人教版高中物理选修3-5课时练习第十七章1能量量子化
高中物理人教版选修3-5第十七章第1节能量量子化同步练习C卷
高中物理人教版选修3-5第十七章第1节能量量子化同步练习C卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共7题；共14分)1. （2分）对E＝hν的理解，下列说法不正确的是（）A . 能量子的能量与频率成正比B . 光的频率越高，光的强度就越大C . 光的频率越高，光子的能量就越大D . 它适用于一切量子化现象2. （2分）(2019·奉贤模拟) 光子的能量与其（）A . 波长成正比B . 速度成正比C . 周期成正比D . 频率成正比3. （2分） (2017高二下·桃江期中) 对光的认识，以下说法不正确的是（）A . 个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性B . 光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C . 光表现出波动性时，不具有粒子性；光表现出粒子性时，不具有波动性D . 光的波粒二象性应理解为：在某些场合下光的波动性表现明显，在另外一些场合下，光的粒子性表现明显4. （2分）(2017·北京) 2017年年初，我国研制的“大连光源”﹣﹣极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm（1nm=10﹣9m）附近连续可调的世界上个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s，真空光速c=3×108m/s）（）A . 10﹣21JB . 10﹣18JC . 10﹣15JD . 10﹣12J5. （2分）物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光波的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识不正确的是（）A . 曝光时间足够长时，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B . 单个光子的运动没有确定的轨道C . 干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D . 只有大量光子的行为才能表现出波动性6. （2分）黑体辐射的实验规律如图所示，下列关于黑体辐射说法正确的是（）A . 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除去与温度有关外，还和黑体的材料及表面状态有关B . 随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小C . 温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动D . 爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念7. （2分）人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6．63×10－34J·s，光速为3．0×108m /s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）A . 2．3×10－18WB . 3．8×10－19WC . 7．0×10－10WD . 1．2×10－18W二、多项选择题 (共1题；共3分)8. （3分）一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，若在真空中速度为c，普朗克常量为h，则下列叙述正确的是（）A . 该激光在真空中的波长为nλB . 该波的频率为C . 该激光器在ts内辐射的能量子数为D . 该激光器在ts内辐射的能量子数为三、填空题 (共1题；共1分)9. （1分）在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1．0×10－9m，那么光子经过单缝发生衍射，动量的不确定量是________ kg·m/s．四、计算题 (共2题；共15分)10. （5分）人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处，它对应的是何种辐射？能量子的值为多大？11. （10分）一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲．若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10﹣11s，波长为694.3nm ，发射功率为1.0×1010w ，问（1）每列光脉冲的长度是多少？（2）用红宝石激光器照射皮肤上色斑，每l0mm2色斑上吸收能量达到60J以后，便逐渐消失，一颗色斑的面积为50mm2，则要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失？五、简答题 (共1题；共5分)12. （5分）有一个成语叫做“炉火纯青”，原意说的是道士炼丹时候的温度控制，温度高低主要是靠看火焰的颜色，温度低的时候，是偏红的，温度最高的时候，才呈现青色，所以炉火纯青表示温度已经足够高了。
新人教版选修3-5《171_能量量子化》课时训练物理试卷有答案
新人教版选修3-5《17.1 能量量子化》课时训练物理试卷一、黑体与黑体辐射第十七章波粒二象性第1节能量量子化1. 黑体：是指能够________吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
2. 热辐射：周围的一切物体都在辐射________，这种辐射与物体的________有关。
3. 黑体辐射的实验规律（1）一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与________有关外，还与材料的种类及表面状况有关。
（2）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随着温度的升高，各种波长的辐射强度都________；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长________的方向移动。
二、能量子定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的________。
即：能的辐射或者吸收只能是________。
这个不可再分的最小能量值ε叫做________。
能量子大小ε＝ℎν，其中ν是电滋波的频率，ℎ称为________常量。
ℎ＝________J⋅s （一般取ℎ＝6.63×10−34J⋅s）。
能量的量子化在微观世界中微观粒子的能量是________的，或者说微观粒子的能量是________的。
这种现象叫能量的量子化。
【概念规律练】关于热辐射，下列说法中正确的是（）A.一切物体都在辐射电磁波B.任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关C.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D.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的（）A.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加B.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C.黑体热辐射的强度与波长无关D.黑体辐射无任何规律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有增加B.随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加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已知某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为ℎ，则电磁辐射的能量子ε的值为（）A.ℎcλB.ℎλC.cℎλD.以上均不正确神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0.35μm的紫外激光，已知普朗克常量ℎ＝6.63×10−34J⋅s，则该紫外激光所含光子数为（）A.2.1×1021个B.4.2×1021个C.2.1×1015个D.4.2×1015个一、【方法技巧练】利用能量子的关系式求解有关问题氦-氖激光器发出波长为633nm的激光，当激光器的输出功率为1mW时，每秒发出的光子数为（）A.2.2×1015B.3.2×1015C.2.2×1014D.3.2×1014小灯泡的功率P＝1W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10−6m，求在距离d＝1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1cm2的球面上的光子数是多少？(ℎ＝6.63×10−34J⋅s)课后巩固练对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（）A.温度B.材料C.表面状况D.质量能正确解释黑体辐射实验规律的是（）A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的能量微粒说下列说法正确的是（）A.微观粒子的能量变化是跳跃式的B.能量子与电磁波的频率成正比C.红光的能量子比绿光大D.电磁波波长越长，其能量子越大红、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.绿光单色光从真空射入玻璃时，它的（）A.波长变长，速度变小，光量子能量变小B.波长变短，速度变大，光量子能量变大C.波长变长，速度变大，光量子能量不变D.波长变短，速度变小，光量子能量不变关于光的传播，下列说法中正确的是（）A.各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同B.各种色光在真空中频率不同，同一色光在各种介质中频率相同C.同一色光在各种介质中折射率不同，不同色光在同一介质中折射率相同D.各种色光在同一介质中波长不同，同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长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色光B.在组成太阳光的各单色光中，其能量最强的光为红光C.在组成太阳光的各单色光中，其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生物链，在维持生态平衡方面发挥重要作用，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∘C，它发出的最强的热辐射的波长为λ(m)，根据热辐射理论，λ(m)与辐射源的绝对温度的关系近似为Τλ＝2.90×10−3m⋅K．老鼠发出最强的热辐射的波长为（）A.7.9×10−5mB.9.4×10−6mC.1.16×10−4mD.9.7×10−8m由能量的量子化假说可知，能量是一份一份的而不是连续的，但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低，为什么不是一段一段的而是连续的，试解释其原因。
高中物理人教版选修3-5第十七章第1节能量量子化同步练习B卷
