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课时分层作业(十二) 普朗克黑体辐射理论
光电效应
(建议用时：25分钟)
◎考点一 黑体辐射、能量子的理解
1．(多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是( )
A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度
最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
BC [由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种波长的波的辐射强
度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，选项B、C正确。]
2．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h表示普朗克常
量，则激光器每秒发射的能量子数为( )
A． B．
C． D．
C [每个激光光子的能量为ε＝h，则激光器的发射功率为P＝nε，其中n为激光器
每秒钟发射的能量子数，所以n＝，故选项C正确。]
◎考点二 对光电效应现象的理解
3．(多选)已知钙的逸出功是3.20 eV，对此理解正确的是( )
A．钙中的电子脱离钙需做功3.20 eV
B．钙表面的电子脱离钙需做功3.20 eV
C．钙只需吸收3.20 eV的能量就有电子逸出
D．入射光子的能量必须大于3.20 eV才能发生光电效应
BD [逸出功是使电子脱离某种金属所做功的最小值，它等于金属表面的电子脱离
金属所做的功，故A错误，B正确；钙中的电子至少吸收 3.20 eV的能量才可能逸出，
C错误；由光电效应发生的条件知，D正确。]
4．(多选)如图所示为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号。
当有波长为λ 的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则( )
0
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂A．用波长为λ (λ >λ )的光照射阴极时，电路中一定没有电流
1 1 0
B．用波长为λ (λ <λ )的光照射阴极时，电路中一定有电流
2 2 0
C．用波长为λ (λ >λ )的光照射阴极时，电路中可能有电流
3 3 0
D．将电源的极性反接后，电路中一定没有电流
BC [波长为λ (λ >λ )的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，A
1 1 0
错误，C正确；波长为λ (λ <λ )的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，
2 2 0
B正确；将电源的极性反接，电路中电子受到电场阻力，当所加反向电压小于遏止电
压时，电路中仍然有光电流，D错误。]
5．(多选)某中学实验小组的同学在研究光电效应现象时，设计了如图所示的电路，
用蓝光照射阴极时，电路中的电流计有示数。则下列说法正确的是( )
A．用紫光照射阴极时，电流计一定没有示数
B．用黄光照射阴极时，电流计可能有示数
C．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向左移动电流计一定没有示数
D．用蓝光照射阴极时，将滑动变阻器的滑片向右移动电流计的示数可能不变
BD [由于紫光的频率比蓝光的频率高，因此用紫光照射时，电流计一定有示数，
A错误；由于不知阴极K的截止频率，所以用黄光照射时，也可能发生光电效应，因
此电流计可能有示数，B正确；当滑片向左移动时，U 减小，即使U ＝0，电流表
AK AK
中也可能有电流通过，C错误；当滑片向右端滑动时，U 增大，阳极A吸收光电子的
AK
能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极A时，电流达到最大，即饱和电
流，若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么即使增大U ，光电流也不会增大，D
AK
正确。]
◎考点三 对光电效应方程的理解与应用
6．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射
线中，除了与入射波长 λ 相同的成分外，还有波长大于 λ 的成分，这个现象称为康普
0 0
顿效应。关于康普顿效应，以下说法正确的是( )
A．康普顿效应说明光子有动量
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂B．康普顿效应现象说明光具有波动性
C．康普顿效应现象说明光具有粒子性
D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加
AC [康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C正确；光子与晶体中的电
子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，
光子的能量会减少，D错误。]
7．(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为 2.5 eV的光照射
到光电管上时，电流表 G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点 c，当电压表的示数大
于或等于0.7 V时，电流表读数为0。则( )
A．光电管阴极的逸出功为1.8 eV
B．开关K断开后，没有电流流过电流表G
C．光电子的最大初动能为0.7 eV
D．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小
AC [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 0.7 V时，电流
表示数为0，可知光电子的最大初动能为 0.7 eV，根据光电效应方程 E ＝hν－W ，得
k 0
W ＝1.8 eV，故A、C正确；开关K断开后，在光子能量为2.5 eV的光照射下，光电
0
管发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；1.5 eV的光子
