第56期 普朗克黑体辐射理论 光电效应(答案见下期)-【数理报】新教材2023-2024学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版2019）

书 第５５期３、４版参考答案 一、单选题 １．Ｃ　２．Ｃ　３．Ｄ　４．Ｂ　５．Ｂ　６．Ｄ　７．Ｂ　８．Ｃ 二、多选题 ９．ＡＣ　１０．ＢＤ　１１．ＡＢＤ　１２．ＡＣ 三、实验题 １３．（１）球形　单分子油膜　直径 （２）４．０×１０－１２　８．１×１０－３　４．９×１０－１０ 提示：（２）一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积 为Ｖ＝ １１００× ０．１ ２５０ｍＬ＝４．０×１０ －６ｍＬ＝４．０×１０－１２ｍ３， 形成油膜的面积Ｓ＝（１．０）２×（６７＋１４）ｃｍ２ ＝８．１× １０－３ｍ２，油酸分子的直径ｄ＝ ＶＳ ＝４．９×１０ －１０ｍ． １４．（１）注射器针筒上的刻度 （２）Ｃ （３）能　烧瓶密封不严有漏气 解析：（１）这个实验是通过注射器注入水来改变烧 瓶内的气体体积的，所以实验中通过注射器针筒上的刻 度测得注入烧瓶中的水的体积． （２）等温变化时，气体压强与体积成反比，压强 — 体积图像是曲线，为了更好地对实验数据进行分析，通 常采取化曲为直的作图方法．而Ｖ－１ｐ图像是直线，故 Ａ、Ｂ、Ｄ错误，Ｃ正确． （３）根据上述实验数据的图像可以测得烧瓶的容 积，上述实验中存在着可能影响实验精确度的主要因素 有烧瓶密封不严有漏气（或烧瓶中气体温度有变化）． 四、计算题 １５．解析：对气体Ａ→Ｂ的过程，根据玻意耳定律，有 ｐ０Ｖ０ ＝３ｐ０ＶＢ，则ＶＢ ＝ １ ３Ｖ０，Ｃ→Ａ是等容变化．由此可 知Ａ、Ｂ、Ｃ三个状态的状态参量分别为 Ａ：ｐ０、Ｔ０、Ｖ０； Ｂ：３ｐ０、Ｔ０、 １ ３Ｖ０； Ｃ：３ｐ０、３Ｔ０、Ｖ０． Ｖ－Ｔ图像和ｐ－Ｖ图像分别如图甲、乙所示． １６．解析：吸气末，ｐ１＝１．０×１０ ５Ｐａ，Ｖ１＝０．９３Ｌ，Ｔ１ ＝３２３Ｋ 压缩末，ｐ２ ＝１．２×１０ ６Ｐａ，Ｖ２ ＝０．１５５Ｌ， 由理想气体状态方程 ｐ１Ｖ１ Ｔ１ ＝ ｐ２Ｖ２ Ｔ２ 代入已知数据解得Ｔ２ ＝６４６Ｋ ｔ２ ＝（６４６－２７３）℃ ＝３７３℃． １７．解析：开始加热时，在活塞移动的过程中，气体 做等压变化．设活塞缓慢移动到容器最右端时，气体末 态温度为 Ｔ１，Ｖ１ ＝ πＤ２ｌ ４ ，初态温度 Ｔ０ ＝３００Ｋ，Ｖ０ ＝ πＤ２ｌ ６ ． 由盖 －吕萨克定律知 Ｖ０ Ｔ０ ＝ Ｖ１ Ｔ１ ，解得Ｔ１ ＝４５０Ｋ 活塞移至最右端后，气体做等容变化，已知 Ｔ１ ＝ ４５０Ｋ，ｐ１ ＝ｐ０，Ｔ２ ＝４８０Ｋ． 由查理定律知 ｐ１ Ｔ１ ＝ ｐ２ Ｔ２ ，则ｐ２ ＝ １６ １５ｐ０． １８．解析：（１）状态ａ与状态ｄ压强相等，由盖—吕 萨克定律得 Ｖａ Ｔａ ＝ Ｖｄ Ｔｄ 代入数据解得Ｔｄ ＝３Ｔ０． （２）依题意可知Ｕａ ＝ｋＴ０，Ｕｄ ＝３ｋＴ０，由热力学第 一定律，有Ｕｄ－Ｕａ ＝Ｑ＋Ｗ，其中Ｗ＝－３ｐ０（Ｖｃ－Ｖｂ）， 联立可得Ｑ＝２ｋＴ０＋６ｐ０Ｖ０． 书 §１．１动量 预习题纲 １．了解黑体及黑体辐射的概念； ２．了解黑体辐射的实验规律； ３．知道能量子概念，能说出普朗克提出的能量子假 说内容； ４．了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点． 课本预习 一、黑体与黑体辐射 １．某种物体能够 吸收入射的各种波长的 而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称 黑体． ２．黑体虽然不反射 ，却可以向外辐射 ，这样的辐射叫作黑体辐射． 二、黑体辐射的实验规律 １．黑体辐射的实验规律：黑体辐 射电磁波的强度按波长的分布只与 黑体的 有关，如图所示． （１）温度越高，各种波长的辐射 强度都有 ； （２）温度越高，辐射强度的极大 值向 的方向移动． ２．维恩和瑞利的理论解释 （１）建立理论的基础：依据热学和电磁学的知识寻 求黑体辐射的理论解释． （２）维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波 区则与实验偏离较大． （３）瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短 波区与实验严重不符，由理论得出的结果被称为“紫外 灾难”． 三、能量子 １．普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某 一最小能量值ε的 ，这个不可再分的最小能量 值ε叫作 ． ２．能量子大小：ε＝ｈν，其中ν是电磁波的频率，ｈ称 为 常量．ｈ＝６．６２６×１０－３４Ｊ·ｓ． ３．在微观世界中能量是 的，或者说微观粒 子的能量是 的． 问题思考 在我们生活的宏观世界里，物体的位置、速度等运 动规律，都可以通过牛顿力学精确地测算．但在量子微 观世界里，有着与宏观世界截然不同的规则，如原子、分 子和离子等，其能量正如普朗克所假设的那样，只能取 某些特定的值．思考下面的问题： （１）普朗克的能量量子化的观点与宏观世界中我 们对能量的认识有什么不同？ （２）由能量量子化假说可知，能量是一份一份的， 而不是连续的，请在宏观概念中，举一些我们周围不连 续的实例． 思考提示 （１）宏观世界中我们认为能量是连续