量子、光的粒子性(习题)

1、.量子、光的粒子性一、选择题1以下表达正确的选项是 A一切物体都在辐射电磁波 B一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 D黑体可以完全吸收入射的各种波长的电磁波2氦氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为l mW时，每秒发出的光子数为 A2.2×1015 B3.2×1015 C2.2×1014 D3.2×10143在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的假设老鼠的体温约37，它发出的最强的热

2、辐射的波长为m根据热辐射理论，m与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tm=2.90×103 m·K 1老鼠发出最强的热辐射的波长为 A7.8×105 m B9.4×106 m C1.16×104 m D9.7×108 m 2老鼠发出的最强的热辐射属于 A可见光波段 B紫外波段 C红外波段 DX射线波段4能量量子化计算一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为，假设在真空中速度为c，普朗克常量为h，那么以下表达正确的选项是 A该激光在真空中的波长为n B该波的频率为 C该激光器在t s内辐射的能量子数为 D该激光器在t s内

3、辐射的能量子数为5黑体辐射的实验规律如下图，由图可知 A随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加 B随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加 C随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向挪动 D随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向挪动6光子说和光电效应方程用两束频率一样、强度不同的紫外线分别照射两种一样金属的外表，均能产生光电效应，那么 A两束光的光子能量一样 B两种情况下逸出的光电子个数一样 C两种情况下逸出的光电子的最大初动能一样 D两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同7光的粒子性激光的主要特点之一是它的瞬时功率很大，设P表示激光功率，A表示激光波长，那么激光器每秒射出的光子数 A

4、 B C D8光电效应规律的理解关于光电效应的规律，以下说法中正确的选项是 A只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生 B光电子的最大初动能跟入射光强度成正比 C发生光电效应的反响时间一般都大于107 s D发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比9逸出功的理解某金属的逸出功为2.3 eV，这意味着 A这种金属内部的电子抑制原子核引力做2.3 eV的功即可脱离外表 B这种金属表层的电子抑制原子核引力做2.3 eV的功即可脱离外表 C要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于2.3 eV D这种金属受到光照时假设有电子逸出，那么电子分开金属外表时的动

5、能至少等于2.3 eV10用绿光照射一光电管，产生了光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加，以下做法可取的是 A改用红光照射 B增大绿光的强度 C增大光电管上的加速电压 D改用紫光照射11某种单色光的频率为，用它照射某种金属时，在逸出的光电子中动能最大值为Ek，那么这种金属的逸出功和极限频率分别是 A， B，C， D ，12在做光电效应的实验时，某金属被光照射发生了光电效应，实验测得光电子的最大初动能巨与入射光的频率v的关系如下图，由实验图线可求出 A该金属的极限频率和极限波长 B普朗克常量 C该金属的逸出功 D单位时间内逸出的光电子数13光电效应规律的理解能使某金属产生光电效应的极

6、限频率为c，那么 A当用频率为2c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B当用频率为2c的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h。 C当照射光的频率大于c时，假设增大，那么逸出功增大 D当照射光的频率大于c时，假设增大一倍，那么光电子的最大初动能也增大一倍14硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能假设有N个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为h为普朗克常量 Ah B÷ CNh D2Nh二、填空题15二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.4×1031.6×103 m，相应的频率范围是_，相应的光子能量的范围是

7、_，“温室效应使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子的_普朗克常量h=6.6×1034 J·s，真空中的光速c=3.0×108 ms结果取两位有效数字三、解答题16人体外表辐射本领的最大值落在波长为940m处，它对应的是何种辐射?能量子的值为多大？17激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为1.0×1010 W所发射的每个光脉冲持续的时间t为1.0×1011 s，波长为793.4 nm，问每列光脉冲的长度是多少？其

8、中含有的光子数n是多少？18人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？锌的逸出功为3.34 eV，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 ms，求该紫外线的波长电子质量me=9.11×1031 kg，普朗克常量h=6.63×1034 J·s，1 eV=1.60×1019 J19用功率P0=1W的点光源照射离光源r =3m处的一块金属薄片，光源发出的是波长为=589 nm的单色光，试计算： 11 s内打到金属1 cm2面积上的光子数 2假设取该金属原子半径r1=0.5×10

9、10 m，那么金属外表上每个原子平均需隔多长时间才能接收到一个光子？20在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在2万伏的高压下被加速，并且形成1mA的平均电流电子束的强弱受图像信号控制，并按一定的规律在荧光屏扫描，形成电视画面电视机以每秒显现25张画面的速率进展扫描，由于画面更换迅速和视觉暂留，我们便看到了活动的景象 1电子以多大的动能轰击荧光屏？ 2平均每幅画面有多少个电子打在屏上？ 3假如轰击屏的能量全部被屏吸收并转化为光能，平均每幅画面射出多少个光子？以绿光=5.5×1014 Hz为平均频率进展计算普朗克常量h=6.63×1034 J·s 4解释以下现象

