第二十一章 量子论初步

第二十一章 量子论初步年级__________ 班级_________ 学号_________ 姓名__________ 分数____一、填空题(共9题，题分合计9分)1.假设在NaCl 蒸气中存在由钠离子Na +和氯离子Cl -靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl 分子，若取Na +与Cl -相距无限远时其电势能为零，一个NaCl 分子的电势能为-6.1eV ，已知使一个中性钠原子Na 最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na +所需的能量（电离能）为5.1eV ，使一个中性氯原子Cl 结合一个电子形成氯离子Cl -所放出的能量（亲和能）为3.8eV 。

由此可算出，在将一个NaCl 分子分解成彼此远离的中性钠原子Na 和中性氯原子Cl 的过程中，外界供给的总能等于___________eV 。

2.如图所示，一束太阳光通过三棱镜后，在光屏MN 上形成彩色光带ad.其中波长较长的区域是____________；若将一小金属块放在b 点，恰能产生光电子，则一定能使金属块产生光电子的区域是____________；若逐渐减小入射角i ，光屏上可能最先消失的是____________色光．3.从人类第一次使用光来驱赶自然界的黑暗以来，许多研究物理科学的巨匠都怀着极大的兴趣去研究光，研究光是什么.牛顿认为光具有粒子的性质，惠更斯提出光的波动说，请你按人类对光的认识过程进行排序____________． A 爱因斯坦提出光子说B 托马斯·扬在实验中成功地观察到光的干涉现象C 麦克斯韦根据他的电磁理论提出光是电磁波光究竟是什么?今天你的认识是_______________________________.4.有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间有很好的视力.(1)其原因是猫头鹰的眼睛____________.A.不需要光线，也能看到目标B.自身眼睛发光，照亮搜索目标C.可对红外线产生视觉D.可对紫外线产生视觉(2)根据热辐射理论，物体发出光的最大波长λ与物体的绝对温度T的关系满足维恩公式T·λ=2.9×１０3m·Ｋ.如果猫头鹰的猎物--蛇在夜间的体温为27℃，则它发出光的最大波长为____________m，属于____________波段.5.如图所示，是工业生产中大部分光电控制设备(如夜亮昼熄的路灯)用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成.(1)示意图中，a端应是电源____________极.(2)光控继电器的原理是：当光照射光电管时，___________.(3)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列____________说法正确.A.增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大B.增大绿光照射强度，电路中的光电流增大C.改用波长比绿光波长大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流D.改用频率比绿光频率大的光照射光电管阴极K时，电路中一定有光电流6.能引起人的眼睛视觉的最小能量为1018Ｊ，已知可见光的平均波长约为0.6μm，普朗克常量h=6.63×1034Ｊ·s.(1)进入人眼的光子数至少为____________个.(2)人的眼睛相当于一个怎样的光学系统____________.A.焦距不变的凸透镜B.焦距可变的凸透镜C.焦距不变的凹透镜D.焦距可变的凹透镜(3)由于有些物体太小，人眼看不清，往往走近看或甚至利用仪器如显微镜、放大镜、望远镜，这都是为了____________.7.家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成.接通电源后，220V交流电经一变压器，一方面在次级(副线圈)产生3.4V交流电对磁控管加热，同时在次级(副线圈)产生2000V 高压经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2450MHz 的微波.微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物内外同时受热，因而加热速度快，效率高，并能最大限度地保存食物中的维生素.(1)微波输出功率为700W 的磁控管每秒钟产生的光子数为____________个.(2)变压器产生高压的原、副线圈的匝数比为____________.(3)导体能反射微波，绝缘体可使微波透射，而食物中通常含有的蛋白质、水、脂肪较易吸收微波而转换成热，故在使用微波炉时应____________. A.用金属容器盛放食物放入炉内后加热 B.用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热 C.将微波炉置于磁性材料周围 D.将微波炉远离磁性材料周围8.已知锌发生光电效应的逸出功等于W =3.3eV ，那么锌发生光电效应的的极限波长应该是λ=____m 。