高中物理人教版选修3-5第十七章第1节能量量子化同步练习B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共7题；共14分)1. （2分）黑体辐射和能量子的说法中正确的是（）A . 黑体辐射随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加B . 黑体辐射随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C . 能量子是普朗克最先提出的D . 能量子是一种微观粒子2. （2分）(2016·房山模拟) 下列说法中正确的是（）A . 光电效应说明光具有波动性B . 光纤通信利用了光的折射现象C . 泊松亮斑说明了光沿直线传播D . 光的干涉和衍射现象说明光具有波动性3. （2分） (2019高二下·西湖月考) 关于近代物理，下列说法正确的是（）A . α射线是高速运动的氦原子B . G.P.汤姆孙从实验中发现了电子衍射现象，说明实物粒子也具有波动性C . 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D . 玻尔将量子观念引入原子领域，但其理论不能够解释氢原子光谱的特征4. （2分）(2017·北京) 2017年年初，我国研制的“大连光源”﹣﹣极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm（1nm=10﹣9m）附近连续可调的世界上个最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s，真空光速c=3×108m/s）（）A . 10﹣21JB . 10﹣18JC . 10﹣15JD . 10﹣12J5. （2分）下列说法正确的是（）A . 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与物体的形状有关B . 不确定性关系告诉我们，不可能准确地知道粒子的位置C . 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化D . 爱因斯坦提出了光电子的能量与入射光的强弱有关，与入射光的频率无关6. （2分）物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光波的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就出现了规则的干涉条纹，对这个实验结果下列认识不正确的是（）A . 曝光时间足够长时，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点子B . 单个光子的运动没有确定的轨道C . 干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D . 只有大量光子的行为才能表现出波动性7. （2分）人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6．63×10－34J·s，光速为3．0×108m /s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）A . 2．3×10－18WB . 3．8×10－19WC . 7．0×10－10WD . 1．2×10－18W二、多项选择题 (共1题；共3分)8. （3分）一激光器发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ，若在真空中速度为c，普朗克常量为h，则下列叙述正确的是（）A . 该激光在真空中的波长为nλB . 该波的频率为C . 该激光器在ts内辐射的能量子数为D . 该激光器在ts内辐射的能量子数为三、填空题 (共1题；共1分)9. （1分）在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1．0×10－9m，那么光子经过单缝发生衍射，动量的不确定量是________ kg·m/s．四、计算题 (共2题；共15分)10. （5分）人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处，它对应的是何种辐射？能量子的值为多大？11. （10分）一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲．若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10﹣11s，波长为694.3nm ，发射功率为1.0×1010w ，问（1）每列光脉冲的长度是多少？（2）用红宝石激光器照射皮肤上色斑，每l0mm2色斑上吸收能量达到60J以后，便逐渐消失，一颗色斑的面积为50mm2，则要吸收多少个红宝石激光脉冲，才能逐渐消失？五、简答题 (共1题；共5分)12. （5分）有一个成语叫做“炉火纯青”，原意说的是道士炼丹时候的温度控制，温度高低主要是靠看火焰的颜色，温度低的时候，是偏红的，温度最高的时候，才呈现青色，所以炉火纯青表示温度已经足够高了。
人教版高中物理选修3-5学案：第十七章学案1能量量子化(1)(2)
人教版高中物理选修3-5学案：第十七章学案1能量量子化(1)(2)[学习目标] 1.了解黑体辐射的实验规律.2.了解能量子的概念及其提出的科学过程.3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点．一、黑体与黑体辐射[导学探究] (1)黑体就是黑色的物体吗？答案我们所说的黑体并不是指物体的颜色，它是指能完全吸收各种波长的电磁波的物体．(2)很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少？你知道其中的道理吗？答案根据热辐射规律可知，人的体温的高低，直接决定了该人辐射的红外线的频率和强度．通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道该人的体温．[知识梳理] 对黑体和黑体辐射的认识(1)热辐射①定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．②特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．室温时，热辐射的主要成分是波长较长(填“较长”或“较短”)的电磁波，不能引起人们的视觉；温度升高时，较短(填“较长”或“较短”)波长的成分越来越强．(2)黑体及黑体辐射特点①定义：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．②黑体辐射特点：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．[即学即用] (多选)下列叙述正确的是( )A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波答案ACD解析我们周围的一切物体都在辐射电磁波，A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知，一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，B错误，C正确；根据黑体的定义知D正确．二、黑体辐射的实验规律[导学探究] (1)黑体辐射的强度与什么有关？有怎样的关系？(2)物理学家维思和瑞利在对黑体辐射做出解释时，各在什么区与实验接近，什么区偏离较大？答案见知识梳理[知识梳理] 黑体辐射的实验规律(1)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．(2)对黑体辐射的解释：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很大；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．由于波长很小的辐射处在紫外线波段，故而由理论得出的这种荒谬结果被认为是物理学理论的灾难，当时称为“紫外灾难”．[即学即用] 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )答案A解析随着温度的升高，辐射强度增加，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，A正确，B、C、D错误．三、能量子[导学探究] 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？答案宏观世界中的能量可以是任意值，是连续的，而普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，是一份一份的．[知识梳理] 对能量子和能量量子化的认识(1)普朗克的假设振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，即：能量的辐射或者吸收只能是一份一份的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子公式ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·s. (一般取h＝6.63×10－34 J·s)(3)能量的量子化在微观世界中能量是量子化的，或者说是微观粒子的能量是分立的，这种现象叫能量的量子化．(4)普朗克假设的意义①借助于能量的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合之好令人击掌叫绝．②普朗克在1900年能把量子列入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一．[即学即用] (多选)以下宏观概念中，哪些是“量子化”的( )A．物体的带电荷量B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数答案AD解析所谓“量子化”应该是不连续的，是一份一份的，故选A、D.一、黑体辐射的规律例1 (多选)黑体辐射的实验规律如图1所示，由图可知( )图1A．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由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来．答案ACD归纳总结1．理解和熟记辐射强度随波长的变化关系图象是解此类问题的关键．2．黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类和表面状况无关．二、能量子的理解和计算例2 人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为 3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )A．2.3×10－18 WB．3.8×10－19 WD．1.2×10－18 WC．7.0×10－10 W 解析因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，可解得P＝ W≈2.3×10－18 W.答案A归纳总结1．普朗克能量子假设认为微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．2．能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h是一个常量，称为普朗克常量，其值为h＝6.626×10－34 J·s.针对训练小灯泡的功率P＝1 W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6 m，求小灯泡每秒钟辐射的光子数是多少？(h＝6.63×10－34 J·s)答案5×1018个解析每秒钟小灯泡发出的能量为E＝Pt＝1 J1个光子的能量：ε＝hν＝＝ J＝1.989×10－19 J小灯泡每秒钟辐射的光子数：n＝＝个≈5×1018个．