6.1光电效应现象课后练习-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
一、选择题（共14题）
1．能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是（　　）
A．库仑 B．普朗克
C．密立根 D．爱因斯坦
2．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
3．下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略预言了电磁波的存在
B．变化的磁场能产生电场，变化的电场不能产生磁场
C．焦耳最早提出能量量子化假说
D．黑体是一种理想模型，其辐射强度只与温度有关
4．实际物体是具有多重属性的，但是，当针对某种目的，从某种角度对某一物体进行研究时，有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用却可以忽略不计。物理学上为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体就是理想模型。下列不属于理想模型的是
A．质点 B．元电荷 C．点电荷 D．黑体
5．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
6．科学突破奖被誉为“科学界的奥斯卡”，旨在表彰全球顶尖物理、数学和生命科学家的研究成果，王贻芳是我国首位获得“基础物理学突破奖”的科学家。在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。关于科学贡献和物理研究方法，下列说法正确的是（　　）
A．安培提出了“分子电流假说”，成功地解释了磁铁受到高温时会失去磁性
B．“点电荷”、“元电流”、“电场强度”概念的提出应用了等效替代的方法
C．法拉第系统地总结了电磁规律的研究成果，建立经典电磁场理论
D．爱因斯坦为了对黑体辐射进行理论解释，首先提出了量子观点
7．许多科学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律，在物理学发展中为人类的科学事业做出了巨大贡献，值得我们敬仰。下列描述中不符合物理学史实的是（　　）
A．奥斯特发现的电流的磁效应，证实电现象与磁现象是有联系的
B．法拉第发现电磁感应现象，用“力线”形象地描述了电磁场
C．安培的能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破
D．英国物理学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论
8．如图所示，一束可见光以入射角θ从玻璃砖射向空气，经折射后分为a、b两束单色光．a、b两束光相比，下列说法正确的是
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．在玻璃中，a光的速度较大b光的速度
C．增大入射角θ，b光首先发生全反射
D．a光光子的能量大于b光光子的能量
9．现代科学认为，在微观世界中能量是不连续的（即量子化的）。下列说法不正确的是
A．普朗克在研究黑体辐射时提出能量是不连续的
B．原子存在着能级，它的能量是量子化的
C．光在本质上是一种电磁波，它的能量是连续的
D．爱因斯坦认为电磁场本身就是不连续的，每一份即为光子
10．下列说法正确的是（　　）
A．微波有很强的热效应，所以用微波炉加热食物
B．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
C．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
D．黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关
11．“千克”这一基本单位原由国际千克原器来定义。国际千克原器是1889年第一届国际计量大会批准制造的，它是一个用铂依合金制成的圆柱体，高度和直径均为，原型保存在巴黎国际计量局。因受空气污染和氧化等因素影响，国际千克原器的质量出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求。因此科学界一直想用一种基于物理常数的定义来取代。2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即。该决定已于2019年5月20日生效。此次标准实施后，国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，保证了国际单位的长期稳定性和通用性。以下说法正确的是（ ）
A．普朗克常量h是一个无单位的常量
B．普朗克常量h的单位等效于
C．普朗克常量h的单位等效于
D．普朗克常量h的单位等效于
12．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
13．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（　　）
A．一听可乐 B．物体的重力势能
C．步枪射击 D．物体的长度
14．关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．黑体能够完全透射照射到它上面的光波
B．随着温度降低，各种波长的光辐射强度都有所增加
C．随温度升高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动
D．黑体的辐射强度只与它的温度有关，与形状和黑体材料无关
二、填空题
15．能量的量子化：微观粒子的能量是______的，或者说微观粒子的能量是______的。
16．黑体：某种物体能够______入射的各种波长的电磁波而不发生______，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
17．黑体辐射
（1）定义：黑体虽然不______电磁波，却可以向外______电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。
（2）黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关。
18．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长______的方向移动。
三、综合题
19．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？
20．如图所示为我国首颗量子通信卫星“墨子号”。“墨子号”的成功发射使我国在量子通信技术领域走在了世界前列。那么，量子通信的理论基础是什么？该理论的提出背景又是什么？
