高中物理-能量量子化练习 (2)
人教版高中物理(选修3-5)能量量子化同步练习题(含答案)
课时作业6 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：C2．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：B3．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εB．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、C4．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：A5．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 hB.λE chC.ch λED.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。
高中物理第17章波粒二象性6能量量子化光的粒子性习题课件新人教版选修3_5
c 解析：由光电效应方程得 Ek1＝h －W0 λ c Ek2＝h －W0 2 λ 3 又 Ek2＝2Ek1
①
② ③
hc 联立①②③得 W0＝ 2λ，故选 A.
答案：A
8．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验 条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线 (甲光、乙光、 丙光)，如图所示．则可判断出( )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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．
解析：设金属的截止频率为 ν0，则该金属的逸出功 W0＝hν0 c c ＝h ；对光电子，由动能定理得 eU0＝hλ－W0， λ0 hc λ0－λ 解得 U0＝ e · . λλ0
hc 答案： (4 分) λ0
hc λ0－λ e ·λ0λ (6 分)
10．(12 分)光本身是由一个个不可分割的能量子组成的，频 率为 ν 的光的能量子为 hν，这些能量子被称为光子．频率为 ν hν 的光子的动量为 c (c 为真空中的光速)，假定在单位时间内垂直 射到平面镜单位面积上的光子数为 N， 并且这些光子全部被平面 镜反射，则光子对平面镜发生的压强为________．
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 项正确；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 项正确；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 项错误；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 项正确．
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。
专题17.1能量量子化-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
一、单选题1．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. pchλB.hcλC.phcλD.chpλ【答案】 C【解析】每个光子的能量为：E=hγ=h cλ，设每秒（t=1s）激光器发出的光子数是n，则：Pt=nE，即：P=nh cλ，得：n=Phcλ；故C正确，ABD错误；故选C．2．下列宏观概念是“量子化”的是（）A. 物体的质量B. 木棒的长度C. 花生米的粒数D. 物体的动能【答案】 C【解析】粒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．其它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．故只有C正确；故选C．点睛：量子化在高中要求较低，只需明确量子化的定义，知道“量子化“指其物理量的数值会是一些特定的数值即可．3．历史上很多物理学家对物理学的发展做出了重要的贡献，下面有关描述符合物理学史实的是A. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在，开创了现代通信技术B. 爱因斯坦创立了狭义相对论，颠覆了人类固有的时空观C. 查德威克发现了电子，揭开了人类探究原子结构的序幕D. 德布罗意提出能量子假说，一举解决了经典理论在黑体辐射上遇到的困难【答案】 B4．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图中正确的是A. B.C. D.【答案】 B点睛：解决本题的关键知道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．5．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是（）A.B.C.D.【答案】 B【解析】根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。
另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。
6．(2006·全国卷1)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【答案】 B【解析】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-能量量子化专题强化训练(解析版)
高中物理-能量量子化专题强化训练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法中正确的是（）A．爱因斯坦第一个提出能量子的概念B．黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关C．物体的长度是量子化的D．温度升高，物体辐射的紫光增强，辐射的红光减弱2．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是（）A．法拉第发现了电流磁效应的规律B．普朗克把“能量子”概念引入物理学C．汤姆孙提出了原子的核式结构模型D．玻尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象3．人眼对绿光最为敏感，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3.0×108 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 W B．3.8×10-19 WC．7.0×10-10 W D．1.2×10-18 W4．由于内部发生激烈的热核聚变，太阳每时都在向各个方向产生电磁辐射，若忽略大气的影响，在地球上垂直于太阳光的每平方米的截面上，每秒钟接收到的这种电磁辐射的总能量约为1.4×103J。
已知：日地间的距离R=1.5×1011m，普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s。
假如把这种电磁辐射均看成由波长为0.55μm的光子组成的，那么，由此估算太阳每秒钟向外辐射的光子总数的数量级约为（）A．1045B．1041C．1035D．10305．下列说法正确的是（）A．微观粒子的能量变化是连续的B．电磁波的波长越长，其能量子的能量越高C．英国物理学家麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在D．空腔壁上开很小的孔，射入孔的电磁波最终不能从空腔射出，这个空腔就成了黑体6．2018年11月16日，第26届国际度量衡大会上，经过60个成员国代表投票表决，重新定义了千克．新定义以普朗克常数为基准，从而使1千克脱离了实际物体．其中h是普朗克常量，关于h的单位，用国际单位制的基本单位表示，正确的是()A．J·s B．kg·m2/s C．kg·m2·s3D．J/s7．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长方向移动8．据报道：截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个，已建成全球最大5G 网络，中国将进入全面5G时代，开启了万物互联时代：车联网、物联网，智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一元变为现实。
