《2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)13 量子概念的誕生 光電效應(yīng)與光的量子說（含解析）教科版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)13 量子概念的誕生 光電效應(yīng)與光的量子說（含解析）教科版選修3-5（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時(shí)分層作業(yè)(十三)量子概念的誕生光電效應(yīng)與光的量子說(時(shí)間：40分鐘分值：100分)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1(多選)以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的說法中正確的是()A物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波 B當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí)，說明它的溫度不太高C當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)會(huì)呈現(xiàn)赤紅色，說明此時(shí)輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)D早、晚時(shí)分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，說明中午時(shí)分太陽溫度最高BC由輻射強(qiáng)度隨波長變化關(guān)系圖知，隨著溫度的升高，各種波長的波的輻射強(qiáng)度都增加，而熱輻射不是僅輻射一種波長的電磁波，選項(xiàng)B、C正確2(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為的光

2、照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，下列說法正確的是()A增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，仍可能發(fā)生光電效應(yīng)D改用頻率為2的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變?yōu)樵瓉淼?倍AC增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加，光電流增大，A項(xiàng)正確減小入射光的強(qiáng)度，只是光電流減小，光電效應(yīng)現(xiàn)象是否消失與光的頻率有關(guān)，而與光的強(qiáng)度無關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤改用頻率小于的光照射，但只要光的頻率大于極限頻率0仍然可以發(fā)生光電效應(yīng)，C項(xiàng)正確由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hW逸mv2得：光頻率增大，而W逸不變，故光電子的最大初動(dòng)能變大，但與mv2不成正比，故D錯(cuò)誤3產(chǎn)生光電

3、效應(yīng)時(shí)，關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek，下列說法正確的是()A對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的強(qiáng)度無關(guān)B對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比C對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的時(shí)間成正比D對(duì)于同種金屬，Ek與照射光的頻率成正比AEkhWhW，同種金屬逸出功相同，最大初動(dòng)能與照射光強(qiáng)度無關(guān)，與照射光的波長有關(guān)但不是反比例函數(shù)關(guān)系，最大初動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系，但不是正比關(guān)系4.(多選)如圖所示是某金屬在光的照射下，光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖像，由圖像可知()A該金屬的逸出功等于EB該金屬的逸出功等于h0C入射光的頻率為0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ED入射光的頻率為20時(shí)，產(chǎn)生的光

4、電子的最大初動(dòng)能為EABD題中圖像反映了光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0知，當(dāng)入射光的頻率恰為金屬的截止頻率0時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能Ek0，此時(shí)有h0W0，即該金屬的逸出功等于h0，根據(jù)圖線的物理意義，有W0E，故選項(xiàng)A、B、D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤5(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為a、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量下列說法正確的是()A若ab，則一定有Uab，則一定有EkaEkbC若UaUb，則一定有Ekab，則一定有haEkahbEkbBC設(shè)該金屬的逸出

5、功為W，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程有EkhW，同種金屬的W不變，則逸出光電子的最大初動(dòng)能隨的增大而增大，B項(xiàng)正確；又EkeU，則最大初動(dòng)能與遏止電壓成正比，C項(xiàng)正確；根據(jù)上述有eUhW，遏止電壓U隨增大而增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；又有hEkW，W相同，則D項(xiàng)錯(cuò)誤6(多選)如圖所示，電路中所有元件完好，光照射到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過其原因可能是()A入射光太弱 B入射光波長太長C光照時(shí)間太短D電源正、負(fù)極接反BD金屬存在截止頻率，超過截止頻率的光照射金屬才會(huì)有光電子射出發(fā)射的光電子的動(dòng)能隨頻率的增大而增大，動(dòng)能小時(shí)不能克服反向電壓，也不能有光電流入射光的頻率低于截止頻率，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光照

6、強(qiáng)弱無關(guān)，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；電路中電源正負(fù)極接反，對(duì)光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，D正確；光電效應(yīng)的產(chǎn)生與光照時(shí)間無關(guān)，C錯(cuò)誤二、非選擇題(14分)7紫光在真空中的波長為4.5107 m，問：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射極限頻率為04.621014 Hz的金屬鉀時(shí)能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？(3)若能產(chǎn)生，則光電子的最大初動(dòng)能為多少？(h6.631034 Js)解析(1)紫光光子的能量Ehh4.421019 J.(2)紫光頻率6.671014 Hz因?yàn)?，所以能產(chǎn)生光電效應(yīng)(3)光電子的最大初動(dòng)能為EkmhWh(0)1.361019 J.答案(1)4.42

7、1019 J(2)能(3)1.361019 J能力提升練一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1(多選)紫外光電管是利用光電效應(yīng)原理對(duì)油庫等重要場所進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警的裝置，其工作電路如圖所示，其中A為陽極，K為陰極，只有當(dāng)明火中的紫外線照射到K極時(shí)，c、d端才會(huì)有信號(hào)輸出已知地球表面太陽光中紫外線的波長主要在315400 nm之間，而明火中的紫外線的波長主要在200280 nm之間在光電效應(yīng)中，某種金屬的極限頻率所對(duì)應(yīng)的波長叫金屬的極限波長下列說法正確的是()A要實(shí)現(xiàn)有效報(bào)警，陰極所用材料的極限波長應(yīng)大于280 nmB明火照射到K極的時(shí)間要足夠長，c、d端才有信號(hào)輸出C僅有太陽光照射光電

