6.1光电效应现象 学科素养提升练-2021-2022学年高二下学期物理沪教版（2019）选择性必修第三册（word含答案）

6.1光电效应现象 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．华为手机麒麟9000型芯片是5nm制作工艺，光刻机是芯片制造的核心设备之一。光刻机通过一系列的光源能量，将光束透射过画着线路图的掩模，用透镜将线路图成比例缩小后映射到涂有化学层的硅片上，受到光线照射的部分，可以被冲洗掉，在硅片上就得到了掩膜上的电路图。芯片的制作过程需要用较大能量光子的光照射，应选用的光源是（　　）
A．波长长的光源 B．频率大的光源
C．强度小的光源 D．强度大的光源
2．黑体辐射的实验规律如图所示，以下判断错误的是（　　）
A．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，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
3．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　）
A．T1>T2
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体
4．一些重大物理现象和物理理论的发现常常同基本物理常量的发现和准确测定密切相关，在国际单位制中，下列物理常量的单位正确的是（　　）
A．普朗克常量h J·s
B．万有引力常量G N·m/kg2
C．劲度系数k kg·m2/s2
D．动摩擦因数μ N/kg
5．在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，下列说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦提出了能量子假说 B．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在
C．麦克斯韦最早提出用电场线描述电场 D．法拉第发现了电流的磁效应
6．下列说法正确的是（　　）
A．微观粒子的能量变化是连续的
B．能量子与电磁波的频率成正比
C．红光的能量子比绿光大
D．电磁波波长越长，其能量子越大
7．下列说法不正确的是（　　）
A．第一类永动机违背了能量守恒定律
B．安培提出的“分子电流假说”成功解释了磁化现象
C．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子的假设
D．只要穿过闭合导体回路的磁场发生变化，闭合回路中就一定会产生感应电流
8．黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法错误的是（　　）
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动
C．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波
D．不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波
9．图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样．下列关于a、b两束单色光的说法正确的是（ ）
A．真空中，a光的频率比较大
B．同一介质中，a光传播的速度大
C．a光光子能量比较大
D．同一介质对a光折射率大
10．量子化是一种从经典场论建构出量子场论的程序。为了解释图示的黑体辐射的实验规律，猜测振动着的带电粒子的能量只能是某一最小能量值的整数倍，并以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射，即微观粒子的能量是量子化的假设，首先提出此观点的科学家是（　　）
A．密立根 B．普朗克 C．玻尔 D．爱因斯坦
11．首先发现中子的是（　　）
A．查德威克 B．普朗克 C．爱因斯坦 D．贝可勒东
12．下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场会产生磁场
B．微观粒子的能量变化是连续的
C．只有温度高的物体才会有热辐射
D．在真空中，红外线比紫外线传播速度快
13．如图甲所示是研究光电效应实验规律的电路.当用强度一定的蓝光照射到光电管上时，测得电流表的示数随电压变化的图像如图乙所示.下列说法正确的是（　　）
A．照射的蓝光增强，饱和光电流将增大
B．若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应
C．若改用紫光照射光电管，则光电管中金属的逸出功变大
D．若改用紫光照射光电管，图像与横轴交点在左侧
14．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（　　）
A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C．能量子与电磁波的频率成正比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
15．以下说法中正确的是（　　）
A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，只要有变化的电场，就可以形成电磁波
C．普朗克最早提出量子假说，开创了量子理论的新时代
D．量子假说认为，物质辐射（或吸收）的能量只能是某一最小能量单位的整数倍
二、解答题
16．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400~700 nm。400 nm、700 nm电磁波辐射的能量子的值各是多少？
17．静止的钍(Th)核发生β衰变时放出一个β粒子而变成一个镤(Pa)核，同时产生了一个能量为ε的中微子．已知真空中光速为C，普朗克常量为h．求：
①该中微子的频率； ②衰变后β粒子和镤核的合动量的大小．
参考答案
1．B
【详解】
由光子的能量公式，即
可知，频率越大额光子能量越大，光子的能量与光子的强度无光，而根据公式
可得，波长越长，光子的频率越小，ACD错误，B正确。
故选B。
2．A
【详解】
AB．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，而是处在最大波长与最小波长之间，选项A错误，B正确；
