第17章第二节知能优化训练.doc

1、1下列叙述正确的是( )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黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波解析：选 ACD.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关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B 错误，C 正确；根据黑体的定义知 D 正确2已知某种单色光的波长为 ，在真空中光速为 c，普朗克常量为 h，则电磁波辐射的能量子 的值为( )Ah B.c hC. D以上均不正确ch解析：选 A.由波速公式 v 可得：c由光的能量子公式 hh ，故

2、选 A.c3(2011 年高考上海单科卷)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )A改用频率更小的紫外线照射B改用 X 射线照射C改用强度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间解析：选 B.金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X 射线的频率大于紫外线的频率4(2010 年高考四川理综卷)用波长为 2.0107 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是 4.71019 J.由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h6.6310 34 Js，光速 c3.010 8m/s，结果取两位有效数字)( )A5.510 14Hz B7.910

3、14HzC9.810 14Hz D1.210 15Hz解析：选 B.由爱因斯坦光电效应方程得 h E kmW 0 和 W0h c 知 c7.910 14Hz.选项cB 正确5某广播电台的发射功率为 10 kW，发射的电磁波在空气中传播时波长为 187.5 m，试求：(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？(2)若光子向各个方向均匀发射，求在离天线 2.5 km 处，直径为 2 m 的环状天线每秒接收的光子个数及接收功率解析：(1)每个光子的能量 Ehhc/ J1.0610 27 J6.6310 343108187.5所以每秒钟电台发射上述波长的光子数NPt /E 10 31(个) 10411.

4、0610 27(2)设环状天线每秒接收光子数为 n 个，以电台发射天线为球心，则半径为 R 的球面积S4R 2，而环状天线的面积为 Sr 2，所以 n( )N410 23 个r24R2接收功率 P 收 ( )P 总 4104 W.r24R2答案：(1)10 31 个 (2)4 1023 个 410 4 W一、选择题1黑体辐射的实验规律如图 1714 所示，据此以下判断正确的是( )图 1714A在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大B在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间C温度越高，辐射强度的极大值就越大D温度越高，辐射强度最大的电磁波的

5、波长越短解析：选 BCD.根据题图中黑体辐射强度与波长的关系知 B、C、D 正确2.图 1715在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图 1715 所示，这时( )A锌板带正电，指针带负电B锌板带正电，指针带正电C锌板带负电，指针带正电D锌板带负电，指针带负电解析：选 B.锌板原来不带电，验电器的指针发生了偏转，说明锌板在弧光灯的照射下发生了光电效应，发生光电效应时，锌板向空气中发射电子，所以锌板带正电，验电器指针亦带正电，故选 B 项3硅光电池是利用光电效应原理制成的器件，下列表述正确的是( )A硅光电池是把光能转变为电

6、能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析：选 A.硅光电池是将太阳能转化为电能的装置，当太阳光线照射到电池表面时，光子使原子内的电子脱离原子成为自由电子，自由电子的迁移形成电势差但吸收了光子能量的电子并不一定都能逸出，故 A 对，B 错由光电效应方程 mv2hW 可知逸出的光12电子的最大初动能 mv2 与入射光的频率 有关，故 C 错只有入射光的频率大于硅的极12限频率时，才能产生光电效应，故 D 错4氦氖激光器发出波长为 663 nm 的激光，当激光器的输出功率为 1 mW 时，每秒发

7、出的光子数为( )A2.210 15 B3.310 15C2.210 14 D3.310 14解析：选 B.一个光子的能量 h ，当激光器输出功率为 1 mW 时，每秒钟光子数为hcN 3.310 15(个) Pt 110 316.6310 34 310866310 95.图 1716一细束平行光，经玻璃三棱镜折射后分解成互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c 上如图 1716 所示，已知金属板 b 上有光电子逸出，可知( )A板 a 一定有光电子逸出B板 a 一定无光电子逸出C板 c 一定有光电子逸出D板 c 一定无光电子逸出解析：选 C.光经棱镜折射后出射光线发生偏折，频率高的

8、偏折角大，因此，照射金属板 c的光的频率比照射 b 的光的频率高，而照射 a 的光的频率比照射 b 的光的频率低由此可知：a 上不一定有光电子逸出，而 c 上一定有光电子逸出，C 正确6.图 1717如图 1717 为一光电管电路，滑动变阻器滑动触头 P 位于 AB 上某点，用光照射光电管阴极，电表无偏转，要使电表指针偏转，可采取的措施有( )A加大照射光强度B换用波长短的光照射C将 P 向 B 滑动D将电源正负极对调解析：选 B.由光电管电路图可知阴极 K 电势低，阳极 A 电势高，如果 K 极有电子飞出，则它受到的电场力必向左，即将向左加速，然而现在 G 中电表指针无偏转，说明没有发生光电

9、效应，这仅能说明照射光频率太低这与光强、外加电压的大小及方向均无关可见要使指针发生偏转需增大照射光频率即缩短照射光的波长7用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek 随入射光频率 变化的 Ek 图象，已知钨的逸出功是 3.28 eV，锌的逸出功是 3.34 eV，若将二者的图线画在同一个 Ek 坐标系中，如图 1718 所示用实线表示钨、虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )图 1718解析：选 A.依据光电效应方程 EkhW 0 可知，E k- 图线的斜率代表普朗克常量 h，因此钨和锌的 Ek- 图线应该平行图线在横轴的截距代表极限频率 c，而 c ，

10、综上所W0h述，A 图正确8(2010 年高考浙江理综卷)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(甲光、乙光、丙光) ，如图 1719 所示则可判断出( )图 1719A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率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解析：选 B.由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功相同，对于甲、乙两种光，反向遏止电压相同，因而频率相同，A 项错误；丙光对应的反向遏止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故 C、

11、D 均错，只有 B 项正确二、非选择题9铝的逸出功是 4.2 eV，现在用波长为 200 nm 的光照射铝的表面求：(1)光电子的最大初动能(2)遏止电压(3)铝的截止频率解析：根据爱因斯坦光电效应方程 EkmhW 0 可求得最大初动能由 EkmeU c 求得遏止电压，铝的截止频率由 0 可求W0h(1)根据光电效应方程有Ekm W 0( 4.21.610 19 ) J3.22510 19 J.hc 6.6310 343.010820010 9(2)由 EkmeU c 可得：Uc V2.016 V.Ekme 3.22510 191.610 19(3)由 hcW 0 知c HzW0h 4.21.

12、610 196.6310 341.01410 15 Hz.答案：(1)3.22510 19 J (2)2.016 V(3)1.0141015 Hz10.图 17110如图 17110 所示装置，阴极 K 用极限波长 00.66 m的金属制成若闭合开关 S，用波长 0.50 m的绿光照射阴极，调整两个极板电压，使电流表示数最大为 0.64 A，求：(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能(2)如果将照射阴极的绿光的光强增大为原来的 2 倍，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能解析：(1)阴极每秒钟发射的光电子个数：n 个4.010 12 个Imte 0.6410 611.610 19根据光电效应方程，光电子的最大初动能应为：EkhW 0 h hc c0代入数据可得：E k9.610 20 J.(2)如果照射光的频率不变，光强加倍，则每秒内发射的光电子数也加倍、饱和光电流也增大为原来的 2 倍，根据光电效应实验规律可得阴极每秒钟发射的光电子个数：n2n8.010 12 个光电子的最大初动能仍然为：EkhW 0 9.61020 J.答案：见解析