8、管時(shí)，c、d端輸出的信號(hào)為零D火災(zāi)報(bào)警時(shí)，照射光電管的紫外線波長越大，逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大AC只有入射光的頻率大于金屬的極限頻率，即入射光的波長應(yīng)小于金屬的極限波長，才能發(fā)生光電效應(yīng)要實(shí)現(xiàn)有效報(bào)警，光電管陰極的極限波長應(yīng)大于明火中的紫外線的波長，并小于太陽光中的紫外線的波長，A正確；c、d端有信號(hào)輸出，與明火照射到K極的時(shí)間無關(guān)，與紫外線的頻率有關(guān)，B錯(cuò)誤；僅有太陽光照射光電管時(shí)，入射光的頻率小于金屬的截止頻率，不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，c、d端輸出的信號(hào)為零，C正確；火災(zāi)報(bào)警時(shí)，根據(jù)光電效應(yīng)方程EkhW0知，照射光電管的紫外線的波長越短，其頻率越大，逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，D錯(cuò)誤2在光

9、電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用同一實(shí)驗(yàn)裝置，如圖(a)所示，在甲、乙、丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖(b)所示則正確的是()A乙光的頻率大于甲光的頻率B甲光的波長小于丙光的波長C丙光的光子能量小于甲光的光子能量D乙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能A由愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0及遏止電壓的含義可知，hW0eUc，結(jié)合題意與圖像可以判斷，W0相同，U1U2，則三種色光的頻率為乙丙甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C錯(cuò)誤，同時(shí)判斷乙光對(duì)應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能等于丙光對(duì)應(yīng)光電子的最大初動(dòng)能，A正確，D錯(cuò)誤，由知，乙丙甲，B錯(cuò)誤3(多選)以往我們認(rèn)識(shí)的光電效

10、應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖所示用頻率為的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng)換用同樣頻率的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生了光電效應(yīng)；此時(shí)，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在K、A之間就形成了使光電子減速的電場逐漸增大U，光電流會(huì)逐漸減?。划?dāng)光電流恰好減小到零時(shí)，所加反向電壓U可能是(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)()AUBUC

11、U2hWDUBD由題意知，一個(gè)電子吸收一個(gè)光子不能發(fā)生光電效應(yīng)，換用同樣頻率為的強(qiáng)激光照射，則發(fā)生光電效應(yīng)，即吸收的光子能量為nh，n2,3,4，.則由光電效應(yīng)方程可知：nhWmv2(n2,3,4，)在減速電場中由動(dòng)能定理得eU0mv2聯(lián)立得：U(n2,3,4，)，選項(xiàng)B、D正確4(多選)美國物理學(xué)家密立根利用圖所示的電路研究金屬的遏止電壓Uc與入射光頻率的關(guān)系，描繪出圖中的圖像，由此算出普朗克常量h.電子電荷量用e表示，下列說法正確的是()A入射光的頻率增大，為了測遏止電壓，則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)向M端移動(dòng)B由圖像可知，這種金屬的截止頻率為BC增大入射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能也增大D由圖

12、像可得普朗克常量表達(dá)式為hBD入射光的頻率增大，光電子的最大初動(dòng)能增大，則遏止電壓增大，測遏止電壓時(shí)，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器的滑片P向N端移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程EkmhW0知，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)EkmhW0eUc，解得Uc，圖線的斜率k，則h，當(dāng)遏止電壓為零時(shí)，B.故B、D正確二、非選擇題(本大題共2小題，共26分)5(12分)經(jīng)測量，人體表面輻射本領(lǐng)的最大值落在波長為940 m處根據(jù)電磁輻射的理論得出，物體最強(qiáng)輻射的波長與物體的絕對(duì)溫度的關(guān)系近似為Tm2.90101 mK，由此估算人體表面的溫度和輻射的能量子的值各是多少？(h6.631034 Js)解析人

13、體表面的溫度為T K309 K36 .人體輻射的能量子的值為h6.631034 J2.121022 J.答案36 2.121022 J6(14分)光電管是應(yīng)用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)與電信號(hào)之間相互轉(zhuǎn)換的裝置，其廣泛應(yīng)用于光功率測量、光信號(hào)記錄、電影、電視和自動(dòng)控制等諸多方面如圖所示，C為光電管，B極由金屬鈉制成(鈉的極限波長為5.0107 m)現(xiàn)用波長為4.8107 m的某單色光照射B極(1)電阻R上電流的方向是向左還是向右？(2)求出從B極發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能(3)若給予光電管足夠大的正向電壓時(shí)，電路中光電流為10 A，則每秒射到光電管B極的光子數(shù)至少為多少個(gè)？解析(1)B極板上逸出光電子，相當(dāng)于電源的正極，A為負(fù)極，故流過R的電流向左(2)Ekmhh6.6310343108 J1.661020 J.(3)每秒電路中流過的電子電荷量qIt101061 C1105 Cn個(gè)6.251013個(gè)答案(1)向左(2)1.661020 J(3)6.251013個(gè)- 7 -