2024-2025学年高中物理第十七章波粒二象性1能量量子化课堂演练含解析新人教版选修3-5

PAGE4-1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：依据黑体辐射电磁波的波长分布的确定因素知，其只与温度有关．答案：A2.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射试验规律的是（）解析：依据黑体辐射试验规律，黑体热辐射的强度与波长的关系为：随着温度的上升，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项符合黑体辐射试验规律.答案：B3．(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：由辐射强度随波长改变关系知：随着温度的上升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：BC4．(多选)对于带电微粒的辐射和汲取能量时的特点，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汲取B．辐射和汲取的能量是某一最小值的整数倍C．汲取的能量可以是连续的D．辐射和汲取的能量是量子化的解析：依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、汲取要一份一份地进行，故A、B、D正确．答案：ABD5．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：依据公式ε＝hν和ν＝eq\f(c,λ)得ν＝eq\f(ε,h)＝eq\f(3.4×10－19,6.63×10－34)Hz＝5.13×1014Hz，λ＝eq\f(c,ν)＝eq\f(3.0×108,5.13×1014)m＝5.85×10－7m.5．13×1014Hz的频率属于黄光的频率范围，它是黄光，其波长为5.85×10－7m.答案：5.13×1014Hz5.85×10－7m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：A2．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干脆传输．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：A3.（多选）下列说法正确的是（）A.微观粒子的能量改变是跳动式的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：微观粒子的能量改变是跳动式的，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：ABB级提实力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．随着温度上升黑体辐射中的有些成分会增加，有些成分会减弱D．随着温度上升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；依据黑体辐射试验的规律可知：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；随着黑体温度上升，辐射强度在短波区增加，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：B5.（多选）热辐射是指全部物体在肯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.在探讨某一黑体热辐射时，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上升而向短波方向移动C.向外辐射的电磁波的总能量随温度上升而减小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上升而向短波方向移动，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上升而增加，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：BD6．(多选)某光源放出波长在500～600nm之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为1mW，则它每秒钟放射的光子数可能是()A．2.0×1015 B．3.0×1015C．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＝eq\f(\f(Pt,hc),λ)，故光子数的范围在2.6×1015～3.0×1015个之间．答案：BC7．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700nm.400nm、700nm电磁辐射的能量子的值各是多少(h＝6.63×10－34J·s)?解析：依据公式ν＝eq\f(c,λ)和ε＝hν可知：400nm对应的能量子ε1＝heq\f(c,λ1)＝6.63×10－34×eq\f