13.5 能量量子化(练习题)(原卷版)
第十三章电磁感应与电磁波初步13.5 能量量子化一、单选题：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.“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.下列叙述错误的是( )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7.一盏灯发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10－7m，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )A．2×1015B．2×1016C．2×1017D．2×10238.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．h cλB.hλC.chλD．以上均不正确9.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18 J，已知可见光的平均波长为0.6 μm，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，恰能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为( ) A．1个B．3个C．30个D．300个10.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＝2.90×10－3 m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为( )A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 mC．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m11.红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．如图1所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围是( )A．2.5～3.5 μm B．4～4.5 μmC．5～7 μm D．8～13 μm二、多选题12.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13.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14.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。
13.5 能量量子化(练习题)(解析版)
第十三章电磁感应与电磁波初步13.5 能量量子化一、单选题：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【答案】 A【解析】依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地变化的，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A选项，故A正确，B、C、D错误．2.“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【答案】 C【解析】根据辐射规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；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．人的体温的高低，直接决定了这个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这个人的体温，C正确．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【答案】 B【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，对于一般材料的物体，辐射强度按波长的分布除与物体的温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色．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【答案】 A【解析】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．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( )【答案】 A【解析】随着温度的升高，黑体辐射的强度与波长的关系：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．由此规律可知应选A.6.下列叙述错误的是( )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】 B【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，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B错，C对；根据黑体定义知D对．本题应选B项．7.一盏灯发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10－7m，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )A．2×1015B．2×1016C．2×1017D．2×1023【答案】C【解析】：设离灯10 m远处每平方米面积上灯照射的能量为E0，则有E0＝1004πR2；设穿过的光子数为n，则有：nh cλ＝E0；解得：n＝Eλhc，代入数据，得：n＝2×1017个，故选C正确。
人教版物理必修第三册课后练习27能量量子化
人教版物理必修第三册课后练习27能量量子化1．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：选A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．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解析：选B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满意的解释，故选B。
3．对于黑体辐射的实验规律，下列说法正确的是()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长的方向移动C．黑体辐射的强度与波长无关D．黑体辐射无任何实验规律解析：选A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有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故只有选项A正确。
4．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：选B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，故A错误，B正确；辐射强度按波长的分布情况除与物体的温度有关，还与材料种类及表面状况有关，故C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，故D错误。
5．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、图像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：选A 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。
2025高考物理步步高同步练习必修3第十三章能量量子化含答案
