2019-2020年人教版物理选修3-5课时分层作业5+能量量子化+光的粒子性+Word版含解析

课时分层作业(五)

(时间：40分钟 分值：100分)

[基础达标练]

一、选择题(本题共6小题，每小题6分)

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

[解析] 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．

[答案] BC

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( )

PchcλPλcA．hλ B．λ C．hc D．hP

c

[解析] 每个激光光子的能量为ε＝hλ，则激光器的发射功率为P＝nε，其中nλP

为激光器每秒钟发射的能量子数，所以n＝hc，故C选项正确．

[答案] C

3．(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λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．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具动量 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

[解析] 康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；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项错误．

[答案] AC

4．(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

[解析] 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．

[答案] BD

5．(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λ0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( )

A．用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极时，电路中一定没有电流 B．用波长为λ2(λ2<λ0)的光照射阴极时，电路中一定有电流 C．用波长为λ3(λ3>λ0)的光照射阴极时，电路中可能有电流 D．将电源的极性反接后，电路中一定没有电流

[解析] 波长为λ1(λ1>λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，A错误，易知C正确；波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于极限频率，电路

中一定有光电流，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，电路中仍然有电流，D错误．

[答案] BC

6．(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 [解析] 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Ek＝hν－W0，得W0＝1.8 eV，故AC正确．开关K断开后，在光子能量为2.5 eV的光照射下，光电管发生了光电效应，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．

[答案] AC 二、非选择题(14分)

7．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λmin.根据热辐射理论， λmin与辐射源的绝对温度T(T＝273＋t)的关系近似为Tλmin＝2.90×10

－3

m·K.求老鼠发出最强的热辐射的波长．

[解析] 由Tλmin＝2.90×10－3m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin

2.90×10－32.90×10－3

－6m. ＝m＝m＝9.4×10T?273＋37?

[答案] 9.4×10－6 m

[能力提升练]

一、选择题(本题共4小题，每小题6分)

1．(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 [解析] 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，UAK减小，即使UAK＝0，电流表中也可能有电流通过，C错误；当滑片向右端滑动时，UAK增大，阳极A吸收光电子的能力增强，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UAK，光电流也不会增大，D正确．

[答案] BD

2．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ν变化的Ek-ν图象．已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.24 eV，若将二者的图线画在同一个Ek-ν坐标系中，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的图是下图中的( )