学人教版选修35 17.1能量量子化 作业（2）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-5 17.1能量量子化 作业（2）1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（ ）a. b. c. d. 2下列说法正确的是( )a. 的半衰期会随着周围环境温度的变化而改变b. 汤姆孙根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型c. 处于n3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子d. 普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说3把“能量子”概念引入物理学的物理学家是（ ）a. 托马斯杨 b. 麦克斯韦 c. 普朗克 d. 赫兹4首次提出“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与下列物理常量相关的是a. 引力常量gb. 普朗克常量hc. 静电力常量kd. 阿伏加德罗常数na5下列宏观概念中，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6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. 学生的温度7物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。关于对物理学发展过程中的认识，说法不正确的是a. 德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想b. 波尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的成因c. 卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“秤出地球质量的人”d. 伽利略利用理想斜面实验，使亚里士多德“重的物体比轻的物体下落的快”的结论陷入困境8某激光器能发射波长为的激光，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. b. c. d. 9某单色光在真空中的波长为l，已知真空中的光速为 c ，普朗克常量为 h ，则该单色光 每个光子的能量为（ ）a. hcl b. c. d. 10下列关于光的说法中正确的是()a. 在真空中红光波长比紫光波长短b. 红光光子能量比紫光光子能量小c. 红光和紫光相遇时产生干涉现象d. 红光照射某金属时有电子向外发射，紫光照射该金属时一定也有电子向外发射112017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距都远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠（1）关于量子理论，下列说法中正确的有_a玻尔氢原子理论，第一次提出了能量量子化的观念b爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴c量子理论中，实物粒子具有波粒二象性d微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后运动状态和位置（2）设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个光子a和b，已知电子质量为m，真空中光速为c，普朗克常量为h，则光子a的频率是_；若测量得光子a的波长为，则光子b的动量大小为_（3）原子核的能量也是量子化的， 能发生衰变产生新核，处于激发态的新核的能级图如图所示写出发生衰变的方程；发生上述衰变时，探测器能接收到射线谱线有几条？求出波长最长光子的能量e12光子具有能量，也具有动量。光照射到物体表面时，会对物体产生压强，这就是“光压”。光压的产生机理如同气体压强：大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均能量为e，太阳光垂直照射地球表面时，在单位面积上的辐射功率为p0。已知光速为c，则光子的动量为e/c。求：（1）若太阳光垂直照射在地球表面，则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的光子个数是多少？（2）若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用i表示光压）是多少？（3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍。设太阳帆的反射系数=0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r=15m，飞船的总质量m=100kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率p0=1.4kw，已知光速c=3.0108m/s。利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。（保留2位有效数字）13上题中，若有一静止的反氢原子从n=2的激发态跃迁到基态已知光子动量p与能量e之间满足关系式p=e/c，元电荷e=1.61019c，光速c=3108m/s求 放出光子的能量； 放出光子时反氢原子获得的反冲动量大小14用能量为e的光子照射到光电管阴极后，测得光电流与电压的关系如图所示，已知电子的质量为m、电荷量为e，普朗克常量为h，试求：光电子的最大初动能和对应物质波的波长。光电管阴极金属的逸出功w。15.(选修模块3-5) (1)下列说法正确的是_.a.光电效应中，从金属中通出的光电于的最大初动能与入射光的频率成正比b.对照体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动c.核裂变与核聚变反应中均存在质量亏损，会释放出较多的核能d. u52215的半衰期随着环境的不断变化，半衰期可能变短(2)氢原子各定态能量为en=e1n2，e1为基态氢原子能量，现有大量氢原子处于n=4激发态。这些氢原子可以发出_种不同频率的光子，其中频率最大的光子能量为频率最小的光子能量的_倍（可保留分数）。 (3)静止的锂核l36i俘获一个速度为8106m/s的中子，发生核反应后产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核h26e，它的速度大小是3.5106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，试写出核反应方程，并求反应后产生的另一个粒子的速度大小。试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1c【解析】问题求解：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，则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，即频率较大的方向移动分析图像，只有b项符合黑体辐射实验规律，故b项正确。故选b2c【解析】半衰期是原子核的原因，不会随着周围环境的温度的变化而改变；故a错误；卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型，选项b错误；处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出=3种频率的光子，故c正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，建立了量子论；故d错误；故选c。3c【解析】普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故选c.【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一4b【解析】首次提出“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与普朗克常量h相关。故b项正确。5d【解析】人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d正确；故选：d.6a【解析】物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍，所以物体的带电荷量是量子化的故a正确；物体的质量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的故b错误；物体的动量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的故c错误；学生的温度的数值的数量也能取分数或小数，因而是连续的，不是量子化的故d错误故选a.7d【解析】a、德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，故a正确；b、波尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的成因，故b正确；c、卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量，被誉为能“秤出地球质量的人”，故c正确；d、伽利略利用著名的比萨斜塔实验，使亚里士多德“重的物体比轻的物体下落的快”的结论陷入困境，故d错误；故说法不正确的是选d。8c【解析】每个光子的能量为：e=h=h，设每秒（t=1s）激光器发出的光子数是n，则：pt=ne，即：p=nh，得：n=；故c正确，abd错误；故选c9c【解析】根据爱因斯坦光子说，1个光子的能量e=h，其中为光子的频率，而光速c=，故一个光子的能量： ，故c正确，abd错误；故选c10bd【解析】试题分析：本题应掌握红光与紫光真空中波长关系、光子能量公式、产生干涉的条件：两束光的频率相等；产生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率光的颜色是由光的频率决定的,红光频率小于紫光频率.各种色光在真空中的传播速度都为c=3.00108 m/s，据光的传播规律，所以，a错误；只有频率相同的两束光才能发生干涉现象，c错误；据光子说得，b正确；由光电效应实验规律,红光照射某金属发生光电效应时，因，所以紫光照射该金属一定能发生光电效应，d正确11 bc e= e2- e1=0.0721mev【解析】（1）第一次提出了能量量子化的观念的是普朗克，选项a错误；爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴，选项b正确；量子理论中，实物粒子具有波粒二象性，选项c正确；根据不确定原理，微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，不可以同时确定它此后运动状态和位置，选项d错误；故选bc.（2）根据质能方程可知 ，解得： ；根据 ，则 （3）衰变的方程； 发生上述衰变时，探测器能接收到射线谱线有3条；波长最长光子对应着从2到1的跃迁，能量e= e2- e1=0.0721mev12（1） （2）（3）【解析】（1）时间t内太阳光照射到面积为s的圆形区域上的总能量 解得 照射到此圆形区域的光子数 解得 （2）因光子的动量 则到达地球表面半径为r的圆形区域的光子总动量 因太阳光被完全反射，所以时间t内光子总动量的改变量设太阳光对此圆形区域表面的压力为f，依据动量定理 太阳光在圆形区域表面产生的光压 解得 （3）在太阳帆表面产生的光压 对太阳帆产生的压力 设飞船的加速度为a，依据牛顿第二定律 解得 13p=p=5.441027kgm/s【解析】跃迁释放光子能量e=e2-e1=10.2 ev 光子动量p= e/c=5.441027kgm/s，根据动量守恒 反冲动量与光子动量大小相等，方向相反，即p=p=5.441027kgm/s14ekm=euc ,=h2meuc w=eeuc 【解析】：由图知遏止电压为uc，所以光电子的初动能为ekm=euc ,光电子的动量为p，可求p=2mek=2meuc，物质波波长：=hp=h2meuc；根据光电效应方程可求逸出功为：w=e-euc15c6；1357 2106m/s 【解析】（1）根据光电效应方程知，ekm=hvw0，知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，光电子的最大初动能越大，但不是成正比，a错误；对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动，故b错误；核裂变与核聚变反应中均存在质量亏损，会释放出较多的核能，c正确；发射性元素的半衰期与外界因素无关，d错误（2）根据cn2可得共有c4