2014年高二物理课下综合提升：第十七章第1.2节（新人教版选修3-5）

1 关于对热辐射的认识 下列说法中正确的是 关于对热辐射的认识 下列说法中正确的是 A 热的物体向外辐射电磁波 冷的物体只吸收电磁波 热的物体向外辐射电磁波 冷的物体只吸收电磁波 B 温度越高 物体辐射的电磁波越强 温度越高 物体辐射的电磁波越强 C 辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关 与材料种类及表面状况无关 辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关 与材料种类及表面状况无关 D 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 解析 解析 一切物体都不停地向外辐射电磁波 且温度越高 辐射的电磁波越强 A 错误 B 正确 选项 C 是黑体辐射的特性 C 错误 常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色 D 错误 答案 答案 B 2 如图 如图 1 所示 一验电器与锌板用导线相连 用紫外线所示 一验电器与锌板用导线相连 用紫外线 光源照射锌板时 验电器指针发生了偏转 下列判断正确的是光源照射锌板时 验电器指针发生了偏转 下列判断正确的是 A 此时锌板带正电 此时锌板带正电 B 紫外线越强 验电器的指针偏角越大 紫外线越强 验电器的指针偏角越大 图图 1 C 改用红外线照射锌板 验电器的指针一定会偏转 改用红外线照射锌板 验电器的指针一定会偏转 D 将一不带电的金属小球与锌板接触 则验电器指针偏角会减小 将一不带电的金属小球与锌板接触 则验电器指针偏角会减小 解析 解析 用紫外线照射锌板 锌板发生了光电效应 即锌板有电子逸出 锌板带正电 A 正确 紫外线越强 即单位时间打在锌板上的光子越多 逸出的电子越多 锌板所带的 电荷量越多 验电器的指针偏角越大 B 正确 由于红外线的频率比紫外线的频率小 因 此不一定能发生光电效应 验电器指针不一定会发生偏转 C 错误 将一不带电的金属小 球与锌板接触 锌板将部分电荷转移给金属小球 验电器指针的偏角将减小 D 正确 答案 答案 ABD 3 光子有能量 也有动量 动量 光子有能量 也有动量 动量 p 它也遵守有关动量的规 它也遵守有关动量的规 h 律 如图律 如图 2 所示 真空中 有所示 真空中 有 字形装置可绕通过横杆中点的字形装置可绕通过横杆中点的 竖直轴竖直轴 OO 在水平面内灵活地转动 其中左边是圆形黑纸片在水平面内灵活地转动 其中左边是圆形黑纸片 吸收光子吸收光子 右边是和左边大 右边是和左边大 小 质量相同的圆形白纸片小 质量相同的圆形白纸片 反射光子反射光子 当用 当用 图图 2 平行白光垂直照射这两个圆面时 关于装置开始时转动情况平行白光垂直照射这两个圆面时 关于装置开始时转动情况 俯视俯视 的下列说法中正确的是的下列说法中正确的是 A 顺时针方向转动 顺时针方向转动 B 逆时针方向转动 逆时针方向转动 C 都有可能 都有可能 D 不会转动 不会转动 解析 解析 根据动量定理 Ft mvt mv0 由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用 力小于白纸片和光子之间的作用力 所以装置开始时逆时针方向转动 B 选项正确 答案 答案 B 4 分别用波长为 分别用波长为 和和 的单色光照射同一金属板 发出的光电子的最大初动能之比的单色光照射同一金属板 发出的光电子的最大初动能之比 2 3 为为 1 2 以 以 h 表示普朗克常量 表示普朗克常量 c 表示真空中的光速 则此金属板的逸出功为表示真空中的光速 则此金属板的逸出功为 A hc 2 B C D 3hc 2 3hc 4 4hc 5 解析 解析 由光电效应方程得 Ek1 h W0 c Ek2 h W0 c 2 3 又 Ek2 2Ek1 源 Zxxk Com Zxxk Com 联立 得 W0 故选 A hc 2 答案 答案 A 5 在光电效应实验中 飞飞同学用同一光电管在不同 在光电效应实验中 飞飞同学用同一光电管在不同 实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线 甲光 甲光 乙光 丙光乙光 丙光 如图 如图 3 所示 则可判断出所示 则可判断出 A 甲光的频率大于乙光的频率 甲光的频率大于乙光的频率 B 乙光的波长大于丙 乙光的波长大于丙 光的波长光的波长 C 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 图图 3 D 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析 解析 由题图可知 丙光的最大电流小于甲光和乙光 说明逸出的电子数目最少 即丙光的强度最小 由题图 说明丙光对应的光电子的初动能最大 即丙光的频率最高 波长最小 B 项正确 D 项错 误 甲光和乙光的频率相同 A 项错误 由于是同一光电管 所以乙光 丙光截止频率是 一样的 C 项错误 答案 答案 B 6 2011 新课标全国卷新课标全国卷 在光电效应实验中 某金属的截止频率相应的波长为在光电效应实验中 某金属的截止频率相应的波长为 0 该金 该金 属的逸出功为属的逸出功为 若用波长为 若用波长为 0 的单色光做该实验 则其遏止电压为的单色光做该实验 则其遏止电压为 已知电子的电荷量 真空中的光速和普朗克常量分别为 已知电子的电荷量 真空中的光速和普朗克常量分别为 e c 和和 h 解析 解析 设金属的截止频率为 0 则该金属的逸出功 W0 h 0 h 对光电子 由动能 c 0 定理得 eU0 