2025高考物理步步高同步练习必修3第十三章5能量量子化[学习目标] 1.了解热辐射和黑体的概念.2.初步了解微观世界的量子化特征，知道普朗克常量.3.了解原子的能级结构．一、热辐射1．概念：一切物体都在辐射电磁波，且这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．2．特点：温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强．3．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射．二、能量子1．概念：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个最小的能量值ε叫能量子．2．大小：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s.3．爱因斯坦光子说：光是由一个个不可分割的能量子组成，能量大小为hν，光的能量子称为光子．三、能级1．原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能级．2．原子从高能态向低能态跃迁时放出光子，光子的能量等于前后两个能级之差．3．原子的能级是分立的，放出的光子的能量也是分立的，原子的发射光谱只有一些分立的亮线．判断下列说法的正误．(1)红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线．(×)(2)黑体一定是黑色的．(×)(3)热辐射只能产生于高温物体．(×)(4)当原子从能量较高的能态跃迁到能量较低的能态时，会放出任意能量的光子．(×)一、热辐射和黑体辐射1．黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况．2．黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看成黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔．3．黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射强度只与温度有关．4．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强．在一定温度下，不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同．热辐射特点吸收、反射的特点一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、表面状况有关既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关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完全吸收各种入射电磁波，不反射例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答案ACD解析根据热辐射定义知，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、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温度有关，B错误，C正确；根据黑体定义知，D正确．例2(多选)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只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关C．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BD解析黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，这样的物体称为黑体，但不一定是黑色的，故A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故C错误，B正确；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，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，因此空腔成了一个黑体，故D正确．二、能量子1．普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克认为微观世界中带电粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，当带电粒子辐射或吸收能量时，也只能以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射，这样的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中h叫作普朗克常量，实验测得h＝6.63×10－34 J·s，ν为电磁波的频率．(2)能量的量子化：在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化．量子化的基本特征就是在某一范围内取值是不连续的．2．爱因斯坦的光子说光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为光子．频率为ν的光子的能量为ε＝hν.例3(多选)(2021·江苏南通中学期中)对于带电微粒在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解析根据普朗克能量子假说，带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，能量的辐射、吸收要一份份地进行，故选A、B、D.例4(多选)(2021·西安一中月考)某光源放出波长为500～600 nm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(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)() A．2.0×1015B．3.0×1015C．2.6×1015D．1.5×1015答案BC解析每秒内该光源发光的能量E光源＝Pt＝1×10－3 J，而波长为λ的光子的能量为E光子＝hc，λ则每秒钟发射的光子数为n ＝E 光源E 光子＝E 光源λhc ，代入数值，得2.5×1015<n ≤3.0×1015，故选B 、C. 三、能级 1．能级原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级．原子具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态． 2．能级之间的跃迁处于低能级的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能跃迁到较高的能量状态，处于高能级的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子． 拓展延伸 ①能级越低，原子越稳定．②除受到高速运动的电子的撞击外，当吸收一定大小的光子的能量(等于跃迁前后的两能级之差)时，原子也能跃迁到高能级． 3．原子的发射光谱 (1)光谱特征如图所示是氦原子的光谱，原子的发射光谱只有一些分立的亮线．(2)光谱分立的原因原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量，等于前后两个能级之差，因为原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的． 例5 (多选)下列说法正确的是( )A ．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化B ．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子C ．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差D ．由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线 答案 CD解析 原子的能量是量子化的，原子从高能级向低能级跃迁时向外放出光子．光子的能量hν＝E 初－E 末，由于原子的能级是分立的，放出的光子的能量也是分立的，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线，故C 、D 正确．针对训练(多选)关于原子的能级跃迁，下列说法正确的是()A．原子从低能级跃迁到高能级要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B．