若照射锌板的入射光的光子能量为5eV ，那么从锌板放出的光电子的最大初动能为_____J 。

（取h=6.6×10-34J s ，答案保留两位有效数字）9.现在，科学家们正在设法探寻“反物质”。

所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反，据此，若有反α粒子，它的质量数为 ，电荷数为 。

二、多项选择题(共4题，题分合计4分)1.两种单色光A 、B 分别由垂直水平方向从水面射向水底，它们经历的时间BA t t ，下列判断正确的是A. A 色光的波长比B 色光的波长大B. A 色光的波长比B 色光的波长小C. A 色光的光子能量比B 色光的光子能量大D. A 色光的光子能量比B 色光的光子能量小2.光电效应实验的装置如图所示，则下面说法中正确的是A ．用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B ．用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C ．锌板带的是负电荷D ．使验电器指针发生偏转的是正电荷3.光电效应实验的装置如图所示，下面说法正确的是A ．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B ．用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转C ．锌板带的是负电荷D ．使验电器指针发生偏转的是正电荷4.如图所示为氢原子能级图，A 、B 、C 分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，则下面说法正确的是 A ．频率最大的是B B ．波长最长的是C C ．频率最大的是A D ．波长最长的是B三、单项选择题(共25题，题分合计25分)1.用单色光照射一群原来处于基态的氢原子，用E 表示单色光子的能量，E n 表示氢原子处于量子数为n 的能级时的能量，N 表示原子受光照射发生跃迁时可能发出的不同波长的光谱线的数目，若E=E n ―E 1，E 1为n=1的能级的能量，则 A ．当n=1时，N=1 B ．当n=2时，N=2 C ．当n=3时，N=3 D ．当n=4时，N=42.红、橙、黄、绿四种单色光子，光子能量最小的是A. 红光B. 橙光C. 黄光D. 绿光3.太阳光谱中有许多暗线，它们是对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于A. 太阳表面大气层中缺少相应的元素B. 太阳内部缺少相应的元素C. 太阳表面大气层中存在着相应的元素D. 太阳内部存在着相应的元素4.用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极射出时的最大初动能增大，应A. 改用红光照射B. 增大绿光的强度C. 增大光电管的加速电压D. 改用紫光照射5.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时 A. 锌板带正电，指针带负电 B. 锌板带正电，指针带正电 C. 锌板带负电，指针带正电D. 锌板带负电，指针带负电6.设1λ、2λ是两种单色光1、2在真空中的波长，若21λλ>，则这两种单色光线相比A. 单色光1的频率较小B. 玻璃对单色光1的折射率较大C. 在玻璃中，单色光1的传播速度较大D. 单色光1的光子能量较大7.用a 、b 两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中图甲是a 光照射时形成的，图乙是b 光照射时形成的。

则关于a 、b 两束单色光，下述正确的是A ．a 光光子的能量较大B ．在水中a 光传播的速度较大C ．若用a 照射某金属时不能打出光电子，则用b 光照射该金属时打不出光电子D ．若a 光是氢原子的核外电子从第四轨道向第二轨道跃迁时产生的，则b 光可能是氢原子的核外电子从第三轨道向第二轨道跃迁时产生的甲乙8.处于基态的氢原子，能够从相互碰撞中或从入射光子中吸收一定的能量，由基态跃迁到激发态。

已知氢原子从基态跃迁到n=2的激发态需要吸收的能量为10.2eV，如果静止的氢原子受其他运动的氢原子的碰撞跃迁到该激发态，则运动的氢原子具有的动能A．一定等于10.2eVB．一定大于10.2eV，且大的足够多C．只要大于10.2eV，就可以D．一定等于10.2eV的整数倍9.爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于A．等效替代B．控制变量C．科学假说D．数学归纳10.如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。

合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。

由此可知阴极材料的逸出功为A．1.9eV B．0.6eV C．2.5eV D．3.1eV11.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器上的遥控器发出的“光”用来控制电视机、空调器，对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是①验钞机发出的“光”是红外线②遥控器发出的“光”是红外线③红外线是由原子的内层电子受到激发后产生的④红外线是由原子的外层电子受到激发后产生的Ａ．①④Ｂ．②③Ｃ．①③Ｄ．②④12.平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光从玻璃板下表面斜向上射出，变成a、b两束单色光，如图所示，比较a、b两束单色光，则Ａ．玻璃对a光的折射率较小Ｂ．a光在玻璃中的传播速度较大Ｃ．a光的波长较长Ｄ．a光光子的能量较大13.发生下列有关光现象的各种说法中正确的是①雨后空中出现的虹和霓、日蚀现象，游乐园的“哈哈镜”使人成像变形这些光现象，仅用光的直线传播、光的反射和光的折射等几何光学知识就完全可以解释清楚．②水面上的油膜呈现出彩色条纹，小孔成像，光的色散这些光现象，仅用光的直线传播、光的反射和光的折射等几何光学知识就完全可以解释清楚．③仅仅从光的干涉和光的衍射现象无法说明光具有波粒二象性．④泊松亮斑和光电效应分别反映出光的波动性和光的粒子性．Ａ．①②③Ｂ．②③④Ｃ．①③④Ｄ．①②④14.如图所示，一束平行复色光被玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的红、黄、蓝三色光，分别照射到相同的三块金属板上，已知金属板b恰有光电子逸出，则可知Ａ．照射到板c上的光是蓝色光Ｂ．照射到板c上的光在棱镜中传播速度最小Ｃ．照射到板a上的光波长最长Ｄ．板a上一定能发生光电效应15.光子不仅有能量，还有动量，光照射到某个面上就会产生压力，宇宙飞船可以采用光压作为动力．给飞船安上面积很大的薄膜，正对着太阳光，靠太阳光在薄膜上产生压力推动宇宙飞船前进．第一次安装的是反射率极高的薄膜，第二次安装的是吸收率极高的薄膜，那么Ａ．安装反射率极高的薄膜，飞船的加速度大Ｂ．安装吸收率极高的薄膜，飞船的加速度大Ｃ．两种情况下，由于飞船的质量一样，飞船的加速度大小都一样Ｄ．两种情况下，飞船的加速度不能比较16.关于光的波动性和粒子性，下列说法中正确的是A.爱因斯坦的光子说彻底否定了光的波动学说，建立起全新的现代光学理论B.大量光子表现的效果往往显示粒子性，个别光子表现的效果往往显示出波动性C.所有电磁波中红外线最容易发生明显衍射现象D.由于γ射线的波长非常短，要想观察到它的干涉现象非常困难17.具有天然放射性的90号元素钍的同位素钍232经过一系列α衰变和β衰变之后，变成稳定的82号元素铅208。