h W0 c 解得 U0 hc e 0 0 答案 答案 hc 0 hc e 0 0 7 光本身是由一个个不可分割的能量子组成的 频率为 光本身是由一个个不可分割的能量子组成的 频率为 的光的能量子为的光的能量子为 h 这些 这些 能量子被称为光子 频率为能量子被称为光子 频率为 的光子的动量为的光子的动量为 c 为真空中的光速为真空中的光速 假定在单位时间内垂 假定在单位时间内垂 h c 直射到平面镜单位面积上的光子数为直射到平面镜单位面积上的光子数为 N 并且这些光子全部被平面镜反射 则光子对平面 并且这些光子全部被平面镜反射 则光子对平面 镜发生的压强为镜发生的压强为 解析 解析 设平面镜对光子的作用力为 F 以光子被反射后的方向为正方向 则由动量定 理可得 Nt Nt Ft 故在时间 t 内 F 此力为作用在单位面积上的力 h c h c 2Nh c 根据牛顿第三定律 光子对平面镜的作用力大小 F F 由压强公式 2Nh c p F S 2Nh c 1 2Nh c 答案 答案 2Nh c 8 深沉的夜色中 在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道 如图 深沉的夜色中 在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道 如图 4 所示是一个航标所示是一个航标 灯自动控制电路的示意图 电路中的光电管阴极灯自动控制电路的示意图 电路中的光电管阴极 K 涂有可发生光电效应的金属 下表反映涂有可发生光电效应的金属 下表反映 的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长 又知可见光的波长在的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长 又知可见光的波长在 400 770 nm 1 nm 10 9 m 图图 4 各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长 各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长 金属金属铯铯钠钠锌锌银银铂铂 极限频率极限频率 Hz 4 545 1014 6 000 1014 8 065 1014 1 153 1015 1 529 1015 极限波长极限波长 m 0 660 00 500 00 372 00 260 00 196 2 根据上图和所给出的数据 你认为 根据上图和所给出的数据 你认为 1 光电管阴极光电管阴极 K 上应涂有金属上应涂有金属 2 控制电路中的开关控制电路中的开关 S 应和应和 填填 a 和和 b 接触 接触 3 工人在锻压机 冲床 钻床等机器上劳动时 稍有不慎就会把手压在里面 造成工工人在锻压机 冲床 钻床等机器上劳动时 稍有不慎就会把手压在里面 造成工 伤事故 如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机 这时电路中开关伤事故 如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机 这时电路中开关 S 应和应和 接触 这样 当工人不慎将手伸入危险区域时 由于遮住了光线 光控继电接触 这样 当工人不慎将手伸入危险区域时 由于遮住了光线 光控继电 器衔铁立即动作 使机床停止工作 避免事故发生 器衔铁立即动作 使机床停止工作 避免事故发生 解析 解析 1 依题意知 可见光的波长范围为 400 10 9 770 10 9 m 而金属铯的波长为 0 660 0 10 6 m 660 nm 钠的波长为 1 0 500 0 10 6 m 500 nm 因此 光电管阴极 K 上应涂金属铯或钠 2 深沉的夜色中 线圈中无电流 衔铁与 b 接触 船舶依靠航标灯指引航道 所以控 制电路中的开关 S 应和 b 接触 3 若将上述控制电路中的电灯换成电机 在手遮住光线之前 电机应是正常工作的 此时衔铁与 a 接触 所以电路中的开关 S 应和 a 接触 答案 答案 1 铯或钠铯或钠 2 b 3 a 9 如图 如图 5 所示 阴极所示 阴极 K 用极限波长是用极限波长是 0 0 66 m 的金属铯制的金属铯制 成 用波长成 用波长 0 50 m 的绿光照射阴极的绿光照射阴极 K 调整两个极板电压 当 调整两个极板电压 当 A 极电压比阴极高出极电压比阴极高出 2 5 V 时 光电流达到饱和 电流表时 光电流达到饱和 电流表 G 的示数为的示数为 0 64 A 求 求 图图 5 1 每秒钟内阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极每秒钟内阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极 K 时的最大初动能 时的最大初动能 2 若把入射到阴极的绿光的光强增大到原来的二倍 求每秒钟阴极发射的光电子数和若把入射到阴极的绿光的光强增大到原来的二倍 求每秒钟阴极发射的光电子数和 光电子到达光电子到达 A 极的最大动能 极的最大动能 3 G 中电流为零的条件即遏止电压中电流为零的条件即遏止电压 UAK 解析 解析 1 光电流达到饱和时 阴极发射的光电子全部到达阳极 A 所以阴极每秒钟发 射的光电子的个数 n 个 4 0 1012个 Im e 0 64 10 6 1 6 10 19 根据光电效应方程 Ek h W0 W0 代入可求得 Ek 9 6 10 20 J hc 0 2 若入射光的频率不变 光的强度加倍 则阴极每秒发射的光电子数也加倍 即 n 2n 8 0 1012个 根据 Ek h W0可知 光电子的最大初