原子不能从低能级向高能级跃迁C．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D．原子跃迁时无论是吸收光子还是放出光子，光子的能量都等于始、末两个能级的能量差的绝对值答案CD考点一热辐射和黑体辐射1．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A正确，B、C、D 错误．2．关于热辐射的认识，下列说法正确的是()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答案B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；除光源外，常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．3．(多选)下列说法正确的是()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答案BC解析物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，A错误；铁块呈现黑色，是由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，当铁块的温度较高时铁块呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，故B、C正确；太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，D错误．考点二能量子4．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解析依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地变化的，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A选项，故A正确，B、C、D错误．5．下列有关光子的说法不正确的是()A．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B．光子是具有质量、能量和体积的实物微粒C．光子的能量跟它的频率有关D．紫光光子的能量比红光光子的能量大答案B解析光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量，每一份叫作一个光子，A正确；光子没有静止质量，也没有具体的体积，B错误；根据E＝hν可知光子的能量与光子的频率有关，紫光的频率大于红光的频率，所以紫光光子的能量比红光光子的能量大，C、D正确．6．(多选)(2021·重庆一中期中)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的大D ．电磁波波长越长，其能量子越大 答案 AB解析 微观粒子的能量变化是跳跃式的，选项A 正确；由ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，选项B 正确；红光的频率比绿光的小，由ε＝hν可知，红光的能量子比绿光的小，选项C 错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，选项D 错误．7．(2021·湖北武昌实验中学期中)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.λP hc B.hP λc C.cPλh D ．λPhc 答案 A解析 每个光子的能量ε＝hν＝hcλ，激光器每秒发射的总能量为P ，则激光器每秒发射的光子数n ＝P ε＝λPhc .故选A.考点三 能级8．一个氢原子从较高能级跃迁到较低能级．该氢原子( ) A ．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．吸收光子，能量增加 D ．吸收光子，能量减少 答案 B解析 由原子的能级跃迁规律知，氢原子从高能级跃迁到低能级时，辐射一定频率的光子，氢原子能量减少，光子的能量由这两个能级的能量差决定．故选B.9．(多选)(2021·银川一中期中)下列关于氦原子光谱和能级的说法正确的是( ) A ．氦原子光谱中的亮线是由于氦原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形成的 B ．氦原子光谱不是连续的，是一些分立的亮线，说明了氦原子的能级是量子化的 C ．原子能量越高原子越稳定D ．原子从高能态向低能态跃迁会放出光子，光子能量等于两个能级之差 答案 ABD10．(2021·海南中学期中)一盏电灯发光功率为100 W ，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长λ＝6.0×10－7 m ，光速c ＝3×108 m/s ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，在距电灯10 m 远处，以电灯为球心的球面上，1 m 2的面积每秒通过的光子数约为( ) A ．2×1017 个 B ．2×1016个 C ．2×1015 个 D ．2×1023个答案 A解析 功率为100 W 的电灯每秒产生光能E ＝100 J ，设电灯每秒发射的能量子数为n ，E ＝nhν＝nh cλ，在以电灯为球心的半径为10 m 的球面上，1 m 2的面积每秒通过的能量子数n ′＝Eλ4πR 2hc≈2.4×1017个．故选A. 11．(2021·天津市南开中学期中)人眼对绿光最为敏感，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3.0×108 m/s ，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( ) A ．2.3×10－18W B ．3.8×10－19W C ．7.0×10－10W D ．1.2×10－18W答案 A解析 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到的最小功率P ＝E t，式中E ＝6ε，又因为ε＝hν＝h c λ，可解得P ＝6hc λt ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－9×1W ≈2.3×10－18 W ．故选A.12．40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 ，那么该白炽灯每秒辐射的光子数为多少？(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，光速c ＝3×108 m/s)答案 5.8×1018个解析 波长为λ的光子能量为ε＝hν＝h c λ①设白炽灯每秒辐射的光子数为n ，白炽灯的电功率为P ＝40 W ， 则n ＝ηP ε②式中η＝5%是白炽灯的发光效率． 联立①②式得n ＝ηPλhc代入题给数据得n ≈5.8×1018(个)本章知识网络构建模块综合试卷(满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．(2021·宿迁市高一期中)关于电场强度，下列认识正确的是( ) A ．若在电场中的P 点不放试探电荷，则P 点的电场强度为0B ．点电荷的电场强度公式E ＝k Qr 2表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与该点到场源电荷距离r 的二次方成反比C ．电场强度公式E ＝Fq 表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q 成反比，若q 减半，则该处的电场强度变为原来的2倍D ．匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同 答案 B解析 电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，A 错误；点电荷的电场强度公式E＝k Q表明，点电荷周围某点电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷r2只是为研究电场的方便，采用比值法下距离r的二次方成反比，B正确；电场强度公式E＝Fq的定义，所以电场强度的大小与该点所放试探电荷的电荷量不成反比，C错误；由F＝qE可知，故D错误．2.某区域的电场线分布如图所示，M、N、P是电场中的三个点，则下列说法正确的是()A．