2017_2018学年高中物理课时跟踪检测五能量量子化光的粒子性新人教版选修3_5

1 课时跟踪检测（五） 能量量子化 光的粒子性

1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( )

A ．温度

B ．材料

C ．表面状况

D ．以上都正确

解析：选A 影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A 正确。

2．(多选)以下宏观概念中，哪些是“量子化”的( )

A ．物体的带电荷量

B ．物体的质量

C ．物体的动量

D ．学生的个数

解析：选AD 所谓“量子化”应该是不连续的，而是一份一份的，故选A 、D 。

3．(多选)N 为钨板，M 为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性

如图所示，已知金属钨的逸出功为4.5 eV 。现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能

量已在图上标出)，那么图中没有光电子到达金属网的是(

)

解析：选AC C 、D 加反向电压，只要入射光子的能量h ν≥W 0＋eU ，就有光电子到达金

属网，将各数值代入上式可知D 中光电子能到达金属网；A 、B 加正向电压，只要入射光子

能量大于逸出功，就有光电子到达金属网，可知B 中光电子能到达金属网。综上所述，A 、C

符合题意。

4．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒有6

个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10

－34 J·s，光速为3.0×108 m/s ，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )

A ．2.3×10

－18 W B ．3.8×10－19 W C ．7.0×10－10 W D ．1.2×10－18

W 解析：选A 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P

＝E t ，式中E ＝6ε，又ε＝h ν＝h c λ，可解得P ＝6×6.63×10－34×3×108530×10

－9 W ＝2.3×10－18 W 。 5.光子有能量，也有动量，动量p ＝h λ

，它也遵守有关动量的规律。如图1所示，真空中，有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO ′在水平面内灵活地转动，其中左边是

圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。当用平行

2 白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时的转动情况(俯视)，下列说法中正确的是

(

)

图1

A ．顺时针方向转动

B ．逆时针方向转动

C ．都有可能

D ．不会转动

解析：选B 根据动量定理Ft ＝mv t －mv 0，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。

6．(多选)光电效应的四条规律中，波动说不能解释的有( )

A ．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率才能产生光电效应

B ．光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大

C ．入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9

s

D ．当入射光频率大于截止频率时，光电流强度与入射光强度成正比

解析：选ABC 此题应从光电效应规律与经典波动理论的矛盾着手去解答。按照经典的

光的波动理论，光的能量随光的强度的增大而增大，与光的频率无关，金属中的电子必须吸收足够能量后，才能从中逸出，电子有一个能量积蓄的时间，光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的光子数目越多，被电子吸收的光子数目自然也多，这样产生的光电子数目也多。但是，光子不一定全部形成光电流，故应选A 、B 、C 。

7.实验得到金属钙的光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图2所示。下表

中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是(

)

图2

A km

B ．如用金属钠做实验得到的E km -ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大

C ．如用金属钠做实验得到的E km -ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标

为(0，－E k2)，则E k2

D．如用金属钨做实验，当入射光的频率ν<ν1时，可能会有光电子逸出

解析：选C 由光电效应方程E km＝hν－W可知E km-ν图线是直线，且斜率相同，A、B 项错；由表中所列的截止频率和逸出功数据可知C项正确，D项错误。

8.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3所示。则可判断出(

)

图3

A．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对应的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能

解析：选B 当光电管两端加上反向遏止电压且光电流恰好为零时，有E k－0＝eU c，对同一光电管(逸出功W0相同)使用不同频率的光照射，有E k＝hν－W0，两式联立得，hν－W0＝eU c，丙光的反向遏止电压最大，则丙光的频率最大，甲光、乙光频率相同，A、C错误；

又由λ＝c

ν

可知λ丙<λ乙，B正确；由E k＝hν－W0可知丙光对应的最大初动能最大，D错误。

9.如图4所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。求：

图4

(1)此时光电子的最大初动能的大小；

(2)该阴极材料的逸出功。

解析：(1)由题意可知，遏止电压为0.60 V，由动能定理得光电子的最大初动能E k＝eU ＝0.6 eV。

(2)由光电效应方程E k＝hν－W0得该阴极材料的逸出功

W0＝hν－E k＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV。

答案：(1)0.6 eV (2)1.9 eV

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