C．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，则辐射强度的极大值也就越大，选项C正确；
D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项D正确。
本题选错误的，故选A。
3．B
【详解】
A．由图可知，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以T1>T2，故A正确，不符合题意；
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意；
C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好的解释了黑体辐射的实验规律,故C正确，不符合题意；
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。
故选B。
4．A
【详解】
A．普朗克常量h的单位是J·s，故A正确；
B．万有引力常量G的单位是，故B错误；
C．劲度系数k的单位是，故C错误；
D．动摩擦因数μ没有单位，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
A．普朗克提出了能量子假说，故A错误；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故B正确；
C．首先用电场线描述电场的科学家是英国的科学家法拉第，故C错误；
D．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
A．微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A错误；
B．由能量子的表达式可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；
C．红光的频率比绿光小，由可知，红光的能量子比绿光小。故C错误；
D．电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小。故D错误。
故选B。
7．D
【详解】
A．第一类永动机违背了能量守恒定律，选项A正确，不符合题意；
B．安培提出的“分子电流假说”成功解释了磁化现象，选项B正确，不符合题意；
C．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子的假设，选项C正确，不符合题意；
D．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合回路中就一定会产生感应电流，选项D错误，符合题意。
故选D。
8．D
【详解】
A．由题图可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故A正确，不符合题意；
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B正确，不符合题意；
CD．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
9．B
【详解】
A．a光照射产生的条纹间距大于b光照射产生的条纹间距，根据双缝干涉条纹的间距公式
知，a光的波长大于b光的波长，a光频率较小，A错误．
B．a光的频率小于b光的频率，a光的频率小，折射率小，知a的传播速度较大，故B正确；
CD． a光的频率小，而可得a光光子能量比较小，折射率小， C错误D错误。
故选B.
10．B
【详解】
A．密立根测定了电子的电荷量，A错误；
B．普朗克最先提出能量的量子化，成功解释了黑体辐射现象，B正确；
C．玻尔将量子理论引入原子理论，解释了氢原子光谱，C错误；
D．爱因斯坦用量子理论解释了光电效应，D错误。
故选B。
11．A
【详解】
A．查德威克发现了中子，A正确；
B．普朗克首次提出了能量子的概念，B错误；
C．爱因斯坦最早认识到能量子的意义，提出光子说，C错误；
D．贝克勒尔发现天然放射性现象，揭示了原子核可以再分，D错误。
故选A。
12．A
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论分析，变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，A正确；
B．微观粒子的能量变化是跳跃的，不连续的，B错误；
C．自然界的任何物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，C错误；
D．在真空中，不同频率的光光速都是一样的，只有在介质中才会色散，D错误。
故选A。
13．AD
【详解】
A．根据光电效应方程：
得知，照射的蓝光增强，则单位时间内产生的光电子数目增大，饱和光电流将增大，故A正确。
B．红光的频率小于蓝光的频率，红光照射不一定发生光电效应，但不是一定不会发生光电效应．故B错误；
C．光电管中金属的逸出功的大小是由材料本身决定的，与入射光的频率无关．故C错误；
D．紫光的频率大于蓝光的频率，则光电子的最大初动能增大，所以反向遏止电压增大，图象与横轴交点在蓝光照射时的左侧．故D正确。
故选AD。
14．BC
【详解】
ABD．由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，AD错误，B正确；
C．能量子
与电磁波的频率ν成正比，C正确。
故选BC。
15．CD
【详解】
A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场，不能形成电磁波，B错误；
C．普朗克最早提出量子假说，开创了量子理论的新时代，C正确；
D．量子假说认为，物质辐射（或吸收）的能量只能是某一最小能量单位的整数倍，D正确。
故选CD。
16．4.97×10－19 J，2.84×10－19 J
【详解】
根据公式
ν＝，ε＝hν
可知
400 nm电磁波辐射的能量子
ε1＝h＝6.63×10－34×J≈4.97×10－19J
700 nm电磁波辐射的能量子
ε2＝h ＝6.63×10－34×J≈2.84×10－19J
17．① ②
【详解】
①根据
得
② 设粒子和镤核的合动量为P1，中微子的动量P2，根据动量守恒
P1+P2=0
由 得
所以粒子和镤核的合动量大小为