P、N两点电场强度不等，但方向相同B．同一试探电荷在M点受到的静电力小于在N点受到的静电力C．同一试探电荷在P点的电势能一定小于在N点的电势能D．带正电的粒子仅在静电力作用下，一定沿电场线PN运动答案B3.(2021·南通一中期末)如图所示为某电场中x轴上电势φ随x变化的图像，一个带电粒子仅受静电力作用，在x＝0处由静止释放，沿x轴正方向运动，且以一定的速度通过x＝x2处，则下列说法正确的是()A．x1和x2处的电场强度均为零B．x1和x2之间的电场强度方向不变C．粒子从x＝0到x＝x2过程中，电势能先增大后减小D．粒子从x＝0到x＝x2过程中，加速度先减小后增大答案D解析φ－x图像的切线斜率越大，则电场强度越大，A项错误；由切线斜率的正负可知，x1和x2之间的电场强度方向先沿x轴负方向后沿x轴正方向，B项错误；粒子在x＝0处由静止沿x轴正方向运动，表明粒子运动方向与静电力方向同向，静电力先做正功后做负功，电势能先减小后增大，C项错误；由图线的切线斜率可知，从x＝0到x＝x2过程中电场强度先减小后增大，因此粒子的加速度先减小后增大，D项正确．4．同一直线上依次有三个点电荷A 、B 、C ，所带电荷量分别为q 1、q 2、q 3，恰好都处于平衡状态，除彼此间相互作用的静电力外不受其他外力作用．已知A 、B 间的距离是B 、C 间的距离的2倍，下列情况不可能出现的是( )A ．A 、C 为正电荷，B 为负电荷B ．A 、C 为负电荷，B 为正电荷C ．q 1∶q 2∶q 3＝36∶4∶9D ．q 1∶q 2∶q 3＝9∶4∶36答案 D解析 三个点电荷在同一直线上处于平衡状态，则一定满足“两同夹异，近小远大”的关系，同一直线上位于两边的点电荷电性相同并与中间的点电荷电性相反，故A 、B 正确．判断电荷量大小关系时，距离中间点电荷远的点电荷的电荷量大于距离中间点电荷近的点电荷的电荷量，根据库仑定律，则有kq 1q 2r 122＝kq 1q 3r 132＝kq 2q 3r 232(其中r 12为A 、B 间的距离，r 13为A 、C 间的距离，r 23为B 、C 间的距离)．已知A 、B 间的距离是B 、C 间的距离的2倍，则q 1∶q 2∶q 3＝36∶4∶9，故C 正确，D 错误．5．(2021·赣州市期末)在如图所示的电路中，电压表、电流表均为理想电表，当闭合开关S 后，若将滑动变阻器的滑片P 向下移动，则下列说法不正确的是( )A ．电路再次稳定时，电源效率减小B ．灯L 2变暗，电流表的示数增大，电容器极板所带电荷量减少C ．灯L 1变亮，电压表的示数减小，电源输出功率减小D ．电源的内部消耗功率增大答案 C解析 由题可知，滑片P 向下移动，滑动变阻器的阻值R 减小，即电路中的总电阻R 总减小，由闭合电路欧姆定律可得，电路中的总电流I 总增大，电路内电压U 内增大，路端电压U 外减小，电源的效率η＝P 出P 总×100%＝U 外I 总EI 总×100%＝U 外E ×100%，即电源效率减小，所以A 正确，但不符合题意；灯L 1的电流增大，所以L 1的电压U 1增大，又路端电压U 外减小，所以灯L 2和电容器两端的电压U 2都减小，所以灯L 2变暗，通过L 2的电流I 2也减小，又总电流增大，所以电流表的示数增大．电容器两端电压减小，由Q ＝CU 可得，电容器极板所带电荷量减小，所以B 正确，但不符合题意；由B 选项分析可知，灯L 1的电流增大，所以L 1变亮，电压表测的是电路的路端电压，所以电压表示数减小，电源的输出功率为P 出＝U 外I 总，路端电压U 外减小，总电流I 总增大，所以无法判断电源的输出功率变化，所以C 错误，符合题意；电源的内部消耗功率为P 内＝I 总2r ，由于总电流I 总增大，所以电源的内部消耗功率增大，所以D 正确，但不符合题意．6.如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q ，板间距离为d ，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地．在两极板正中间P 点有一个静止的带电油滴，所带电荷量绝对值为q ，静电力常量为k ，下列说法正确的是( )A ．油滴带正电B ．油滴受到的静电力大小为4kQq d 2C ．若仅将上极板平移到图中虚线位置，则静电计指针张角减小D ．若仅将上极板平移到图中虚线位置，则油滴将加速向上运动答案 C解析 根据题意知，油滴所受静电力与重力平衡，电场强度方向竖直向下，故油滴带负电，A 错误；两极板间的电场为匀强电场，库仑定律不适用，B 错误；上极板下移，板间距d 减小，根据C ＝εr S 4k πd ，U ＝Q C ＝4k πdQ εr S ，则E ＝U d ＝4πkQ εr S，故电场强度E 不变，F ＝qE ，可知油滴所受静电力不变，油滴静止不动，根据U ＝Ed 可知两极板间电压变小，静电计指针张角减小，故C 正确，D 错误．7.如图所示，匀强电场的方向平行于O 、P 、Q 三点所在的平面，三点的连线构成一个直角三角形，∠P 是直角，∠O ＝30°，PQ ＝2 cm ，三点的电势分别是φO ＝5 V ，φP ＝11 V ，φQ ＝13 V ．下列叙述正确的是( )A ．电场的方向沿QO 方向，电场强度大小为2 V/mB ．OQ 连线中点的电势为6.5 VC ．电子在P 点的电势能比在Q 点低2 eVD ．沿O →P →Q 路径将电子从O 点移动到Q 点，静电力做的功为8 eV答案 D解析 QO 间的电势差为8 V ，将QO 分成8等份，每份的电势差为1 V ，如图所示，若A 点的电势为11 V ，则OA 的长度为3 cm.AQ 的长度为1 cm.根据几何关系可知，P A ⊥OQ ，故P A所在的直线为等势线，电场线沿QO 方向从Q 指向O .电场强度的大小为E ＝U d ＝8 V 4 cm＝2 V/cm ，故A 错误；根据匀强电场等差等势面的特点，OQ 连线的中点电势为φ＝φO ＋φQ 2＝5＋132V ＝9 V ，B 错误；将电子从P 移动到Q 点，静电力做功W PQ ＝－eU PQ ＝－e ×(－2 V)＝2 eV ，静电力做正功，电势能减小，故电子在P 点的电势能比在Q 点高2 eV ，故C 错误；静电力做功与路径无关，只与始、末位置有关，故W OPQ ＝W OQ ＝－e ×(－8 V)＝8 eV ，D 正确．8.(2021·大同一中月考)如图所示，直线OAC 为某一直流电源的总功率P 总随电流I 变化的图线，抛物线OBC 为同一直流电源内部热功率P r 随电流I 变化的图线，若A 、B 对应的横坐标为2 A ，那么线段AB 表示的功率及I ＝2 A 对应的外电阻是( )A ．2 W ，0.5 ΩB ．4 W ，2 ΩC ．2 W ，1 ΩD ．6 W ，2 Ω答案 A解析 因为电源的总功率P 总＝EI ，所以P －I 图线的斜率表示电动势的大小，可得电动势E＝3 V ．当电流I ＝3 A 时，内阻热功率P r ＝I 2r ＝9 W ，可得内阻r ＝1 Ω，当电流I ′＝E R ＋r＝2 A 时，可得外电阻R ＝0.5 Ω，线段AB 表示的功率即电源的输出功率，则P R ＝P 总－P r ＝2×3 W－22×1 W＝2 W，故选A.二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)9.(2021·湖州二中期末)如图所示，空间两个区域存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ分别为其边界，OO′为其对称轴．一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右运动，则()A．当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量向外B．当运动到关于OO′对称的位置时穿过回路的磁通量为零C．在从dc边与MN重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量一直减少D．在从dc边与MN重合的位置运动到回路完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加答案BD解析正方形闭合回路运动到关于OO′对称的位置时，穿过回路的两个方向相反的磁场面积相等，且磁感应强度大小均为B，故穿过回路的磁通量为零，选项A错误，B正确；正方形闭合回路在从dc边与MN重合的位置运动到完全进入右边磁场的过程中，穿过回路的磁通量先减少后增加，选项C错误，D正确．10.(2021·江苏滨海中学期末)交警使用的某型号酒精测试仪工作原理如图所示，传感器电阻R 的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电路中的电表均为理想电表．