21．某广播电台的发射功率为25kW，发射的是在空气中波长为187.5m的电磁波，则：（普朗克常量，光速）
（1）该电台每秒从天线发射多少个能量子？
（2）若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的，求在离天线2.5km处，直径为2m的球状天线每秒接收的能量子数以及接收功率。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是普朗克。
故选B。
2．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。
3．D
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，选项A错误；
B．根据麦克斯韦电磁理论，则变化的磁场能产生电场，变化的电场也能产生磁场，选项B错误；
C．普朗克最早提出能量量子化假说，选项C错误；
D．黑体是一种理想模型，其辐射强度只与温度有关，选项D正确。
故选D。
4．B
【详解】
物理学上为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体就是理想模型，如质点、点电荷、黑体，但是元电荷是一种电荷单位，所以B错误，符合题意；ACD正确，不符合题意；
故选B。
5．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。
6．A
【详解】
A．安培提出了“分子电流假说”，成功地解释了磁铁受到高温时会失去磁性，选项A正确；
B．“元电荷”、“元电流”采用理想化模型的方法， “电场强度”采用比值定义法，故B错误；
C．英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，建立了经典电磁场理论，即麦克斯韦电磁场理论，故C错误；
D．普朗克为了对黑体辐射进行理论解释，首先提出了量子观点，选项D错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．奥斯特发现的电流的磁效应，证实电现象与磁现象是有联系的。故A正确，与题意不符；
B．法拉第发现电磁感应现象，用“力线”形象地描述了电磁场。故B正确，与题意不符；
C．普朗克的能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。故C错误，与题意相符；
D．英国物理学家麦克斯韦建立了经典电磁场理论。故D正确，与题意不符。
故选C。
8．D
【详解】
因为玻璃对a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，根据可知，在玻璃中，a光的速度小于b光的速度，a光的频率大于b光的频率，则a光光子的能量大于b光光子的能量，选项AB错误，D正确；根据sinC=1/n分析知，a光的临界角比b光的小，逐渐增大入射角，先达到a光的临界角，则a光最先发生全反射，故C错误；故选D．
9．C
【详解】
A ．1900年，普朗克在研究黑体辐射时，认为其辐射的能量是不连续的，而是一份一份的，故A正确，不符合题意；
B．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故B正确，不符合题意；
C．根据光的波粒二象性可知，光是一种电磁波，光的能量是一份一份的，故C错误，符合题意；
D． 1905年爱因斯坦提出了光子说，即光在传播过程中是不连续的，是由一份一份的“光子”组成的。故D正确，不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
A．微波炉能快速加热食物是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，A错误；
B．切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，B错误；
C．医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，但是 射线穿透能力最强，C错误；
D．普朗克通过研究黑体辐射，可知黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．根据，可得，则普朗克常量h的单位为，故A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知，则
故B错误；
CD．根据功的定义
可知
则
故C正确，D错误；
故选C。
12．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。
13．AC
【详解】
在经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有限制，它们可以任意连续变化，如重力、动能、长度等，但在量子力学中，物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定，这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化，故AC正确， BD错误。
故选AC。
14．AD
【详解】
A．能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体，因此黑体能够完全透射照射到它上面的光波，选项A正确；
B．由图可知，随温度的降低，各种波长的光辐射强度都有所减小，选项B错误；
C．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C错误；
D．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，选项D正确。
故选AD。
15． 量子化 分立
16． 完全吸收 反射
17． 反射 辐射 温度
18．较短
19．4.97×10－19 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
20．量子通信的理论基础来源于德国物理学家的能量量子化假设。该假设提出的背景是经典电磁理论解释不了黑体辐射实验的实验规律。
【详解】
根据物理学史可知，量子通信的理论基础来源于德国物理学家的能量量子化假设；该假设提出的背景是经典电磁理论解释不了黑体辐射实验的实验规律。
21．（1）；（2）
【详解】
（1）每份能量子的能量为
电台每秒发射的能量子数为
解得
（2）以电台天线为球心，半径为的球面积为
直径为2m的球状天线接收能量子的有效面积为
设球状天线每秒接收的能量子数为，则有
球状天线每秒接收的能量子的接收功率为
解得