2017-2018学年高中物理 第十七章 波粒二象性 1 能量量子化检测 新人教版选修3-5

第十七章波粒二象性
1 能量量子化
1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( )
A．温度B．材料
C．表面状况D．以上都正确
解析：根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素知，其只与温度有关．
答案：A
2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，如图所示正确的是( )
A B C D
解析：黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大．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．故B正确，A、C、D错误．答案：B
3．(多选)以下关于辐射强度与波长的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
解析：由辐射强度随波长变化关系知：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．故正确答案为B、C.
答案：BC
4．(多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是( )
A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收
B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
解析：根据普朗克能量子假说，带电粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，能量的辐射、吸收要一份一份地进行，故A、B、D正确．
答案：ABD
5．对应于3.4×10－19J的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？它是什么颜色？
解析：根据公式ε＝h ν和ν＝c λ
得 ν＝εh ＝3.4×10－196.63×10
－34 Hz ＝5.13×1014 Hz ， λ＝c ν＝3.0×1085.13×1014 m ＝5.85×10－7 m. 5．13×1014 Hz 的频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5.85×10－7 m. 答案：5.13×1014 Hz 5.85×10－7
m 黄色
A 级 抓基础
1．下列宏观概念中，是量子化的有( )
A ．物体的质量
B ．弹簧振子的能量
C ．汽车的个数
D ．卫星绕地球运行的轨道
解析：汽车的个数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其他三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．故选C.
答案：C
2．近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景．关于红外线和光通信，以下说法中正确的是( )
①光通信就是将文字、数据、图象等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程 ②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输 ③红外线的频率比可见光的频率高 ④红外光子的能量比可见光子的能量大
A ．①②
B ．③④
C ．①③
D ．②④
解析：无线光通信技术是光信号在空气中直接传输．光纤通信中的光信号是在光纤中传输．不论哪种方式，传输的都是文字，数据图象等信息．而红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，由爱因斯坦的光子论可知ε＝h ν，红外光子的能量比可见光的光子的能量小．
答案：A
3．(多选)对一束太阳光进行分析，下列说法正确的是( )
A ．太阳光是由各种单色光组成的复合光
B ．组成太阳光的各单色光中，能量最强的光为红光
C ．组成太阳光的各单色光中，能量最强的光为紫光
D．组成太阳光的各单色光的能量都相同
解析：由公式ε＝hν可以知道，光的频率越大能量越强．组成太阳光的各单色光中，紫光的频率最大，故其能量最强．
答案：AC
B级提能力
4．关于黑体及黑体辐射下列说法正确的是( )
A．黑体是真实存在的
B．黑体辐射电磁波的强度仅与温度有关
C．随着温度升高黑体辐射中的有些成分会增强，有些成分会减弱
D．随着温度升高黑体辐射中强度最强的那一部分始终不变
解析：黑体并不是真实存在的，选项A错误；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的温度有关，故B正确；随着黑体温度升高，辐射强度在短波区增强，长波区减弱，峰值向波长短的方向移动，故选项C、D错误；故选B.
答案：B
5.(多选)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．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
解析：黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，A正确、B错误；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，故C、D正确．答案：ACD
6．(多选)某光源放出波长在500～600 nm之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为1 mW，则它每秒钟发射的光子数可能是( )
A．2.0×1015B．3.0×1015
C．2.6×1015D．1.5×1015
解析：每秒发出的光子数与发光功率和波长之间的关系为n＝Pt
hc
λ
，故光子数的范围在
2.6×1015～
3.0×1015个之间．
答案：BC
7．二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是 1.4×10－5～1.6×10－5m，相应的频率范围是_____________，相应的光子能量范围是_______________________．“温室效应”使大气全年的平均温度升高，空气温度升高，从微观上看就是空气中分子的__________________________________．(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中的光速c＝3.0×108 m·s－1.结果取两位有效数字)
解析：本题给出了波长范围，运用ν＝c
λ
公式代入计算，得到频率范围为1.9×1013～2.1×1013 Hz，再由ε＝hν代入计算得到光子能量范围为1.3×10－20～1.4×10－20 J，温度在微观上是反映物质分子无规则热运动的剧烈程度，因此空气温度升高，从微观上看就是空气分子的无规则运动(热运动)加剧．
答案：2.1×1013～1.9×1013 Hz
(写成1.9×1013～2.1×1013 Hz也可)
1．4×10－20～1.3×10－20 J
(写成1.3×10－20～1.4×10－20 J也可)
无规则运动加剧或无规则运动平均动能更大。