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中正确的是()A．电压表的示数变大，电流表的示数变小B．电压表的示数变小，电流表的示数变大C．酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变答案BD解析由于传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，而酒驾驾驶员吹气时，酒精气体浓度变大，R变小，由闭合电路的欧姆定律可知I＝E，U＝E－I(R0＋r)，可知R＋r＋R0电流表示数变大，电压表示数变小，A错误，B正确；电源的输出功率与外电阻R外的关系图像如图所示，由图可知，当R外＝r时电源的输出功率最大，而酒精气体浓度增大导致R＋R0减小，若开始时R＋R0>r，则随着R减小，电源的输出功率增大，若开始时R＋R0<r，则随着R减小，电源的输出功率减小，C错误；把R0等效为电源内阻的一部分，则|ΔUΔI|＝r＋R0.故无论R怎么变，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，D正确．11.(2021·宁德市高二期末)如图所示，光滑绝缘水平细杆上套有一个小球，其质量为m，带电荷量为＋q，O、a、b是细杆垂线上的三点，O在杆上且Oa＝Ob，在a、b两点分别固定一个电荷量为－Q的点电荷．小球从图示位置以初速度v0向右运动的过程中()A．速度一定先减小后增大B．加速度一定先增大后减小C．对细杆的作用力始终保持不变D．电势能先减小后增大答案CD解析在O左侧，小球受到的库仑力合力向右，在O右侧小球受到的库仑力合力向左，小球在向右运动的过程中，在O左侧做加速运动，在O右侧做减速运动，所以小球的速度先增大后减小，A错误；根据电场线的分布情况，电场强度可能先减小后增大，所以小球所受的静电力可能先减小后增大，则加速度可能先减小后增大，B错误；两个电荷量为－Q的点电荷对小球的库仑力在竖直方向的分力大小相等，方向相反，所以小球对细杆的作用力等于小球的重力，始终保持不变，C正确；在小球向右运动的过程中，静电力先做正功后做负功，所。
201x-201x高中物理 第十七章 波粒二象性 17-1 能量量子化习题 新人教版选修3-5
[题组通关练] 8．(1)关于光子的能量，下列说法中正确的是( ) A．光子的能量跟它的频率成反比 B．光子的能量跟它的频率成正比 C．光子的能量跟它的速度成正比 D．光子的能量跟它的速度成反比
4．(多选)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 10－3 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
2．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
解析 黑体辐射随波长的分布只与温度有关，A 正确。
3．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( )
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。
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
解析 根据辐射规律可知，随着温度的升高，各种波 长的辐射强度都增加，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，人的体温的高低，直接决定了 辐射的红外线的强度随波长的分布，通过监测被测者辐射 的红外线的情况，就可知道这个人的体温，故 C 正确，A、 B、D 错误。
高中物理人教必修三第13章第4节 能量量子化同步练习
能量量子化同步练习一、单选题1.下列能正确解释黑体辐射实验规律的是()A. 能量连续的经典理论B. 普朗克提出的能量量子化理论C. 能量连续的经典理论和普朗克提出的能量量子化理论都能解释D. 牛顿提出的能量微粒说2.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3.已知某单色光的波长为λ，在真空中的光速为c，普朗克常量为h，则该单色光的能量子为()A. ℎcλB. ℎλcC. ℎλD. ℎcλ4.热辐射是指所有物体在一定的热辐射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. 向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小C. 辐射强度的极大值随温度升高而向长波方向移动D. 辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动5.如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是A. 处于n=1的氢原子跃迁到n=2要释放10.2eV的光子B. 大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁能释放出3种光子C. 处于n=2的氢原子至少要吸收13.6eV的能量才会被电离D. 处于n=4的氢原子向低能级跃迁释放光子波长最短的是跃迁到n=16.如图，一群处于n=5能级的氢原子在向n=1的能级跃迁的过程中A. 放出6种频率不同的光子B. 放出10种频率不同的光子C. 放出的光子的最大能量为13.06eV，最小能量为0.66eVD. 当氢原子从能级n=4跃迁到n=3时辐射出的光的波长比从能级n=3跃迁到n=2时的短7.氢原子能级如图所示，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm。
高中物理必修三能量量子化同步练习含答案
高中物理必修三能量量子化同步练习含答案卷I（选择题）一、选择题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计30分，）1. 关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图中正确的是A. B.C. D.2. 氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.63eV∼3.10eV的光为可见光，要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（）A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eV3. 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4. 电荷之间的引力会产生势能。
取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原，式中k为静电力常子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能E=−kqer量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。
根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从r1减小到r2，普朗克常量为ℎ，原子释放的光子的频率v为（）A.v=kqeℎ(1r2−1r1) B.v=kqe2ℎ(1r2−1r1)C.v=kqe3ℎ(1r1−1r2) D.v=kqe3ℎ(1r2−1r1)5. 太阳辐射到地球表面的功率约为1400W/m2．其中包含了各种波长的红外线、可见光、紫外线等，以可见光部分最强。