1．一束红光从空气射入玻璃，则这束红光的能量子将( )A．变小 B．变大 C．不变 D．不能确定答案C 解析光由空气射入玻璃时，频率不发生变化，由ε＝hν可知，红光的能量子不变，C正确．2．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图2所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是( )图2A．T1>T2B．T1<T2C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动答案A 解析一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和辐射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关．实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．从图中可以看出，λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A. 3．二氧化碳能很好的吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1.43×10－3～1.6×10－3 m，相应的光子能量的范围是________．(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，结果取两位有效数字)答案 1.2×10－22～1.4×10－22 J 解析由c＝λν，得ν＝，代入数据得频率范围为1.88×1011～2.1×1011 Hz，又由ε＝hν得能量范围为1.2×10－22～1.4×10－22 J.一、选择题(1～9为单选题)1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( )B．材料A．温度C．表面状况D．以上都正确答案A 解析根据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，A对．2．能正确解释黑体辐射实验规律的是( )A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的微粒说答案B 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，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能正确解释黑体辐射实验规律，B对．3．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．辐射和吸收的能量可以不是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量都可以是连续的答案A 解析带电微粒辐射和吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的．故选项A正确，选项B、C、D均错．4．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是( )A．6.02×10－23 molB．6.625×10－3 mol·sC．6.626×10－34 J·sD．1.38×10－16 mol·s答案C 解析普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为 6.626×10－34J·s，在记忆时关键要注意它的单位．5．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( )B．橙光A．红光D．绿光C．黄光答案A 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．6．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为( )B.hA．hλD．以上均不正确C.答案A 解析由波速公式c＝λν可得：ν＝，由光的能量子公式得ε＝hν＝h，故选项A正确．7．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为普朗克常量，则激光器每秒发射的光子数为( )A. B. C. D．λPhc答案A 解析每个光子的能量ε＝hν＝，每秒钟发射的总能量为P，则n＝＝. 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，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为( )B．9.4×10－6 mA．7.8×10－5 mD．9.7×10－8 mC．1.16×10－4 m答案B 解析由Tλmin＝2.90×10－3 m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λmin＝ m＝m≈9.4×10－6 m，B正确．9．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有N个波长为λ0的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)( )B．Nh cA．hλ0D．2Nhλ0C．Nhλ0答案B 解析一个光电子的能量ε＝hν＝h，则N个光子的总能量E＝Nh，选项B正确．二、非选择题10．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？(计算结果保留三位有效数字)答案 4.23×1021个解析紫外激光能量子的值为ε＝＝J≈5.68×10－19 J.则该紫外激光所含光子数n＝＝个≈4.23×1021个．。
人教版高中物理选修3-5同步练习题：17.1 能量量子化(含解析)
人教版高中物理选修3-5同步练习：17.1 能量量子化一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是（）A. B.C. D.2.根据爱因斯坦的“光子说”可知（）A. “光子说”本质就是牛顿的“微粒说”B. 只有光子数很多时,光才具有粒子性C. 一束单色光的能量可以连续变化D. 光的波长越长,光子的能量越小3.下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是( )A. 一切物体都在辐射电磁波B. 一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C. 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D. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波4.关于近代物理实验，下列说法正确的是（）A. 黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释B. 利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C. 电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样说明实物粒子也具有波动性D. 汤姆逊研究阴极射线发现了电子,提出了原子核式结构模型5.根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于（h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长）（）A. ℎcλB. ℎλcC. ℎλD. ℎλ6.如果下列四种粒子具有相同的速率，则德布罗意波长最大的是（）A. 电子B. 中子C. 质子D. α粒子7.光子的能量与其（）A. 波长成正比B. 速度成正比C. 周期成正比D. 频率成正比8.以下关于光子说的基本内容，不正确的说法是（）A. 光子的能量跟它的频率有关B. 紫光光子的能量比红光光子的能量大C. 光子是具有质量、能量和体积的实物微粒D. 在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光子9.关于黑体与黑体辐射，下列说法错误的是（）A. 黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射B. 一般物体辐射电磁波的情况与温度无关,只与材料的种类及表面情况有关C. 黑体辐射随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D. 带电微粒辐射和吸收的能量,只能是某一最小能量值的整数倍10.下列说法正确的是（）A. 光波是概率波,物质波是机械波B. 微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大,同时变小C. 普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的D. 动量相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）11.一台激光器发光功率为P0，发出的激光在真空中波长为λ，真空中的光速为c，普朗克常量为h，则每一个光子的能量为______；该激光器在t时间内辐射的光子数为______。
高中物理人教版选修3-5练习：第十七章 第1、2节 能量量子化 光的粒子性 课下作业 含解析
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：B2．如图1所示，一验电器与锌板用导线相连，用紫外线光源照射锌板时，验电器指针发生了偏转，下列判断正确的是( ) A．此时锌板带正电B．紫外线越强，验电器的指针偏角越大图1C．改用红外线照射锌板，验电器的指针一定会偏转D．将一不带电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角会减小解析：用紫外线照射锌板，锌板发生了光电效应，即锌板有电子逸出，锌板带正电，A正确；紫外线越强，即单位时间打在锌板上的光子越多，逸出的电子越多，锌板所带的电荷量越多，验电器的指针偏角越大，B正确；由于红外线的频率比紫外线的频率小，因此不一定能发生光电效应，验电器指针不一定会发生偏转，C错误；将一不带电的金属小球与锌板接触，锌板将部分电荷转移给金属小球，验电器指针的偏角将减小，D正确。
答案：ABD3．光子有能量，也有动量，动量p＝，它也遵守有关动量的规律。
如图2所示，真空中，有“∞”字形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。
当用图2平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时转动情况(俯视)的下列说法中正确的是( ) A．顺时针方向转动B．逆时针方向转动C．都有可能D．不会转动解析：根据动量定理Ft＝mvt－mv0，由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力，所以装置开始时逆时针方向转动，B选项正确。
答案：B4．分别用波长为λ和λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2。
高二物理人教版选修35课时同步练习卷：17.1 能量量子化