10、：有时在电视屏幕的画面上看到行进中的小汽车，但其轮子却是静止不转的，甚至倒转，这是为什么？【答案与解析】一、选择题1【答案】A、C、D 【解析】根据热辐射的定义，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确2【答案】B 【解析】据P=n·h，得 =3.2×1015个3【答案】1B 2C 【解析】4【答案】A、C 【解析】由知在介质中速度在真空中波长，故A对；频率，故B错；在t s内辐射能量E=Pt，每个能量子能量，故在t s内辐射的能量子数为，故C对，D错5【答案】A、C、D 【解析】由题图可知，随

11、温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向挪动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B错误6【答案】A、C 【解析】由和Ek=hW知两束光的光子能量一样，照射金属得到的光电子的最大初动能一样，故A、C正确由于两束光强度不同，逸出光电子个数不同，故B错7【答案】A 【解析】每秒转化为光的能量E=P，每个光子能量，故每秒射出光子数为8【答案】D 【解析】由知，当入射光波长小于极限波长时，发生光电效应，故A错由Ek=hW知，最大初动能由入射光频率决定，与光强度无关，故B错发生光电效应的时间一般不超过109 s，故C错9【答案】B 【解析】逸出功指原子的外

12、层电子脱离原子核抑制引力所做的功10【答案】D 【解析】由爱因斯坦光电效应方程，在逸出功一定时，只有增大光的频率，才能增加最大初动能，与光的强度无关，故D项正确11【答案】A 【解析】由光电效应方程Ek=hW得W=hEk，而W=hc，那么，故A正确12【答案】A、B、C 【提示】根据光电效应方程Ek=hW可知，当Ek=0时，=c，即图线横轴的截距在数值上等于金属的极限频率图线的斜率可见图线的斜率在数值上等于普朗克常量根据图象，假设图线的延长线与Ek轴的交点为C，其截距为W，有tan=W而tan=h，所以W=h，即图象中纵轴的截距在数值上等于金属的逸出功13【答案】A、B 【解析】入射光的频率大

13、于金属的极限频率，照射该金属时一定能发生光电效应，A正确；金属的逸出功为W=hc，又根据爱因斯坦光电效应方程，当入射光的频率为2c时，其光电子的最大初动能为，所以B正确；假设当入射光的频率由2c增大一倍变为4c时，其光电子的最大初动能为，显然不是随着增大一倍，D错误；逸出功是金属本身对金属内电子的一种束缚本领的表达，与入射光的频率无关，C错误综上所述，A、B正确14【答案】C 【解析】据光子说可知：光子能量与频率有关，一个光子能量为E=h枷h为普朗克常量，N个光子的能量为Nh，所以C正确二、填空题15【答案】1.9×10112.1×1011 Hz 1.3×1022

14、1.4×1022 J 平均动能增大 【解析】由得 那么求得频率范围为1.9×10112.1×1011 Hz 又由E=h得能量范围为1.3×10221.4×1022 J 温度越高，分子无规那么热运动更剧烈，无规那么热运动的平均动能也越大三、解答题16【答案】见解析。【解析】可见光的波长的大致范围是370750 am，即红光波长约为750 nm，因此人体是对应红外辐射其对应的能量子17【答案】见解析。【解析】以t、和c分别表示光脉冲的持续时间、长度和光在真空中的传播速度，由题意可知 以P和E表示红宝石激光器发射的功率和光脉冲的能量，那么有E=Pt

15、以和表示红宝石激光的波长和频率，那么有，因此就得到每个红宝石激光光子的能量由式就得到该列光脉冲含有的光子数 将数据代入式，就得到该列光脉冲的长度、含有的光子数分别为=3.0×103 m=3.0mm、n=4.0×1017个18【答案】见解析。【解析】爱因斯坦于1905年提出的光子说成功解释了光电效应现象，代入数据解得=2.01×107 m19【答案】见解析。【解析】1离光源r=3 m处的金属板每1 s内单位面积上接收的光的能量为 ，所以1 s内传到金属板1 cm2面积上的光能E0=ES=5.5×1012 eV又因为这种单色光一个光子的能量，即E0=2.11 eV，所以1 s内打到金属板1 cm2面积上的光子数个=2.61×1012个 这是一个非常庞大的数字，可见，即使在光强相当弱的情况下，辐射到板面上的光子数仍然较多，因此，粒子性在通常情况下不能明显地表现出来 2金属板可以看成由金属原子密集排列组成的，每个金属原子的最大截面积为 ，那么每个原子每秒内接收到的光子数为n1=nS1×104=2.61×1012×7.85×1021×104个=2.05×104个，每两个光子落在同一个原子上的时间间隔，说明光电效应中光子与原子之间