1、课时分层作业课时分层作业(十二十二)普朗克黑体辐射理论普朗克黑体辐射理论 光电效应光电效应 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一黑体辐射黑体辐射、能量子的理解能量子的理解 1(多选多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是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当铁块呈现黑色时当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高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说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度 最强
2、最强 D早早、晚时分太阳呈现红色晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色而中午时分呈现白色， ，说明中午时分太阳温度最高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由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高随着温度的升高，各种波长的波的辐射强各种波长的波的辐射强 度都增加度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，选项选项 B、C 正确。正确。 2某激光器能发射波长为某激光器能发射波长为的激光的激光，发射功率为发射功率为 P，c 表示光速表示光速，h 表示普朗克常表示普朗克常 量量，则激光器每秒发射的能量子数为则激光器每秒发射的能量子数为()
3、APc h Bhc CP hc D c hP C每个激光光子的能量为每个激光光子的能量为hc ， ，则激光器的发射功率为则激光器的发射功率为 Pn，其中其中 n 为激光为激光 器每秒钟发射的能量子数器每秒钟发射的能量子数，所以所以 nP hc， ，故选项故选项 C 正确。正确。 考点二考点二对光电效应现象的理解对光电效应现象的理解 3(多选多选)已知钙的逸出功是已知钙的逸出功是 3.20 eV，对此理解正确的是，对此理解正确的是( ) A钙中的电子脱离钙需做功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钙表面的电子脱离钙需做功 3.20 eV C钙只需吸收钙只需吸收 3.
4、20 eV 的能量就有电子逸出的能量就有电子逸出 D入射光子的能量必须大于入射光子的能量必须大于 3.20 eV 才能发生光电效应才能发生光电效应 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它等于金属表面的电子脱离 金属所做的功金属所做的功，故故 A 错误错误，B 正确；钙中的电子至少吸收正确；钙中的电子至少吸收 3.20 eV 的能量才可能逸出的能量才可能逸出， C 错误；由光电效应发生的条件知错误；由光电效应发生的条件知，D 正确。正确。 4(多选多选)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。如图所示
5、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。 当有波长为当有波长为0的光照射光电管的阴极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，则时，电路中有电流通过灵敏电流计，则() A用波长为用波长为1(10)的光照射阴极时，电路中一定没有电流的光照射阴极时，电路中一定没有电流 B用波长为用波长为2(20)的光照射阴极时，电路中可能有电流的光照射阴极时，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将电源的极性反接后，电路中一定没有电流 BC波长为波长为1(10)的光的频率有可能大于极限频率的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流电路中可能有光电流，A 错误
6、错误，C 正确；波长为正确；波长为2(2U2，则三种色光的频率为则三种色光的频率为乙 乙 丙 丙甲甲， ，故丙光故丙光 子能量大于甲光子能量子能量大于甲光子能量，C 错误错误；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光电子的最大初动能，A 正确正确，D 错误；由错误；由c 知 知，乙 乙 丙 丙 甲 甲， ，B 错误。错误。 11(多选多选)在探究光电效应现象时在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为某小组的同学分别用波长为、2的单色光照射的单色光照射 某金属，逸出的光电子的最大速度之比为某金属，逸出的光电子的最大速
7、度之比为 21，普朗克常量用，普朗克常量用 h 表示，光在真空中的表示，光在真空中的 速度用速度用 c 表示。则表示。则() A光电子的最大初动能之比为光电子的最大初动能之比为 21 B该金属的截止频率为该金属的截止频率为 c 3 C该金属的截止频率为该金属的截止频率为c D用波长为用波长为5 2的单色光照射该金属时能发生光电效应 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在两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为逸出的光电子的最大速度之比为 21，由由 Ek1 2mv 2 可知可知，光电子的最大初动能之比为光电子的最大初动能之比为 41，A 错误错误；又由又由 hWEk
8、知知，hc W1 2mv 2 1， h c 2 W1 2mv 2 2，又又 v12v2，解得解得 Wh c 3， ，则该金属的截止频率为则该金属的截止频率为 c 3， ，B 正确正确，C 错错 误；光的波长小于或等于误；光的波长小于或等于 3时就能发生光电效应时就能发生光电效应，D 正确。正确。 12小明用阴极为金属铷的光电管小明用阴极为金属铷的光电管，观测光电效应现象观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所实验装置示意图如图甲所 示。已知普朗克常量示。已知普朗克常量 h6.6310 34 Js。(计算结果保留计算结果保留 3 位有效数字位有效数字) (1)图甲中电极图甲中电极 A 为光电管的
9、什么极？为光电管的什么极？ (2)实验中测得铷的遏止电压实验中测得铷的遏止电压 Uc与入射光频率与入射光频率之间的关系如图乙所示之间的关系如图乙所示， 则铷的截止则铷的截止 频率频率c和逸出功和逸出功 W0分别是多少？分别是多少？ (3)如果实验中入射光的频率如果实验中入射光的频率7.001014Hz，则产生的光电子的最大初动能，则产生的光电子的最大初动能 Ek是是 多少？多少？ 解析解析(1)由光电管的结构知由光电管的结构知，A 为阳极。为阳极。 (2)Uc图像中横轴的截距表示截止频率图像中横轴的截距表示截止频率，则则 c5.201014Hz，逸出功逸出功 W0hc3.4510 19 J。
10、(3)由爱因斯坦的光电效应方程得由爱因斯坦的光电效应方程得 EkhW01.1910 19 J。 答案答案(1)阳极阳极(2)5.201014Hz3.4510 19 J(3)1.1910 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 于光功率测量于光功率测量、光信号记录光信号记录、电影电影、电视和自动控制等诸多方面电视和自动控制等诸多方面。如图所示如图所示，C 为光电为光电 管管，B 极由金属钠制成极由金属钠制成(钠的极限波长为钠的极限波长为 5.010 7 m)。现用波长为现用波长为 4
11、.810 7 m 的某单色的某单色 光照射光照射 B 极。极。 (1)电阻电阻 R 上电流的方向是向左还是向右？上电流的方向是向左还是向右？ (2)求出从求出从 B 极发出的光电子的最大初动能；极发出的光电子的最大初动能； (3)若给予光电管足够大的正向电压时若给予光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为电路中光电流为 10 A，则每秒射到光电则每秒射到光电管管 B 极的光子数至少为多少个？极的光子数至少为多少个？ 解析解析(1)B 极板上逸出光电子极板上逸出光电子，相当于电源的正极相当于电源的正极，A 为负极为负极，故流过故流过 R 的电流的电流 向左。向左。 (2)Ekmhc h c 0 6.6310 343108 1 4.810 7 1 5.010 7 J1.6610 20 J。 (3)每秒电路中流过的电子电荷量每秒电路中流过的电子电荷量 qIt1010 61 C 110 5 C nq e 110 5 1.610 19个 个6.251013个。个。 答案答案(1)向左向左(2)1.6610 20 J (3)6.251013个个
