高中物理选修3-5同步练习试题解析：17.1--(附解析答案)

高中物理选修3-5同步练习试题解析

能量量子化

1．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

解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A错误；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错、C对；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误。

答案：C

2．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( )

A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波

B．温度越高，物体辐射的电磁波越强

C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关

D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色

解析：一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特性，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误。

答案：B

3．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是( )

A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε

B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍

C．能量子与电磁波的频率成正比

D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的

解析：根据普朗克能量子假说知，A错误，B、C正确；普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，D错误。

答案：B、C

4．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )

A．红光B．橙光

C．黄光D．绿光

解析：在四种颜色的光中，红光的波长最长而频率最小，由光子的能量ε＝hν可知红光光子能量最小。

答案：A

5．某种光的光子能量为E ，这种光在某一种介质中传播时的波长为λ，则这种介质的折射率为( )

A.λE h

B.λE ch

C.

ch λE D.h λE 解析：这种光的频率为ν＝E h

，则这种光在介质中的传播速度为v ＝νλ＝λE h

。 所以这种光在这种介质中的折射率为n ＝c v ＝

ch λE ， 即C 选项正确。

答案：C

6．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P ，c 表示光速，h 表示普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( )

A.Pc hλ

B.hc λ

C.λP hc

D.λc hP

解析：每个激光光子的能量为ε＝h c λ

，则激光器的发射功率为P ＝nε。其中n 为激光器每秒钟发射的能量子数，所以n ＝λP hc

，即C 选项正确。

答案：C

7．红光和紫光相比( )

A ．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较大

B ．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较大

C ．红光光子的能量较大；在同一种介质中传播时红光的速度较小

D ．红光光子的能量较小；在同一种介质中传播时红光的速度较小

解析：此题只需比较红光和紫光的区别就行了，红光与紫光相比，红光波长较长、频率较低、光子能量较低、在同种介质中传播速度较快，正确答案为B 。

答案：B

8．下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是( )

A．微波是指波长在10－3 m到10 m之间的电磁波

B．微波和声波一样都只能在介质中传播

C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射

D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

解析：微波是一种电磁波，传播不需要介质，B错误；由于分子和原子的热运动引起一切物体不断向外辐射电磁波，又叫热辐射，C 正确。

答案：A、C、D

9．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。假设老鼠的体温约为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm。根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm＝2.90×10－3m·K。

(1)老鼠发出最强的热辐射的波长为( )

A．7.8×10－5 m

B．9.4×10－6 m

C．1.16×10－4 m

D ．9.7×10－8 m

(2)老鼠发出的最强的热辐射属于( )

A ．可见光波段

B ．紫外波段

C ．红外波段

D ．X 射线波段

解析：(1)老鼠的体温T ＝(273＋37) K ＝310 K

由题设条件λm 与T 的近似关系式：λm T ＝2.90×10－3 m·K

得λm ＝2.90×10－3T ＝2.90×10－3310

m≈9.4×10－6 m ，B 正确。 (2)可见光的波长范围4.0×10－7～7.0×10－7 m ，λm 大于此范围，

所以属于红外线，C 正确。也可根据老鼠的体温不高不能辐射可见光进行判断。

答案：(1)B (2)C

10．二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1.4×10－3—1.6×10－3 m ，相应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，“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 ＝6.6×10－34 J·s，真空中的光速c ＝3.0×108 m/s 。结果取两位数字)

解析：由c ＝λν得ν＝c λ

。