17.1能量量子化1．(多选)如图所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象中可以看出，随着温度的升高，则()A．各种波长的辐射强度都有增加B．只有波长短的辐射强度增加C．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．辐射电磁波的波长先增大后减小答案AC2．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．绿光答案A3．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的因素是()A．温度B．材料C．表面状况D．以上都正确答案A4．能正确解释黑体辐射实验规律的是()A．能量的连续经典理论B．普朗克提出的能量量子化理论C．以上两种理论体系任何一种都能解释D．牛顿提出的微粒说答案B5．(多选)关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是()A．温度越高，物体辐射的电磁波越强B．冷的物体只吸收电磁波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．常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色答案AD6．关于黑体和黑体辐射，下列叙述不正确的是()A．玻尔通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射电磁波C．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D．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动答案A7．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是()A．人的个数B．物体所受的重力C．物体的动能D．物体的长度答案A课本、报刊杂志中的成语、名言警句等俯首皆是,但学生写作文运用到文章中的甚少,即使运用也很难做到恰如其分。
为什么?还是没有彻底“记死”的缘故。
要解决这个问题,方法很简单,每天花3-5分钟左右的时间记一条成语、一则名言警句即可。
可以写在后黑板的“积累专栏”上每日一换,可以在每天课前的3分钟让学生轮流讲解,也可让学生个人搜集,每天往笔记本上抄写,教师定期检查等等。
人教版高中物理选修3-517.1能量量子化名师精编课时作业
1能量量子化基础巩固1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2能正确解释黑体辐射实验规律的是()A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的能量微粒说: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,故选项B正确。
3以下宏观概念,哪些是“量子化”的()A.物体的长度B.物体所受的重力C.物体的动能D.人的个数“量子化”应该是不连续的,一份一份的。
故正确选项为D。
4已知某种单色光的波长为λ,在真空中光速为c,普朗克常量为h,则电磁波辐射的能量子ε的值为()A.v=λν可得ν由光的能量子公式ε=hν=故选项A正确。
5下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是(),辐射强度增加,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,选项A正确。
6氦氖激光器发出波长为663 nm的激光,普朗克常量取6.63×10-34 J·s,当激光器的输出功率为 1 mW 时,每秒发出的能量子数为()A.2.2×1015B.3.3×1015C.2.2×1014D.3.3×1014ε=hν 1 mW 时,每秒发出的能量子数为n≈3.3×1015。
7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为普朗克常量,则激光器每秒发射的能量子数为()Aε=hνP,则n8已知功率为100 W灯泡消耗的电能的5 转化为所发出的可见光的能量。
假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的光子数。
光速c=3.0×108 m/s,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。
.4×1019个能力提升1(多选)下列叙述正确的是()A.一切物体都在辐射电磁波B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波,选项A正确;根据热辐射和黑体辐射的特点知,一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料种类和表面状况有关,而黑体辐射只与黑体的温度有关,故选项B错误,选项C正确;根据黑体的定义知选项D正确。
人教新课标选修3-5 17.1能量量子化 达标作业(解析版)
17.1能量量子化达标作业（解析版)1．太阳发生核反应时会放出大量中微子及能量。
假设太阳释放的能量是由“燃烧氢”的核反应提供，式中v 为中微子，这一核反应平均每放出2个中微子相应释放28MeV 的能量。
已知太阳每秒约辐射2.8×1039MeV 的能量，地球与太阳间的距离约为1.5×1011m ，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到中微子数目的数量级为（ ）A ．1011B ．1014C ．1017D ．10202．第26届国际计量大会通过决议，正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义，于2019年5月20日起正式生效。
比如，“千克”不再以具体实物的质量定义，而将以量子力学中的普朗克常数h 为基准，经过一系列物理换算，算出质量。
与普朗克常数h 相关的表达式如物质波波长：h pλ=。
下列属于用国际单位制的基本单位来表示普朗克常数h 单位的是A ．J/sB ．2kg m /sC ．Ω2A sD ．2N m s 3．下列说法中正确的是（ ）A ．黑体辐射电磁波的强度按波长分布与黑体的温度无关B ．钍的半衰期为24天，1g 钍23490Th 经过120天后还剩0.2g 钍C ．比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定D ．放射同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了3次α衰变和2次β衰变4．以下哪位科学家首先提出能量子的概念 （ ）A ．楞次B ．安培C ．普朗克D ．焦耳5．2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T：38hcTkGMπ=常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量，k是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下几个选项，不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是：A．kg mK s⋅⋅B．22kg mK s⋅⋅C．J·K-1D．W sK⋅6．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（）A．温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射的电磁波B．爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”C．黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关D．常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波7．关于物理学史，下列说法错误的是A．伽利略通过斜面实验推断出自由落体运动的速度随时间均匀变化，他开创了研究自然规律的科学方法，这就是将数学推导和科学实验相结合的方法B．牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律C．奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子8．下列有关黑体的说法，正确的有A．黑体并不向外辐射电磁波B．普朗克提出能量子假说能够很好的解释黑体辐射规律C．温度升高，各种波长的辐射强度都减小D．温度升高，黑体辐射强度极大值向波长较短的方向移动9．下列说法正确的是（）A．电子的发现使人们认识到原子是可以再分的B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型灿若寒星。
人教版选修3-5 第十七章 第1节：能量量子化 导学案设计
荆门市龙泉中学2020年高二下学期物理选修3—5第十七章第1节：能量量子化导学案一、黑体与黑体辐射1．热辐射(1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体温度有关，所以叫热辐射．(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同．2．黑体(1)定义：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．(2)黑体辐射特点：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．想一想在火炉旁边有什么感觉？投入炉中的铁块颜色怎样变化？说明了什么问题？答案在火炉旁会感到热，这是由于火炉不断地向外辐射能量．投入炉中的铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色，这表明同一物体热辐射的强度与温度有关．二、黑体辐射的实验规律1．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加．2．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动．想一想你认为现实生活中存在理想的黑体吗？答案现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的模型．三、能量子1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或吸收能量时，只能是辐射或吸收某个最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子．2．大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h是普朗克常量，数值h＝6.626×10－34__J·s(一般h取6.63×10－34J·s)．【理解】1．一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．2．黑体是指只吸收而不反射外界射来的电磁波的物体，由于黑体只进行热辐射，所以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．3．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．如图所示．【例1】在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是() A．T1>T2B．T1<T2C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动答案AD解析一般材料的物体辐射能的多少决定于物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和发射的面积，而黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体，黑体辐射的强度按波长的分布只与温度有关．