作业含解析选择性必修第三册

普朗克黑体辐射理论光电效应限时：40分钟eq\a\vs4\al\co1(根底达标)1．一束单色光照射到某种金属板上时能发生光电效应，以下说法正确的选项是()A．光电子的最大初动能与入射光频率成正比B．入射光波长越短，逸出的光电子最大初动能越大C．入射光强度越大，逸出的光电子最大初动能越大D．入射光频率越高，该金属板的逸出功越大2．(多项选择)关于光电效应和康普顿效应的规律，以下说法正确的选项是()A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D．石墨对X射线散射时，局部X射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应3．(多项选择)如下图，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过．其原因可能是()A．入射光太弱B．入射光波长太长C．光照时间太短D．电源正、负极接反4．第26届国际计量大会于2021年11月通过决议，正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个根本单位的定义，国际测量界多年的愿望终于实现——国际测量体系全部建立在根本物理常数上，大大提高了计量的稳定性和精确性．比方，最受关注的“千克〞，不再以具体实物的质量来定义，而以量子力学中的普朗克常量h为基准，经过一系列物理换算，算出质量．普朗克常量与频率的乘积可以表示能量，以下属于用国际单位制的根本单位来表示普朗克常量h单位的是()A．J/sB．kg·m2/sC．kg·m2/s3D．N·m·s5．表中给出了一些金属材料的逸出功．现用波长为400nm的单色光照射这些材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光速c＝3.00×108m/s)()材料铯钙镁铍钛逸出功(10－19J)3.04.35.96.26.6A.2种B．3种C．4种D．5种6．分别用波长为λ和eq\f(2,3)λ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为12.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，那么此金属板的逸出功为()A.eq\f(hc,2λ)B.eq\f(3hc,2λ)C.eq\f(3hc,4λ)D.eq\f(4hc,5λ)7．用如下图的光电管研究光电效应，当滑动变阻器的滑片位于某一位置，开关S闭合时，用单色光a照射光电管阴极K，电流表G的指针发生偏转，用单色光b照射光电管阴极K时，电流表G的指针不发生偏转，那么()A．a光的强度一定大于b光的强度B．a光的频率一定大于阴极K的极限频率C．b光的频率一定小于阴极K的极限频率D．开关S断开后，用单色光a照射光电管阴极K，电流表G的指针一定不会发生偏转8．用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合开关S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，以下说法中正确的选项是()A．普朗克常量为h＝eq\f(a,b)B．断开开关S后，电流表G的示数不为零C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D．仅增加照射光的强度，电流表G的示数保持不变9．用如下图的装置研究光电效应现象．用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表的示数不为零；移动滑动变阻器的滑片，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0.(1)光电子的最大初动能是多少？遏止电压为多少？(2)光电管阴极的逸出功又是多少？(3)当滑片向a端滑动时，光电流变大还是变小？(4)当入射光的频率增大时，光电子最大初动能如何变化？遏止电压呢？eq\a\vs4\al\co1(能力提升)10．(多项选择)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．以下说法正确的选项是()A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大C．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生D．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关11．(多项选择)如下图，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ的入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，该金属板的逸出功为W，电子的质量为m，电荷量为e，普朗克常量为h，真空中光速为c，以下说法中正确的选项是()A．入射光子的能量为heq\f(c,λ)B．到达A板的光电子的最大动能为heq\f(c,λ)－W＋eUC．假设增大两板间电压，B板没有光电子逸出D．假设减小入射光的波长一定会有光电子逸出12．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管，用波长λ＝0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K两极之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图像，求：(以下所求结果均保存两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数；(2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳；(3)该阴极材料的极限频率．