发布时间 : 星期四 文章推荐下载 新课标高中同步辅导物理选修3-5教师用书：第17章 1 能量量子化 2 光的粒子性 含解析更新完毕开始阅读90aca791abea998fcc22bcd126fff705cd175c75
学业分层测评(六)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．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 B．当铁块呈现黑色时，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，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
E．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
【解析】 由辐射强度随波长变化关系图知，随着温度的升高，各种波长的波的辐射强度都增加，而热辐射不是仅辐射一种波长的电磁波，选项B、C、E正确．
【答案】 BCE
hν
2．频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为c，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是( )
A．光子改变原来的运动方向，且传播速度变小 B．光子改变原来的传播方向，但传播速度不变 C．光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大
D．由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长 E．由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率
【解析】 碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误，B正确；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1<λ2，C错误，D、E正确．
【答案】 BDE
3．如图17-2-9所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，由图象可知( )
图17-2-9
A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hν0
C．入射光的频率为ν0时，产生的光电子的最大初动能为E D．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E E．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E
【解析】 题中图象反映了光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，知当入射光的频率恰为金属的截止频率ν0时，光电子的最大初动能Ek＝0，此时有hν0＝W0，即该金属的逸出功等于hν0，根据图线的物理意义，有W0＝E，故选项A、B、D正确，而选项C、E错误．
【答案】 ABD
4．美国物理学家康普顿在研究石墨对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，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是 ( )
A．康普顿效应说明光子具动量 B．康普顿效应现象说明光具有波动性 C．康普顿效应现象说明光具有粒子性
D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加 E．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量减少
【解析】 康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D项错误，E项正确．
【答案】 ACE
5．能正确解释黑体辐射实验规律的是________提出的能量量子化理论． 【解析】 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较满意的解释．
【答案】 普朗克
6．如图17-2-10所示为t1、t2温度时的黑体辐射强度与波长的关系，则两温度的关系为________．
图17-2-10
【解析】 根据黑体辐射的实验规律可知，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．
【答案】 t1＞t2
7．医生用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知他的体温是多少，你知道其中的道理吗？
【解析】 根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了．
【答案】 见解析
8．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmin.根据热辐射理论， λmin与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλmin＝2.90×10－3m·K.求老鼠发出最强的热辐射的波长．
【解析】 由Tλmin＝2.90×10－3m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin2.90×10－32.90×10－3－6＝m＝m＝9.4×10m.
T?273＋37?
【答案】 9.4×10－6 m
[能力提升]
9．在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图17-2-11(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示．则正确的是( ) 【导学号：66390019】
图17-2-11
A．乙光的频率大于甲光的频率 B．甲光的波长大于丙光的波长
C．丙光的光子能量小于甲光的光子能量
D．乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能 E．乙、丙两种光对应的光电子的最大初动能相等
【解析】 由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0及遏止电压的含义可知，hν－W0＝eUc，结合题意与图象可以判断，W0相同，U1>U2，则三种色光的频率为ν乙＝ν丙>ν甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C错误，同时判断乙光对应光电子的最c
大初动能等于丙光对应光电子的最大初动能，A、E正确，D错误，由ν＝λ知，λ乙＝λ丙＜λ甲，B正确．
【答案】 ABE
10．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm处．根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm＝2.90×10
－1
m·K，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34 2.90×10－1 m·K2.90×10－1
【解析】 人体表面的温度为T＝＝ K≈309
λm940×10－6J·s)
3×108c－34－
K≈36 ℃.人体辐射的能量子的值为ε＝hλ＝6.63×10×－6 J＝2.12×10
940×10m
22
J.
【答案】 36 ℃ 2.12×10－22 J
11．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、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面．如图17-2-12所示，C为光电管，B极由金属钠制成(钠的极限波长为5.0×10－7 m)．现用波长为4.8×10－7 m的某单色光照射B极．
(1)电阻R上电流的方向是向左还是向右？