实验表明，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．从图中可以看出，λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A、D.借题发挥随着温度的升高，各种波长的辐射本领都在增加，当黑体温度升高时，辐射本领最大值向短波方向移动，这是黑体辐射的特点，熟悉黑体辐射特点是解决问题的关键．【针对训练】1 下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是( )答案 A解析 随着温度的升高，辐射强度增加，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动，A 正确，B 、C 、D 错误．四、能量子的理解和ε＝hν的应用1．物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态．2．在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化．3．能量子的能量ε＝hν，其中h 是普朗克常量，ν是电磁波的频率．【例2】 光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400nm ～700nm.求400nm 、700nm 电磁辐射的能量子的值各是多少？答案 4.97×10－19J 2.84×10－19J 解析 根据公式ν＝cλ和ε＝hν可知：400nm 对应的能量子ε1＝hcλ1＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9J＝4.97×10－19J.700nm 对应的能量子ε2＝hcλ2＝6.63×10－34×3.0×108700×10－9J＝2.84×10－19J.借题发挥 (1)求解本题的关键是根据已知条件求每一个能量子的能量． (2)这类习题数量级比较大，注意运算当中提高运算准确率．【例3】 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 答案 ABD解析 带电微粒的辐射和吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的．故选项A 、B 、D 正确，C 选项错．【点对点专题训练—黑体辐射】1．下列叙述正确的是( ) A ．一切物体都在辐射电磁波B ．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D ．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 答案 ACD解析 根据热辐射定义知A 对；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体温度有关，B 错、C 对；根据黑体定义知D 对．2．下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的是( )A ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加B ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动C ．黑体热辐射的强度与波长无关D ．黑体辐射无任何规律答案AB解析黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故A、B对．3．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答案 C解析黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故选项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，故选项B错误、选项C正确；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，故选项D错误．4．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．以上都正确答案 A解析根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素，得其只与温度有关，A对．【点对点专题训练—ε＝hν理解及应用】5．普朗克常量是自然界的一种基本常数，它的数值是()A．6.02×10－23mol B．6.625×10－3mol·sC．6.626×10－34J·s D．1.38×10－16mol·s答案 C解析普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为6.626×10－34J·s，在记忆时关键要注意它的单位和数量级．6．已知某种单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为() A．hcλB.hλC.chλD．以上均不正确答案 A7．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为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为()A.λPhc B.hPλcC.cPλh D．λPhc答案 A解析每个光量子的能量ε＝hν＝hcλ，每秒钟发射的总能量为P，则n＝Pε＝λPhc.8．二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1.4×10－3～1.6×10－3m，相应的频率范围是________，相应的光子能量的范围是________，(已知普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空中的光速c＝3.0×108m/s.结果取两位有效数字)答案 1.9×1011～2.1×1011Hz 1.3×10－22～1.4×10－22J解析由c＝λν得ν＝cλ.则求得频率范围为1.9×1011～2.1×1011Hz.又由ε＝hν得能量范围为1.3×10－22～1.4×10－22J.。
高中物理选修3-5课时作业10：17.1 能量量子化
17.1 能量量子化1．下列说法正确的是（）A. 铀核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B. 发生光电效应时，入射光越强，则光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大C. 用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核，都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D. 用能量为11.0eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态2．现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为v的光照射时，有光电流产生。
下列说法正确的是（）A. 光照时间越长，光电流就越大B. 减小入射光的强度，光电流消失C. 用频率小于v的光照射，光电效应现象消失D. 用频率为2v的光照射，光电子的初动能变大3．下列说法中正确的是（）A. 结合能越大的原子核越稳定B. 23290Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为20882PbC. 氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能减小D. 用绿光或紫光照射某金属发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能可能相等4．下列说法中正确的是（）A. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短B. β射线是原子被电离后核外电子形成的电子流C. 同种元素的两种同位素具有相同的核子数D. 大量处于n=2能级的氢原子自发跃迁发光时只能发出一种频率的光5．下列描述中正确的是（）A. 质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量B. 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少2个C. 23892U（铀核）衰变为22288Rn(氡核)要经过3次α衰变，4次β衰变D. 发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小6．下列说法正确的有（）A. 方程式238234492902U Th+He →是重核裂变反应方程B. 方程式23411120H+H He+n →是轻核聚变反应方程C. 氢原子光谱是连续的D. 氢原子从某激发态跃迁至基态要吸收特定频率的光子7．下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有（ ） A. B. C. D.8．实物粒子和光都具有波粒二象性。
人教版高中物理选修3-5第十七章第1节能量量子化限时练
2020-2021年物理课堂限时练编写人：审核人：高二物理组日期：2020.12.11高中物理选修3-5第17章第一节能量量子化基础巩固1．“新冠肺炎”期间，很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于其中原理，下列说法正确的是()A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强2.(多选)下列叙述正确的是（）A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波3．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4．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5.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是()6.(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7．40瓦的白炽灯，有5%的能量转化为可见光．设所发射的可见光的平均波长为580 nm，那么该白炽灯每秒钟辐射的光子数为多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s)能力提升1.普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是( )A ．人的个数B ．物体所受的重力C ．物体的动能D ．物体的长度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3.(多选)热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。
【配套K12】高中物理 17.1 能量量子化课时作业 新人教版选修3-5
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，吸收要一份份的进行，故A、B、D正确．
【答案】C
5．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
A．7.8×10－5mB．9.4×10－6m
C．1.16×10－4mD．9.7×10－8m
【解析】体温为37℃时，热力学温度T＝310 K，根据λmaxT＝2.90×10－3m·K，得λmax＝ m＝9.4×10－6m.