课时作业(十)普朗克黑体辐射理论光电效应1．解析：根据Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比，A错误；入射光波长越短，光子能量越大，逸出的光电子最大初动能越大，B正确；逸出光电子的最大初动能与入射光强度无关，C错误；金属的逸出功由金属自身因素决定，与入射光无关，D错误．答案：B2．解析：光电效应中，金属板向外发射的电子叫光电子，光子是光量子的简称，A错误；用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率，B正确；根据光电效应方程hν＝W0＋eUc可知，对于同种金属而言(逸出功一样)，入射光的频率越大，遏止电压也越大，即遏止电压与入射光的频率有关，C错误；在石墨对X射线散射时，局部X射线的散射光波长会变长的现象称为康普顿效应，康普顿效应说明光具有粒子性，D正确．答案：BD3．解析：金属存在截止频率，超过截止频率的光照射金属时才会有光电子射出．射出的光电子的动能随频率的增大而增大，动能小时不能克服反向电压，也不会有光电流，入射光的频率低于截止频率，不能产生光电效应，与光照强弱无关，B正确，A错误；电路中电源正、负极接反，对光电管加了反向电压，假设该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，D正确；光电效应的产生与光照时间无关，C错误．答案：BD4．解析：根据公式ε＝hν，因能量ε的单位为J，频率ν的单位为s－1，那么普朗克常量h的单位：J·s＝N·m·s＝eq\f(kg·m,s2)·m·s＝eq\f(kg·m2,s).答案：B5．解析：由题意可知，给定光子的能量为E＝hν＝eq\f(hc,λ)＝4.95×10－19J，大于表中所给的铯、钙的逸出功，光照射到这两种金属上能产生光电效应，故A正确．答案：A6．解析：由光电效应方程得Ek1＝heq\f(c,λ)－W0，Ek2＝heq\f(c,\f(2,3)λ)－W0.又Ek2＝2Ek1，联立得W0＝eq\f(hc,2λ).答案：A7．解析：用某种光照射金属能否发生光电效应与光的强度无关，所以无法判断a、b光的强度，故A错误；用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流表G的指针发生偏转，知a光频率大于阴极K的极限频率，故B正确；由于在光电管两端加了反向电压，用b光照射时，电流表G指针不发生偏转，所以无法判断是否发生光电效应，即无法判断b光的频率与阴极K的极限频率大小，故C错误；由于在光电管两端加了反向电压时，电流表G的指针发生偏转即电子能从阴极运动到阳极，所以断开开关即不加反向电压时，电子一定能从阴极运动到阳极，即电流表G一定发生偏转，故D错误．答案：B8．解析：A错：根据Ekm＝hν－W0得，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b.当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为ν0＝a，那么普朗克常量为h＝eq\f(b,a).B对：开关S断开后，光电管两端的电压变为零，但因光电效应现象中光电子存在初动能，光电子仍可到达阳极形成光电流，因此电流表G的示数不为零．C错：根据光电效应方程可知，最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关．D错：仅增加照射光的强度，那么光子数目增加，那么电流表G的示数变大．答案：B9．解析：(1)该装置所加的电压为反向电压，当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，可知遏止电压为1.7V，因为Ekm＝Uce，那么光电子的最大初动能为1.7eV.(2)根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，光电管阴极的逸出功W0＝hν－Ekm＝2.75eV－1.7eV＝1.05eV.(3)当滑片向a端滑动时，反向电压减小，那么到达阳极的光电子的数目增加，光电流变大．(4)根据光电效应方程Ekm＝hν－W0，当入射光的频率增大时，光电子最大初动能变大；遏止电压变大．答案：(1)1.7eV1.7V(2)1.05eV(3)变大(4)变大变大10．解析：保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，单位时间内光电子变多，饱和光电流变大，A对；据爱因斯坦光电效应方程eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝hν－W0可知，入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，B对；当hν<W0时没有光电流产生，C错；由eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝eU遏可知遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，D对．应选A、B、D.答案：ABD11．解析：根据E＝hν，而ν＝eq\f(c,λ)，那么光子的能量为heq\f(c,λ)，故A正确；光电子逸出的最大动能Ekm＝heq\f(c,λ)－W，根据动能定理，E′km－Ekm＝eU，那么到达A板的光电子的最大动能为E′km＝heq\f(c,λ)－W＋eU，故B正确；假设增大两板间电压，不会影响光电效应现象，仍有光电子逸出，故C错误；假设减小入射光的波长，那么频率增大，一定会有光电子逸出，故D正确．答案：