻率增大,測遏止電壓時,應使滑動變阻器的滑片P向M端搬動B.增大入射光的強度,光電子的最大初動能也增大C.由Uc-圖象可知,這種金屬截止頻率為cD.由Uc-圖象可求普朗克常量表達式為h=【分析】選C、D。入射光的頻率

10、增大,光電子的最大初動能增大,則遏止電壓增大,測遏止電壓時,應使滑動變阻器的滑片P向N端搬動,故A錯誤;依照光電效應方程Ekm=h-W0知,光電子的最大初動能與入射光的強度沒關,故B錯誤;依照Ekm=h-W0=eUc,解得Uc=-,圖線的斜率k=,則h=,當遏止電壓為零時,=c,故C、D正確。應選C、D?！究偨Y提高】理解光電效應方程的兩點注意(1)入射光的頻率增大,光電子的最大初動能增大,遏止電壓增大。(2)依照光電效應方程得出Uc-的關系式,經(jīng)過關系式得出斜率、截距表示的含義。4.(多項選擇)(2018太原高二檢測)以以下列圖,兩平行金屬板A、B板間電壓恒為U,一束波長為的入射光射到金屬板B

11、上,使B板發(fā)生了光電效應,已知該金屬板的逸出功為W,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,已知普朗克常量為h,真空中光速為c,以下說法中正確的選項是()A.入射光子的能量為hB.到達A板的光電子的最大動能為h-W+eUC.若增大兩板間電壓,B板沒有光電子逸出D.若減小入射光的波長必然會有光電子逸出【分析】選A、B、D。依照E=h,而=,則光子的能量為h,故A正確;光電子逸出的最大動能Ekm=h-W,依照動能定理,Ekm-Ekm=eU,則到達A板的光電子的最大動能為Ekm=h-W+eU,故B正確;若增大兩板間電壓,不會影響光電效應現(xiàn)象,仍有光電子逸出,故C錯誤;若減小入射光的波長,那么頻率增大,必然會有光

12、電子逸出,故D正確。應選A、B、D?！狙a償訓練】(2018玉溪高二檢測)關于光電效應的說法正確的選項是()A.光電子的最大初動能與入射光頻率成正比B.逸出功與入射光的頻率有關C.某金屬在一束紫外光照射下發(fā)生光電效應,若改用一束強度更弱的紫外光照射,也必然會產(chǎn)生光電效應D.在光電效應實驗中,若加大正向電壓,則飽和光電流也增大【分析】選C。依照光電效應方程Ekm=h-W0知,光電子最大初動能與入射光的頻率成一次函數(shù)關系,不是成正比關系,故A不正確;逸出功由金屬自己決定,與入射光的頻率沒關,故B不正確;能否發(fā)生光電效應與入射光的強度沒關,由入射光的頻率決定,當入射光的頻率大于金屬的極限頻率,會發(fā)生光

13、電效應,故C正確;加上正向電壓,光電流增大,但是飽和電流的大小與入射光的強度有關,與正向電壓沒關。應選C。二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫出規(guī)范的解題步驟)5.(10分)(2017南昌高二檢測)以以下列圖是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,普朗克常量h=6.6310-34Js(直線與橫軸的交點坐標為4.31,與縱軸交點坐標為0.5)。由圖可知,斜率表示_。該金屬的極限頻率為_Hz,該金屬的逸出功為_J,(結果保留三位有效數(shù)字)若用頻率為5.51014Hz的光照射該種金屬時,則對應的遏止電壓應為_V?！窘忸}指南】解答本題時應理解以下兩點:(1)依照光電效

14、應方程,初動能等于零時逸出功與極限頻率的關系W0=h0。(2)依照愛因斯坦光電效應方程Ek=h-W0,Ek-圖象的斜率等于h。(3)橫軸的截距大小等于截止頻率,逸出功W0=h0,依照數(shù)學知識進行求解?！痉治觥恳勒諓垡蛩固构怆娦匠蘀k=h-W0,Ek-圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率,由圖知該金屬的截止頻率為4.311014Hz。由Ek=h-W0得,該圖線的斜率表示普朗克常量h,金屬的逸出功W0=h0=6.6310-344.311014J=2.8610-19J;由圖象得,當入射光的頻率為=5.51014Hz時,最大初動能為Ekm=0.5eV。依照Uc=解得:Uc=0.5V。答案:普朗克常量h4.3110142.8610-190.56.(12分)(2018太原高二檢測)鋁的逸出功W0=6.7210-19J,現(xiàn)將波長=200nm的光照射鋁的表面。求:(1)光電子的最大初動能(普朗克常量h=6.631