13.5 能量量子化 课后练习（含详解）-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

13.5能量量子化一、选择题（共14题）1．关于电磁场、电磁波下列说法正确的是（）A．变化的磁场一定能产生变化的电场B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低C．观察者接近频率恒定的波源时，接收到波的频率比波源的频率小D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，而不向外辐射电磁波2．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（）A．黑体是黑色的，且其自身辐射电磁波B．黑体辐射电磁波的强度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，在真空中光速为，普朗克常量为，则电磁波辐射的能量子的值为（）A． B． C． D．以上均不正确4．一盏电灯发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长，在距电灯远处，以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的能量子数约为（）A．个 B．个C．个 D．个5．关于能量量子化，下列说法正确的是（）A．能量子假设最早是由爱因斯坦提出来的B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍C．电磁波的波长越长，其能量子越大D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点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7．两束可见光的波长分别为和，其中．则（下列表述中，脚标“1”和“2”分别代表波长为和的光所对应的物理量）（）A．这两束光的光子的动量B．这两束光的光子的能量C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压D．这两束光均能使某金属发生光电效应，逸出光电子的最大初动能之比8．下列说法中正确的是（）A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说B．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越大C．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短9．关于下列物理常数，单位正确的是（）A．静电常量kN·kg2/m2 B．普朗克常量hJ·sC．动摩擦因数N/kg D．电阻率10．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11．下列说法错误的是（）A．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就能够产生感应电流B．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场C．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化可以是连续的12．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13．下列说法正确的有（）A．研究表明，一般物体的电磁辐射仅与温度有关B．电子的衍射图样证实了电子的波动性C．α粒子散射实验是估测原子核半径最简单的方法D．结合能越大的原子核，核子的平均质量越大14．某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，该激光器发出的A．是紫外线 B．是红外线C．光子能量约为1.3×10-18J D．光子数约为每秒3.8×1016个二、填空题15．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有______。16．热辐射（1）概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的___________有关，所以叫热辐射。（2）特点：温度升高时，热辐射中波长较___________的成分越来越强。（3）黑体：能够完全吸收入射的各种波长的___________而不发生反射。17．在__________提出的量子说启发下，_________提出了光子说，光子的能量_________，其中h称为普朗克常量，___________．18．黑体∶（1）定义∶某种物体能够____吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作____。（2）黑体辐射的特点∶黑体辐射电磁波的强度按____的分布只与黑体的____有关。三、综合题19．对应于的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？20．黑体就是绝对不发光的物体，看上去一定是黑色的，这句话对吗？21．静止的钍(Th)核发生β衰变时放出一个β粒子而变成一个镤(Pa)核，同时产生了一个能量为ε的中微子．已知真空中光速为C，普朗克常量为h．求：①该中微子的频率；②衰变后β粒子和镤核的合动量的大小．22．19世纪末开尔文爵士曾说，物理学的大厦已经建成，物理学中已没有什么新东西可发现，剩下的只是把测量做得更精确。不过在地平线上有“两朵乌云”。简述这“两朵乌云”是什么？参考答案：1．B【详解】A．均匀变化的磁场将产生恒定的电场，A错误；B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低，B正确；C．观察者接近频率恒定的波源时，根据多普勒效应，接收到波的频率比波源的频率大，C错误；D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，也向外辐射电磁波，D错误。故选B。2．C【详解】A．黑体自身辐射电磁波，但不一定是黑色的，故A错误；BC．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错误，C正确；D．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。故选C。3．A【详解】根据，又，所以，故A正确，BCD错误．故选：A。4．A【详解】光是电磁波，辐射能量也是一份一份进行的，100W灯泡每秒产生光能，设灯泡每秒发出的能量子数为n，则能量为在以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的能量子数个个故A正确。故选A。5．B【详解】A．能量子假设最早是由普朗克提出的，故A错误；B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故B正确；C．根据可知，电磁波的波长越长，其能量子越小，故C错误；D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，而它的观点是正确的，故D错误。故选B。6．C【详解】温度高的物体和温度低的物体都向外辐射电磁波，选项A错误；普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”，选项B错误；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，选项C正确；常温下我们看到物体是因为物体在不断反射可见光，不是物体辐射电磁波，选项D错误.7．B【详解】A．由光子的动量，可知，故A错误；B．由可知，两种光子的频率关系为，根据可得光子的能量，故B正确；C．两束光都能使某种金属发生光电效应，由光电效应方程，可知频率越大的光对应的光电子的最大初动能越大，又由，可知最大初动能越大，遏止电压越大，所以遏止电压，故C错误；D．根据光电效应方程，和可知，故D错误。故选B。8．A【详解】A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说，故A正确；B．根据光电效应方程可知，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，则这种金属的逸出功越小，故B错误；C．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，故C错误；D．入射光子与晶体中的电子碰撞，动量变小，根据光子动量可知其波长变长，故D错误。故选A。9．B【详解】A．由物理公式可知k的单位是，A错误；B．由物理公式h的单位是，B正确；C．动摩擦因数仅仅是一个数值，没有单位，C错误；D．由物理公式可知的单位是，D错误；故选B。10．B【详解】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得到满意的解释，B对．11．D【详解】A．根据楞次定律可知，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就能够产生感应电流，故A不符题意；B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场，故B不符题意；C．赫兹最早用实验证实光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量，故C不符题意；D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量是不连续的，而是一份一份的辐射或吸收的，故D符合题意；故选D。12．AB【详解】A．微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A正确；B．由ɛ＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；C．红光的频率比绿光小，由ɛ＝hν可知，红光的能量子比绿光小，故C错误；D．电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，故D错误．故选AB．13．BC【详解】A．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型，故A错误；B．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故B正确；C．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一，故C正确；D．根据核子平均质量曲线与比结合能曲线可知比结合能越大，原子核越稳定，核子平均质量越小，故D错误。故选BC。14．BD【详解】波长的大小大于可见光的波长，属于红外线．故A错误，B正确．光子能量．故C错误．每秒钟发出的光子数．故D正确．故选BD．15．增加16．温度短电磁波【详解】（1）概念：一切物体都在辐射电磁波，且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。17．普朗克爱因斯坦【详解】在普朗克出的量子说启发下，爱因斯坦提出了光子说；光子的能量，其中h称为普朗克常量，由公式可知，其单位为。18．完全黑体波长温度【详解】（1）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，这种物体就叫作黑体。（2）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。19．，【详解】由光子的能量值该光子的频率为该光的波长为20．不对【详解】黑体可以完全吸收入射的电磁波而不发生反射，同时自身可以有较强的辐射，即黑体同时辐射和吸收电磁波．黑体达到高温时所辐射的电磁波中强度较大的是可见光和紫外线，此时黑体是明亮的．黑体可以是发光的物体，本身可以有较强的辐射，看上去并不一定是