的能量小于逸出功，所以不能发生光电效应，无光电流，故D错误。]
8．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E 随入射光频率ν变化的E ν图像。已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功
k k
是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个E ν坐标系中，用实线表示钨，虚线表示锌，
k
则正确反映这一过程的图像是下图中的( )
A B C D
B [依据光电效应方程E ＝hν－W 可知，E ν图线的斜率代表了普朗克常量h，因
k 0 k
此钨和锌的E ν图线应该平行。图线的横截距代表了截止频率 ν ，而ν ＝，因此钨的ν
k c c c
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂大些。故B正确。]
9．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
生态平衡方面发挥着重要作用。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 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λ 。根据热辐射理论， λ
min min
与辐射源的绝对温度T(T＝273＋t)的关系近似为Tλ ＝2.90×10－3m·K。求老鼠发出最
min
强的热辐射的波长。
[解析] 由Tλ ＝2.90×10－3m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λ ＝m＝
min min
m≈9.4×10－6m。
[答案] 9.4×10－6 m
(建议用时：15分钟)
10．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图(a)所示，在甲、乙、丙
三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示。则正
确的是( )
A．乙光的频率大于甲光的频率
B．甲光的波长小于丙光的波长
C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量
D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能
A [由爱因斯坦光电效应方程 E ＝hν－W 及遏止电压的含义可知，hν－W ＝
k 0 0
eU ，结合题意与图像可以判断，W 相同，U >U ，则三种色光的频率为ν ＝ν >ν ，
c 0 1 2 乙 丙 甲
故丙光子能量大于甲光子能量，C错误；同时判断乙光对应光电子的最大初动能等于
丙光对应光电子的最大初动能，A正确，D错误；由ν＝知，λ ＝λ ＜λ ，B错误。]
乙 丙 甲
11．(多选)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为 λ、2λ的单色光照
射某金属，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的
速度用c表示。则( )
A．光电子的最大初动能之比为2∶1
B．该金属的截止频率为
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C．该金属的截止频率为
D．用波长为λ的单色光照射该金属时能发生光电效应
BD [在两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为 2∶1，由E ＝mv2可
k
知，光电子的最大初动能之比为4∶1，A错误；又由hν＝W＋E 知，h＝W＋mv，h＝W
k
＋mv，又v ＝2v ，解得W＝h，则该金属的截止频率为，B正确，C错误；光的波长
1 2
小于或等于3λ时就能发生光电效应，D正确。]
12．小明用阴极为金属铷的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所
示。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s。(计算结果保留3位有效数字)
(1)图甲中电极A为光电管的什么极？
(2)实验中测得铷的遏止电压U 与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截
c
止频率ν 和逸出功W 分别是多少？
c 0
(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能 E 是
k
多少？
[解析] (1)由光电管的结构知，A为阳极。
(2)U ν图像中横轴的截距表示截止频率，则
c
ν ＝5.20×1014 Hz，逸出功W ＝hν ≈3.45×10－19 J。
c 0 c
(3)由爱因斯坦的光电效应方程得E ＝hν－W ≈1.19×10－19 J。
k 0
[答案] (1)阳极 (2)5.20×1014 Hz 3.45×10－19 J (3)1.19×10－19 J
13.光电管是应用光电效应实现光信号与电信号之间相互转换的装置，其广泛应用
于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面。如图所示，C为光
电管，B极由金属钠制成(钠的极限波长为5.0×10－7 m)。现用波长为4.8×10－7 m的某单
色光照射B极。
(1)电阻R上电流的方向是向左还是向右？
(2)求出从B极发出的光电子的最大初动能；
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂(3)若给予光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为10 μA，则每秒射到光电管
B极的光子数至少为多少个？
[解析] (1)B极板上逸出光电子，相当于电源的正极，A为负极，故流过R的电流
向左。
(2)E ＝h－h＝6.63×10－34×3×108×－ J＝1.66×10－20 J。
km
(3)每秒电路中流过的电子电荷量
q＝It＝10×10－6×1 C＝1×10－5 C
n＝＝个＝6.25×1013个。
[答案] (1)向左 (2)1.66×10－20 J
(3)6.25×1013个
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