【答案】B
3．2006年诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化．他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点．下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中错误的是( )
【答案】B
3．以下宏观概念，哪些是“量子化”的( )
A．一颗树苗生长的高度
B．从车站开出的汽车驶过的路程
C．人的个数
D．烧水时温度计的示数
【解析】A、B、D三个选项描述的内容都是连续的，只有C项是不连续的，即量子化的．
【答案】C
4．对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法不正确的是( )
A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收
能力提升
1．(多选)关于黑体辐射的实验规律叙述正确的是( )
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．黑体热辐射的强度与波长无关
D．黑体辐射无任何规律
【解析】黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．
2019-2020年高中物理第17章第1节能量量子化练习新人教版选修3-5
019-2020年高中物理第17章第1节能量量子化练习新人教版1. 黑体与黑体辐射.(1) 热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫作热辐射•物体的温度升高，热辐射中较短波长的成分越来越强.(2) 黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体.(3) 黑体辐射：一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，而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.2•黑体辐射的实验规律(黑体辐射的强度与波长的关系).黑体辐射实验中，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.3•能量子：超越牛顿的发现.(1) 能量量子化：宏观物体的能量是连续的；而普朗克认为微观粒子的能量是量子化的，或说微观粒子的能量是分立的，即带电微粒的能量只能是某一最小能量值£的整数倍.(2) 能量子：不可再分的最小能量值£叫作能量子，且£ = h V .式中的V是电磁波的频率，h 叫作普朗克常量，其值为h = 6, 626 X 10~34J > s爲知能演條1)基地巩匹1. 关于对黑体的认识，下列说法正确的是(C)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，故选项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，故选项B错误，选项C正确；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，故选项D错误.2. (多选)下列叙述正确的是(ACDA. —切物体都在辐射电磁波B. —般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波解析：根据热辐射定义知A对；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的解析：黑体的辐射是指由理想放射物放射出来的辐射,在特定温度及特定波长放射最大情况除与温度有关外， 还与材料种类和表面状况有关， 而黑体辐射只与黑体温度有关， B 错、C 对；根据黑体定义知D 对.3 •能正确解释黑体辐射实验规律的是 （B ） A. 能量的连续经典理论 B. 普朗克提出的能量量子化理论 C. 以上两种理论体系任何一种都能解释 D. 牛顿提出的能量微粒说解析：根据黑体辐射的实验规律， 随着温度的升高, 加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动， 理论才能得到较满意的解释，故 B 正确.4. （多选）下述说法正确的是（AD A. 微观粒子的能量变化是跳跃式的 B. 能量子与电磁波的频率成正比 C. 红光的能量子比绿光大 D. 电磁波波长越长，其能量子越大5. （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£ = h v 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.6.某红光的波长为 6.35 x m ,求其能量子的值.解析：根据公式V = c和£ = h v,可求得能量子的值. 入^3. 13X10 19 (J). 答案：3.13X10-19J能2提丄 7.下列叙述错误的是（B ）A. 一切物体都在辐射电磁波B. —般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D. 黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波解析：一般物体辐射仅与温度有关， 而黑体辐射除与温度有关外，还与频率及波长有关.&我们周围的一切物体都在向外辐射电磁波、这种辐射与物体的温度有关，物理学家 通过实验研究方面各种波长的辐射强度都有增只能用普朗克提出的能量量子化 (AC)£ =h» = h6. 63 X 1()y 3, OX 1(/6. 35X 10二黑体的辐射，得到了如图所示的辐射强度一一波长的关系图象，你通过分析该图得到的正确结论是：44E 3. 4X 10-1963X 1() 3413X 1014Hz,0X10"ma5. 85 X 10 " m.量的辐射.同时，黑体是可以吸收所有入射辐射的物体，不会反射任何辐射，故黑体是绝对黑色的•由图象可知，当波长变短，频率增大，而温度升高时，黑体的辐射就增强.答案：温度升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大.9•下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（A ）丄編射强度1i辎射强度 1 辆射强度11° AXLB\ cc(>解析：黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故 B 、D错误.黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500 C 以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射•即温度越高，辐射 的电磁波的波长越短，故C 错误A 正确.10.（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（BCA. 2.0 X B . 3.0 XC. 2.6 X D . 1.5 XPt he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 =，故光子数的范围在个入之间.11.二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 X 10— 5〜1.6 X 10 — 5 m ,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 X 10— 34 J • s ,真空中 的光速c = 3.0 X 108 m • s — 1.结果取两位有效数字.）c解析：本题给出了波长范围，运用V = 公式代入计算，得到频率范围为1.9 X 〜2.1 X入Hz,再由£ = h V 代入计算得到光子能量范围为 1.3 X 〜1.4 X 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 X 〜1.9 X Hz （写成1.9 X 〜2.1 X Hz 也可） 1. 4 X 〜1.3 X J （写成1.3 X 〜1.4 X J 或将1.3写成1.2也可） 无规则运动（热运动）加剧或无规则运动（热运动）平均动能更大 12 .对应于3.4 X J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？ 解析：根据公式£ = h V 和V = 得:5, 13X1014Hz 5.85X10—7 m2019-2020年高中物理第17章第2节光的粒子性练习新人教版选修3-51. 光电效应的实验规律.(1) 光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这种现象被称为光电效应，这种电子叫光电子.(2) 光电效应的实验规律.用如下图所示的电路研究光电效应中光电流与光照强度、光的频率等物理量的关系，阴极K和阳极A在密封的真空玻璃内，阴极K在受到光照时会发射光电子，阳极A吸收光电子而形成光电流•实验结果表明：①存在饱和电流.如上图所示实验中，在光照条件不变情况下，阳极A与阴极K之间电压增大，光电流趋于一个饱和值，即使再增大电压，电流不会增大，入射光越强，饱和电流越大•这表明入射光越强，阴极K在单位时间内发出的光电子数目越多.②存在遏止电压•如上图所示实验中，若A接负极，K接正极，在光电管两极间形成使光电子减速的电场，这时，使光电流减小到零的反向电压U C称为遏止电压，根据动能定理有=eU C.③存在截止频率.当入射光的频率小到某一数值v c时，遏止电压U C减小到零时，也没有光电流，即没有光电子产生，即没有发生光电效应，v C称为截止频率或极限频率•这就是说，当入射光的频率v < v C时，不论光多么强，光电效应都不会发生.④光电效应具有瞬时性•从光照射到金属表面到其表面逸出光电子的时间一般不超过S,即光电效应几乎是瞬时的.2. 光电效应解释中的疑难.(1) 逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫作这种金属的逸出功，用字母W表示，不同金属的逸出功是不同的.(2) 光电效应中，经典电磁理论无法解释的有：光电子初动能与光强弱无关，遏止电压U C与光强弱无关；发生光电效应时，入射光的频率存在一个极限频率；发生光电效应的时间只需s.3. 