6.1光电效应现象同步训练（Word版含答案）

6.1光电效应现象
一、选择题（共15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
2．2020年12月我国在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。下列关于能量子的说法中正确的是（　　）
A．能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的 B．能量子表示微观世界的不连续性观念
C．电磁波波长越长，其能量子的能量越大 D．能量子是类似于质子、中子的微观粒子
3．如图所示，一束光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b．下列判断正确的是
A．a光的频率大于b光的频率
B．a光光子能量大于b光光子能量
C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
4．下列说法错误的是（　　）
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
B．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、射线的波长依次减小
C．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为
D．通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直
5．2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T：常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量，k是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下几个选项，不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是：
A． B． C．J·K-1 D．
6．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下列有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．微波比可见光的波长大
B．麦克斯韦证实了电磁波的存在
C．变化的电场周围一定产生电磁波
D．黑体辐射电磁波的强度与温度无关
7．下列说法正确的是（　　）
A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波
B．变化的电场产生变化的磁场
C．爱因斯坦提出能量子假说
D．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波
8．下列说法不正确的是（　　）
A．只有温度高的物体才会有热辐射
B．黑体可以向外界辐射能量
C．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以有较强的辐射
D．普朗克引入能量子的概念得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
9．近日，由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营。在过去的10年，义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展。5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比与4G信号，下列判断正确的是（　　）
A．5G信号的光子能量更大
B．5G信号的衍射更明显
C．5G信号的传播速度更大
D．5G信号的波长更长
10．关于量子理论及相对论的几个描述中，以下说法正确的是（　　）
A．普朗克在提出能量子模型以前，就已经成功地解释了黑体辐射的实验规律
B．物理史上的“紫外灾难”是说在研究黑体辐射时，很多研究者因受辐射过多而失去了生命
C．爱因斯坦的相对论认为时间、空间、质量都是相对的，即这些量都与物体的运动速度有关
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
11．能正确解释黑体辐射实验规律的是(　　)
A．能量的连续经典理论
B．普朗克提出的能量量子化理论
C．以上两种理论体系任何一种都能解释
D．牛顿提出的能量微粒说
12．下列说法不符合事实的是（　　）
A．普朗克提出能量子的概念 B．法拉第最早引入电场的概念
C．伽利略提出了加速度的概念 D．库伦通过扭秤实验测出了静电力常量
13．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（　　）
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加
D．随温度降低，辐射强度的极大值向频率较高的方向移动
14．下列叙述正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
15．关于对黑体的认识，下列说法正确的是 （　　）
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
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．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
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
二、填空题
16．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长______的方向移动。
17．定义：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的______，这个不可再分的______叫作能量子。
18．表达式：ε＝______。其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率．h称为______。h＝6.62607015×10－34J·s。
19．判断下列说法的正误。
（1）黑体不一定是黑色的物体。( )
（2）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫绝对黑体。( )
（3）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。( )
（4）黑体是不存在的，是理想模型。( )
（5）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。( )
（6）能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。( )
三、综合题
20．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．
21．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？
22．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。
23．在网上查阅资料，写一篇关于普朗克和爱因斯坦生平的小论文。
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．能量子假设是由普朗克最早提出来的，故A错误；
B．能量子表示微观世界的不连续性观念，故B正确；
C．电磁波波长越长，其能量子的能量越小，故C错误；
D．能量子是不可再分的最小能量值，不是指类似于质子、中子的微观粒子，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
由图可知，b光的偏折程度较大，则b的折射率较大，b的频率较大，根据E=hγ可知，b光的光子能量较大，故选项C正确，ABD错误.
4．B
【详解】
A．根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，故A正确；
B．电磁波谱按照波长从长到短排列顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，故B错误；
C．根据爱因斯坦的光子说，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为
故C正确；
D．根据右手螺旋定则可知，通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直，故D正确。
由于本题选择错误的，故选B。
5．A
【详解】
由可得，则k的单位是：，则不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是A，故选A.