作为一种简化，我们认为太阳光全部是平均波长600nm(1nm＝10−9m)的黄绿光，每秒至少有5个这样的光子进入人眼才能引起视觉，人眼睛的瞳孔约为10mm2，则人眼能看到最远的与太阳相同的恒星与地球距离为多少倍的日地距离：（已知普朗克常数ℎ＝6.63x10−34J⋅s）（）A.9x104B.9x107C.9 x1010D.9x10146. 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7. 氢原子吸收光子，核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程，下列说法正确的是（）A.电子的动能增大，原子的电势能增大B.电子的动能减小，原子的电势能减小C.电子的动能增大，原子的电势能减小D.电子的动能减小，原子的电势能增大8. 一群处于基态的氢原子受某种单色光照射时，只能发射甲、乙、丙三种单色光，其中甲光的波长最短，丙光的波长最长，则甲、丙这两种单色光的光子能量之比E甲:E丙等于（）A.3:2B.6:1C.32:5D.9:49. 原子的能级示意图如图所示，则下列说法正确的是（）A. 氢原子的能级越低，电子离氢原子核越远B. 氢原子的量子数π越大，氢原子的能量越大，电子的电势能越大，电子的动能越大C. 用能量为10.6eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，氢原子的核外电子能从n=1的能级跃迁到n=2的能级D. 核外电子从低能级跃迁到高能级时，电子动能的减少量小于电子电势能的增加量10. 下列说法正确的是（）A.光的波动性是光子之间相互作用的结果B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C.光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D.α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大二、多选题（本题共计 5 小题，每题 3 分，共计15分，）11. 如图画出了四种温度下黑体热辐射的强度与被辐射强度长的关系。
高中物理必修三 练透试卷 第13章 5 能量量子化
5能量量子化考点一热辐射和黑体辐射1．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．下列说法正确的是()A．只有温度高的物体才会有热辐射B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量C．黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以反射电磁波D．一般材料的物体，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情况有关3．(多选)下列说法正确的是()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4．红外体温计广泛应用于测量体温。
下列说法正确的是()A．当体温超过37.3 ℃时人体才辐射红外线B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的考点二能量子5．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6．下列有关光子的说法不正确的是()A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子B．光子是具有质量、能量和体积的实物微粒C．光子的能量跟它的频率有关D．紫光光子的能量比红光光子的能量大7．(多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，下列说法正确的是( )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8．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，则激光器每分钟发射的光子数为( ) A.λP hc B.hP λc C.60λP hc D.60hP λc考点三 能级9．一个氢原子从较高能级跃迁到较低能级。
高中物理 17.1 能量量子化练习(无答案)新人教版选修3-2(2021年整理)
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17。
1能量量子化基础夯实：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2．（双选）下述说法正确的是（)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3．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．②④4．人眼对绿光最为敏感．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3.0×108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）A．2。
2020_2021学年高中物理分层训练五能量量子化光的粒子性含解析新人教版选修3_5
分层训练(五) 能量量子化 光的粒子性[基础达标练]1．一束单色光照射到某种金属板上时能发生光电效应，下列说法正确的是( ) A ．光电子的最大初动能与入射光频率成正比 B ．入射光波长越短，逸出的光电子最大初动能越大 C ．入射光强度越大，逸出的光电子最大初动能越大 D ．入射光频率越高，该金属板的逸出功越大2．(多选)关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是( ) A ．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子B ．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率C ．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D ．石墨对X 射线散射时，部分X 射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应 3．(多选)如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过．其原因可能是( )A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间太短D ．电源正、负极接反4．表中给出了一些金属材料的逸出功．现用波长为400 nm 的单色光照射这些材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h ＝6.6×10－34J·s，光速c ＝3.00×108m/s)( )材料 铯钙 镁 铍 钛 逸出功(10－19J)3.04.35.96.26.6A.2种 B ．C ．4种 D ．5种5．分别用波长为λ和23λ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.以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为( )A.hc 2λ B.3hc 2λC.3hc4λD.4hc5λ6．用如图所示的光电管研究光电效应，当滑动变阻器的滑片位于某一位置，开关S闭合时，用单色光a照射光电管阴极K，电流表G的指针发生偏转，用单色光b照射光电管阴极K 时，电流表G的指针不发生偏转，则( )A．a光的强度一定大于b光的强度B．a光的频率一定大于阴极K的极限频率C．b光的频率一定小于阴极K的极限频率D．开关S断开后，用单色光a照射光电管阴极K，电流表G的指针一定不会发生偏转7．有关对光电效应的解释，下列说法正确的是( )A．金属内的电子可以吸收一个或一个以上的光子，当电子积累的能量足够大时，就能从金属中逸出B．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功C．发生光电效应时，若入射光越强，则光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．用频率是ν1的绿光照射某金属恰好发生了光电效应，而改用频率是ν2的黄光照射该金属一定发生光电效应8．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )[能力提升练]9．(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大C．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生D．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关10．(多选)在光电效应实验中，某同学按如图a方式连接电路，利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间电压U AK的关系曲线(甲光、乙光、丙光)如图b 所示，则下列说法中正确的是( )A．甲、乙两光的光照强度相同B．丙光照射阴极时，极板的逸出功最大C．甲、乙、丙三光的频率关系为ν甲＝ν乙<ν丙D．若把滑动变阻器的滑片P向右滑动，光电流不一定增大11．(多选)如图所示，两平行金属板A、B板间电压恒为U，一束波长为λ的入射光射到金属板B上，使B板发生了光电效应，已知该金属板的逸出功为W，电子的质量为m，电荷量为e，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，下列说法中正确的是( )A．入射光子的能量为h cλB．到达A板的光电子的最大动能为h cλ－W＋eUC．若增大两板间电压，B板没有光电子逸出D．若减小入射光的波长一定会有光电子逸出12．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K两极之间的电势差U AK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(以下所求结果均保留两位有效数字)(1)每秒钟阴极发射的光电子数；(2)光电子飞出阴极K时的最大动能为多少焦耳；(3)该阴极材料的极限频率．。
