22.普朗克黑体辐射与爱因斯坦光电效应-2024年高二物理寒假通关巩固练(人教版2019)(原卷版)

22.普朗克黑体辐射与爱因斯坦光电效应（原卷版）一、知识点梳理1．黑体与黑体辐射（1）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．（2）黑体辐射①定义：黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，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．2．黑体辐射的实验规律（1）随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有；（2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长的方向移动。3．能量子（1）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的整数倍，这个不可再分的ε叫作能量子．（2）表达式：ε＝hν.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.（3）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．（4）可见光波长的大致范围为400～760nm，波长为500nm的能量子ε＝J.4．光电效应的实验规律（1）光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的从表面逸出的现象。（2）光电子：光电效应中发射出来的。（3）光电效应的实验规律①存在频率：当入射光的频率低于截止频率时（填“能”或“不”）发生光电效应。②存在电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越。③存在电压：使光电流减小到0的反向电压Uc，且满足。④光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的。5．爱因斯坦的光电效应理论（1）光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为．（2）爱因斯坦光电效应方程①表达式：或Ek＝②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的③与、W0的关系a、表达式：b、图像：图像是一条斜率为的直线．6．某金属的逸出功为W0，则这种金属的截止频率νc＝，用波长为λ的光照射该金属的表面，光电子的最大初动能Ek＝。（已知普朗克常量为h，光速为c）7．光电效应经典解释中的疑难(1)逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小（填“相同”或“不相同”）。(2)光电效应经典解释①不应存在频率。②遏止电压Uc应该与光的强弱有关。③电子获得逸出表面所需的能量需要的时间远远大于实验中产生光电流的时间。8．康普顿效应和光子的动量（1）康普顿效应：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λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。（2）康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子不仅具有能量而且具有动量。（3）光子的动量a.表达式：。b.说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子的动量可能变小。因此，有些光子散射后波长。9．光的波粒二象性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有性，光既具有波动性，又具有性，即光具有性。二、黑体辐射10．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（

）A．借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射公式，与实验符合得非常好B．伽利略通过著名的扭秤实验测出了引力常量的数值C．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系D．牛顿运动定律既适应于物体的低速运动，也适应于物体的高速运动11．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，这个空腔就成了一个黑体12．关于电磁波的发现及应用、能量量子化，下列说法正确的是（）A．普朗克提出了能量子假说，解决了黑体辐射的理论困难，提出了“量子”概念B．X射线具有辐射性，可用来通信和广播C．能量量子化指能量的连续性，微观粒子的能量值可以是任意值D．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术13．关于“能量量子化”，下列说法正确的是（）A．认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的B．认为能量值是连续的C．认为微观粒子的能量是量子化的D．认为微观粒子的能量是分立的三、光电效应14．如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（）A． B． C． D．15．不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和生活中有广泛的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（）A．若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大B．若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，a光的衍射现象更明显C．若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，a光的遏止电压高D．若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a光的干涉条纹间距大16．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（）A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能17．在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是（）A．若νa>νb，则一定有Ua＜UbB．若νa>νb，则一定有Eka>EkbC．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜EkbD．若νa>νb，则一定有hνa-Eka>hνb-Ekb18．被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（）A． B． C． D．19．如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（）A．钠的逸出功为 B．钠的截止频率为C．图中直线的斜率为普朗克常量h D．遏止电压与入射光频率成正比20．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光A．照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D．通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大四、康普顿效应21．如图所示，美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现散射后有的射线波长发生了改变。康普顿的学生，中国留学生吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了该效应的普遍性。以下说法正确的是（）

A．散射后，射线的频率变大，光子的能量也变大B．光子与电子碰撞时，不遵守动量守恒定律C．如果两个光子的动量相等，则这两个光子的能量也相等D．康普顿效应否定了光是电磁波22．用强黄光、弱黄光和蓝光分别照射如图甲所示的实验装置的K极，其饱和电流随电压的变化关系如图乙所示，而光与电子发生碰撞前后速度方向发生改变，如图丙所示。根据这些图像分析，下列说法中正确的是（

）

A．图乙说明光子具有能量，且光强越强，单个光子能量越大B．根据图乙分析可知，若用红光照射同一实验装置，一定有光电流产生C．在图丙的现象中，有部分光子碰撞后的波长大于碰撞前的波长D．图甲的现象不仅可以说明光具有粒子性，而且说明光子具有动量23．波长为和的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为的光的条纹间距大于波长为的条纹间距。