6．A
【详解】
A．根据电磁波谱可知，微波比可见光的波长大，选项A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，选项B错误；
C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，而稳定的磁场周围不产生电场，不会产生电磁波，选项C错误；
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，故A正确；
B．非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场，故B错误；
C．普朗克提出能量子假说，故C错误；
D．黑体吸收电磁辐射，不反射电磁辐射，但是会把电磁辐射转化为热辐射然后放出热辐射，故D错误。
故选A。
8．A
【详解】
A．任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高辐射的能量越多，故A错误；
BC．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，故BC正确；
D．普朗克引入能量子的概念得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故D正确。
故选A。
9．A
【详解】
A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据公式
可知，5G信号的光子能量比4G光子能量更大，故A正确；
BD．发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G信号不容易发生明显衍射，故BD错误；
C．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是相同的，在介质中要看折射率，故C错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．普朗克引入了能量子的概念，才很好的解释了黑体辐射的实验规律，选项A错误；
B．“紫外灾难”指的是用经典电磁理论描述黑体辐射规律时得到的荒谬推论，不是自然灾害，选项B错误；
C．相对论认为时间、空间和质量都是相对的，与运动速度有关，选项C正确；
D．经典物理学适用于宏观物体及低速运动，不适用于微观物质和高速运动，选项D错误。
故选C。
11．B
【详解】
根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释，B对．
12．D
【详解】
A．能量子的概念由普朗克提出的，故A正确；
B．法拉第最早引入电场的概念，故B正确；
C．伽利略提出了加速度的概念，故C正确；
D．静电力常量是一个无误差常数，既不是库仑通过扭秤测出来的，也不是后人通过库仑扭秤测出来的，而是通过麦克斯韦的相关理论算出来的，故D错误。
本题选错误项，故选D。
13．AB
【详解】
AC．由图可知，随温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，故A正确，C错误；
B．温度升高，辐射强度的极大值会向着波长较短的方向移动，故B正确；
D．温度降低，辐射强度的极大值会向着波长较长的方向移动，由于波长与频率成反比，所以，温度降低，辐射强度的极大值会向着频率较低的方向移动，故D错误。
故选AB。
14．ACD
【详解】
A根据热辐射定义知, 一切物体都在辐射电磁波，故A符合题意；
BC.根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，故B不符合题意、C符合题意；
D.根据黑体定义知黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，故D符合题意．
15．CD
【详解】
A．能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这样的物体称为黑体，黑体可以向外辐射电磁波，看上去不一定是黑的，A错误；
BC．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，B错误，C正确；
D．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，D正确。
故选CD。
16．较短
17． 整数倍 最小能量值ε
18． hν 普朗克常量
19． 正确 正确 正确 正确 正确 正确
【详解】
（1）黑体是一个理想化了的物体，它能吸收外来全部的电磁波辐射，并不会由任何的反射，黑体不一定是黑色的物体。故正确；
（2）黑体是任何物体进入后都不能出来的物体（包括光），能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。故正确；
（3）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。故正确；
（4）黑体是任何物体进入后都不能出来的物体（包括光），黑体不是一种客观存在的物质，是理想模型。故正确；
（5）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。故正确；
（6），能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。故正确。
20．① 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 　
21．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。
22．（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
23．普朗克( Max Planck，18581947)，近代伟大的德国物理学家，量子论的奠基人，1858年4月23日生于基尔。1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子。由于这一发现对物理学的发展做出的贡献，他获得1918年诺贝尔物理学奖。在纳粹攫取德国政权后，他以个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了为捍卫科学的尊严而斗争。1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，终年89岁。普朗克的墓在哥廷根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着:尔格·秒。
爱因斯坦在1879年3月出生于德国的小镇乌尔德一个普通的犹太家庭，10岁时，他进入古典氛围很浓的路德中学，12岁时读完了《欧几里德几何》，并证明了毕达哥拉斯定理，13岁时，他读了康德的哲学名著《纯粹理性批判》和《自然科学通俗读本》， 1905年，爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位，并提出光子假设、成功解释了光电效应(因此获得1921年诺贝尔物理奖);同年创立狭义相对论，1915年创立广义相对论，1933年移居美国、在普林斯顿高等研究院任职，1940年加入美国国籍同时保留瑞士国籍。1955年4月18日，爱因斯坦于美国新泽西州普林斯顿逝世，享年76岁。1999年12月，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人”爱因斯坦的理论为核能的开发奠定了理论基础，为帮助对抗纳粹，他曾在利西拉德等人的协助下曾致信美国总统富兰克林 罗斯福、直接促成了曼哈顿计划的启动，而二战后他积极倡导和平、反对使用核武器，并签署了《罗素爱因斯坦宣言》。爱因斯坦开创了现代科学技术新纪元，被公认为是伽利略、牛顿之后最伟大的物理学家，也是批判学派科学哲学思想之集大成者和发扬光大者。
答案第1页，共2页