【成才之路】2014-2015学年高中物理 第17章 第1节能量量子化检测试题 新人教版选修3-5
"【成才之路】2014-2015学年高中物理第17章第1节能量量子化检测试题新人教版选修3-5 "基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)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．学生的个数答案：D解析：所谓“量子化”应该是不连续的，一份一份的，故选项D正确。
2．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：A解析：由E＝hν可知，红光的频率最小，所以光子能量最小。
3．关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图正确的是( )答案：B解析：根据黑体辐射的实验规律：随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故图线不会有交点，选项C、D错误。
另一方面，辐射强度的极大值会向波长较短方向移动，选项A错误，B正确。
4．关于黑体辐射的实验规律正确的有( )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有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
5．2006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答案：ACD解析：微波是电磁波，其波长范围为10－3m到10m之间，微波能在真空中传播，故A对，B错；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故C、D正确。
高一物理量子化现象试题
高一物理量子化现象试题1.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．h B．hC．hλD．【答案】A【解析】光子能量为：①光子频率、波长、光速之间关系为：v=②联立①②得光子的能量为：E=，故BCD错误，A正确．故选A．【考点】本题光子能量公式点评：光子能量的表达式，比较简单，要明确光子能量、波长、频率、光速等之间关系．2.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【答案】C【解析】爱因斯坦提出光子说，是一种猜测，所以所用的方法是科学假说．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，科学研究的方法属于科学假说．故A、B、D错误，C正确．故选C分析：此题考查高中物理常用的几种研究问题的方法。
点评：在高中物理学习过程中，会遇到不同研究问题的方法，这些方法对我们的学习有很大的帮助，在理解概念和规律的基础上，要注意方法的积累3.人眼对绿光最为敏感，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的最小功率是多少？【答案】2.3×10－18 W【解析】功率等于单位时间内接收到的光子的能量，先计算出一个光子的能量，然后乘以6即是人眼察觉到的绿光的最小功率。
因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中，又＝，可解得P＝6× W＝2.3×10－18 W.分析：考查光子能量的计算，和宏观世界的功率的关系。
点评：宏观到微观世界的转换要从能量角度解决，建立这样的模型是高中学生必须掌握的。
4.下列物理事件和科学家不相对应的是()A．普朗克最先提出能量量子化理论B．牛顿发现并建立了万有引力定律C．爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象D．霍金最早建立了狭义相对论【答案】D【解析】根据相关物理学史进行选择，普朗克最先提出能量量子化理论；牛顿发现并建立了万有引力定律；爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象；爱因斯坦最早建立了狭义相对论。
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高中物理-能量量子化练习
基础达标
1.炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色,就可以估计出炉内的温度,这是根据什么道理？
解析：实验表明任何物体在任何温度下,都在不断地向周围空间发射电磁波,其波谱是连续的.随着炼钢炉内钢水温度的升高,钢水的颜色由暗红逐渐变为赤红、黄、白、蓝等色,因此,可以根据钢水颜色来估计出炉内的温度.
2.波长为0.50 μm 的光的能量是多少？
解析：由E=hν知,光子的能量为
E=h ν=λc h =6.63×10-34×68
1050.0103-⨯⨯ J=6.8×10-20 J. 答案：6.8×10-20
J
综合运用
3.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？ 解析：由ε=hν得ν=Hz h 341910626.610
4.3--⨯⨯=ε
=5.13×1014 Hz,为黄色.波长为λ=v c ,代入数据计算得λ=5.85×10-7
m.
答案：5.13×1014 Hz 5.85×10-7 m 黄色
4.人眼对绿光最为敏感.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 W
B.3.8×10-19 W
C.7.0×10-10 W
D.1.2×10-18 W
解析：每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,所以察觉到绿光时接收到最小功率为1105301031063.66698
34--⨯⨯⨯⨯⨯==l hc
P λ W=2.3×10-18 W. 答案：A
拓展探究
5.人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm 处,它对应的是何种辐射？能量子的值为多大？
解析：查表可得波长为940 μm 的辐射为红外辐射,其能量子的值为ε=hν=λc h =6.626×10-34 ×J 68
10940103-⨯⨯ =2.12×10-22 J. 答案：红外辐射 ε=2.12×10-22 J
6.光具有波粒二象性,光子的能量E=hν,其中频率表征波的特征.在爱因斯坦提出光子说之后,法国物理学家德布罗意提出了光子动量p 与光波波长λ的关系为：p=
λ
h .若某激光管以P W =60 W 的功率发射波长λ=6.63×10-7 m 的光束,试根据上述理论计算：
(1)试管在1 s 内发射出多少个光子？
(2)若光束全部被某黑体表面吸收,那么该黑板表面所受到光束对它的作用力F 为多大？ 解析：(1)设在时间Δt 内发射出的光子数为n,光子频率为ν,每一个光子的能量E=hν,则P W =t nh ∆ν,又ν=λ
c ,则n=hc t P W λ∆.将Δt=1 s 代入上式,得： 8349
10
31063.61066360⨯⨯⨯⨯⨯==--hc P n W λ=2.0×1020(个). (2)在时间Δt 内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收,光子的末动量变为零,据题中信息可知,n 个光子的总动量为p 总=np=λnh
,
据动量定理可知FΔt=p 总,
黑体表面对光子束的作用力为 F=c P t nh t p W
=∆=∆λνν总=2.0×10-7 N
又据牛顿第三定律,光子束对黑体表面的作用力为F′=F=2.0×10-7 N.
答案：(1)2.0×1020个 (2)2.0×10-7 N。