爱因斯坦光电效应方程.(1) 光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为h v，这些能量子被称为光子.(2) 爱因斯坦光电效应方程：在光电效应中，金属表面中的电子吸收一个光子获得的能量是h v,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功WO，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ec 即卩h v =吐+ W0 或E k= h v—W0.(3) 用爱因斯坦光电效应方程解释光电效应的实验规律.①方程E k = h v —W0表明，光电子的初动能与入射光的频率v成线性关系，与光强无关.只有当h v >V0时，才有光电子逸出，v c=四是光电效应的截止频率.h②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然是瞬时发生的.③光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子多，因而饱和电流大，所以饱和电流与光强成正比.4. 康普顿效应.(1) 光的散射：光在介质中与物质微粒的相互作用，使光的传播方向发生改变，这种现象叫作光的散射.(2) 康普顿效应：在光的散射时，除有与入射波长相同的光，还有波长比入射波长大的光，这种现象称为康普顿效应. 康普顿的学生：中国留学生吴有训证实了康普顿效应的普遍性.光电效应表明光子具有能量，康普顿效应表明光子还具有动量，两种效应深入地揭示了光的粒子性的一面.5. 光子的动量.光子的动量p=入.在康普顿效应中，由于入射光子与物质微粒的碰撞，光子的动量变小，因此波长变大.基地巩里1.(多选)光电效应实验的装置如图所示，用弧光的灯照射锌板，验电器指针张开一个角度.则下列说法中正确的是(ADA. 用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转B. 用绿光照射锌板，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解析：将锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电.这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，带正电，选项A、D正确.绿光不能使锌板发生光电效应.2. (多选)下列关于光子的说法中，正确的是(ACA. 在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子B. 光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C. 光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D. 光子可以被电场加速解析：按照爱因斯坦的光子说，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量£= h v ,与光的强度无关，故A、C正确，B错误，光子不带电, 不能被电场加速，D错误.3. 当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时（C）A. 锌板带负电B. 有正离子从锌板逸出C. 有电子从锌板逸出D. 锌板会吸附空气中的正离子解析：当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电,选项C正确，ABD错误.4. （多选）光电效应的实验结论是：对于某种金属（ADA. 无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B. 无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C. 超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D. 超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：每种金属都有它的极限频率v 0，只有入射光子的频率大于等于频率v 0时，才会发生光电效应，且入射光的强度越大则产生的光子数越多，光电流越强；由光电效应方程&= h v —W = h v —h v 0，可知入射光子的频率越大，产生的光电子的最大初动能也越大，与入射光的强度无关，所以A、D正确.5. （多选）如图所流计无电流通过，可能的原因是示电路的全部接线及元件均完好.用光照射光电管的K极板，发现电A. A、K间加的电压不够高B. 电源正负极接反了C. 照射光的频率不够高D. 照射光的强度不够大解析：若照射光的频率很低，则不能发生光电效应；如果发生光电效应，但是电源正负极接反了，且电压高于遏止电压，电流表中也不会有电流，故 B C选项正确.6. （多选）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为v 0,则（ADA. 当用频率为2 v 0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B. 当用频率为2 v 0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为h v 0C. 当照射光的频率v大于v 0时，若v增大，则逸出功增大D. 当照射光的频率v大于v 0时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍解析：当入射光的频率大于等于金属的极限频率时，就会发生光电效应，A选项正确;解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界，也适用于微观世界•光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律•光子与电子碰撞前光子的能量 当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量由£ > £ '可知入V 入’，选项C 正确.（多选）某金属的逸出功为 2.3 eV ，这意味着（BC这种金属内部的电子克服原子核引力做 2.3 eV 的功即可脱离表面 这种金属表层的电子克服原子核引力做 2.3 eV 的功即可脱离表面 要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于 2.3 eV 这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于 解析：逸出功指原子的最外层电子脱离原子核克服引力做的功，选 B 、C.9.某光电管的阴极是用金属制成的，它的逸出功为 2.21 eV ，用波长为2.5 x m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为 3.0 x m/s ，元电荷为1.6 x C ,普朗克常量为6.63 x J ・s , 求得该金属的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别是（B ）D. UhHz,4. 4X10由于金属材料一定，极限频率一定，逸出功 0逸=h V 0 一定，V 0为极限频率，V 增大，逸 出功不变，C 选项错误.由爱因斯坦光电效应方程 E km = h V — W 逸，得V = 2 V 0时，E km = h V — W 逸= 2hV0— h V 0 = h V 0,当 V 增大一倍，V = 4 V 0 时，E km = h V — W 逸= 4h V 0 — h v 0 = 3h V 0，所以B 选项正确，D 选项错误. 7.科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移 给了电子.假设光子与电子碰撞前的波长为 A. B. C. D. 能量守恒，动量不守恒，且 能量不守恒，动量不守恒，且 能量守恒，动量守恒，且 入 能量守恒，动量守恒，且 入 入= 入 v 入 >入入，碰撞后的波长为 入’，则碰撞过程中 入’ =入/ (C) A. 5. 3X IO 14B 5. 3X1014 H®2.2 JHZ.4.4X10-19JC\3, 3X IO 33Hz,2. 2 J代入数据2. 21X 1. 6X 10-19 门 ▼—(—XI 。
人教版高中物理选修3-5同步练习：17.1能量量子化：学的新纪元.docx
高中物理学习材料桑水制作1．以下宏观概念，哪些是“量子化”的 ( )A．木棒的长度B．物体的质量C．物体的动量D．学生的个数4．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18J，已知可见光的平均波长约为60 μm，普朗克常量丸：6．63 x10—34J·s，则进人人眼的光子数至少为 ( )A．1个B．3个C .30个D．300个5．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有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加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6．“非典”期间，很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走，便可知道他的体温是多少，你知道其中的道理吗?7．某广播电台发射功率为10kW，在空气中波长为187．5 m的电磁波，试求：(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子?(2)若发射的光子四面八方视为均匀的，求在离天线2．5km处，直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率?[参考答案]1.D2.A3.AB4.B5.ACD8.2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。
他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。
下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是 ( ) A．微波是指波长在10-3m到10m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) 微波的波长范围是1 mm到10m，A正确。
微波能在真空中传播，B不正确。
黑体热辐射实际上是电磁辐射，C正确。
普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D正确。
考查电磁波的基本知识。
[答案] ACD9.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．红光光予的能量较大；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。
高中物理选修3-5课时作业13：17.1 能量量子化
17.1 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．①②B．③④C．①③D．②④3．(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5．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 D6．(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．3.0×1015C．2.6×1015D．1.5×10157．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν＝kU.已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为()A.2h eB.2e hC ．2he D.12he 8．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700 nm.400 nm 、700 nm 电磁辐射的能量子的值各是多少(h ＝6.63×10－34 J·s)?9．对应于3.4×10－19 J 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？10．40瓦的白炽灯，有5%的能量转化为可见光．设所发射的可见光的平均波长为580 nm ，那么该白炽灯每秒钟辐射的光子数为多少？(普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，光速c ＝3.0×108 m/s)——★ 参 考 答 案 ★——1.[答案]A[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．2．[答案]A[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＝hν，红外光子的能量比可见光的光子的能量小．3.[答案]AC[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．4.[答案]B[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.5.[答案]B[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．6.[答案]BC[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．7.[答案]B[解析]电磁波的频率ν、普朗克常量h 、能量E 之间的关系E ＝hν，因为ν＝kU ，所以E ＝hkU ；电压U 、电量q 与能量E 的关系是E ＝qU ，由题意知q ＝2e ，所以k ＝2e h . 8.[答案]4.97×10－19 J 2.84×10－19 J[解析]根据公式ν＝c λ和ε＝hν可知： 400 nm 对应的能量子ε1＝h c λ1＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9 J ＝4.97×10－19 J. 700 nm 对应的能量子ε2＝h c λ2＝6.63×10－34×3.0×108700×10－9 J ＝2.84×10－19 J. 9.[答案]5.13×1014 Hz 5.85×10－7 m 黄色[解析]根据公式ε＝hν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.10.[答案] 5.8×1018个[解析] 波长为λ的光子能量为：ε＝hν＝h c λ① 设灯泡每秒内发出的光子数为n ，灯泡电功率为P ，则：n ＝ηP ε② 式中，η＝5%是灯泡的发光效率．联立①②式得：n ＝ηPλhc 代入题给数据得：n ≈5.8×1018(个)。
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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.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是（）
解析：根据黑体辐射实验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，即各种频率的辐射强度也都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动.分析图象，只有B项符合黑体辐射实验规律.
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＝hν和ν＝c λ
得 ν＝ε
h ＝3.4×10－19
6.63×10－34 Hz ＝5.13×1014 Hz ， λ＝c ν＝3.0×108
5.13×1014
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.以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（ ）
A.学生的个数
B.物体的质量
C.物体的动量
D.木棒的长度
解析：学生的人数的数值和微观粒子的数量只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的，故A 正确；物体的质量，物体的动量，木棒的长度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B 、C 、D 错误.
答案：A
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．①②B．③④C．①③D．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＝hν，红外光子的能量比可见光的光子的能量小．
答案：A
3.（多选）下列说法正确的是（）
A.微观粒子的能量变化是跳跃式的
B.能量子与电磁波的频率成正比
C.红光的能量子比绿光大
D.电磁波波长越长，其能量子越大
解析：微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A正确；由ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；红光的频率比绿光小，由ε＝hν可知，红光的能量子比绿光小，故C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，故D错误.
答案：AB
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）热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量.在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图.图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下（）
A.向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同
B.辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动
C.向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小
D.向外辐射的电磁波的波长范围是相同的
解析：从图中可以看出，温度越高，向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度越大，A错误；从图中可以看出，辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动，B正确；从图中可以看出，辐射的各个波长的部分的辐射强度均变大，故向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而增强，C错误；从图中可以看出，黑体可以辐射出任何频率的电磁波，故向外辐射的电磁波的波长范围是相同的，D正确.
答案：BD
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 ．2.0×1015
B ．3.0×1015
C ．2.6×1015
D ．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．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700 nm.400 nm 、700 nm 电磁辐射的能量子的值各是多少(h ＝6.63×10－34 J ·s)?
解析：根据公式ν＝c λ和ε＝hν可知：
400 nm 对应的能量子ε1＝h
c λ1＝6.63×10－34×3.0×108400×10－9 J ＝4.97×10－19 J.
700 nm 对应的能量子ε2＝h
c λ2＝6.63×10－34×3.0×108700×10－9
J ＝2.84×10－19 J. 答案：4.97×10－19 J 2.84×10－19 J。