13.5 能量量子化 同步训练（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15题）1．以下关于物理学史说法不正确的是（

）A．玻尔的定态理论和跃迁理论，很好地解释了氢原子光谱的实验规律B．贝可勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核具有复杂结构C．普朗克假设：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D．卢瑟福通过α粒子散射试验验证了原子核内部有复杂结构2．能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“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”，作出这一大胆假设的科学家是（）A．库仑 B．普朗克C．密立根 D．爱因斯坦3．通过研究黑体辐射提出能量子概念的科学家是（）A．维恩 B．瑞利 C．普朗克 D．爱因斯坦4．国际单位制（缩写SI）定义了米（m）、秒（s）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m·s-1.历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率Δν=9192631770Hz定义s；1983年用真空中的光速c=299792458m·s-1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义（对应关系如图，例如，s对应Δν，m对应c）。新SI自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是（）A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性B．用铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率定义s，辐射9192631770个周期的持续时间为1sC．用真空中的光速c（m·s-1）定义m，因为长度l与速度v存在l=vt，而s已定义D．因为普朗克常量h（J·s）的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位5．下列有关说法正确的是（

）A．爱因斯坦在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念B．玻尔最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性6．下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是（）A．一切物体都在辐射电磁波B．一般物体辐射电磁波的强度与温度无关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．关于量子，下列说法中正确的是（）A．一种高科技材料 B．研究微观世界的一个概念C．运算速度很快的计算机 D．计算机运行的一个二进制程序8．科学突破奖被誉为“科学界的奥斯卡”，旨在表彰全球顶尖物理、数学和生命科学家的研究成果，王贻芳是我国首位获得“基础物理学突破奖”的科学家。在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。关于科学贡献和物理研究方法，下列说法正确的是（）A．安培提出了“分子电流假说”，成功地解释了磁铁受到高温时会失去磁性B．“点电荷”、“元电流”、“电场强度”概念的提出应用了等效替代的方法C．法拉第系统地总结了电磁规律的研究成果，建立经典电磁场理论D．爱因斯坦为了对黑体辐射进行理论解释，首先提出了量子观点9．下列说法不正确的是（）A．第一类永动机违背了能量守恒定律B．安培提出的“分子电流假说”成功解释了磁化现象C．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子的假设D．只要穿过闭合导体回路的磁场发生变化，闭合回路中就一定会产生感应电流10．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．2.3×10-18W B．3.8×10-19WC．7.0×10-10W D．1.2×10-18W11．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12．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13．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．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关14．下列说法正确的是__________A．普朗克曾经大胆假设：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，这个不可再分的最小能量值也叫做能量子B．德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，而且粒子的能量和动量P跟它对应的波的频率和波长之间，遵从和C．光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D．光电效应揭示了光具有粒子性，康普顿效应揭示了光具有波动性E．X射线是处于激发态的原子核辐射出的15．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，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．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长D．温度越高，辐射强度的极大值就越大二、填空题16．定义：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的______，这个不可再分的______叫作能量子。17．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。18．热辐射∶（1）定义∶一切物体都在辐射____，这种辐射与物体的____有关，所以叫作热辐射。（2）特点∶物体在热辐射中随温度的升高，辐射的_______的电磁波的成分越来越大。19．17世纪，荷兰物理学家__________提出了光的波动说，但由于__________支持微粒说，因而微粒说长期占着主导地位，19世纪观察到了光的__________、__________现象，波动说才得到了公认，后来又发现了__________，证实光具有粒子性，因而光具有__________．三、综合题20．对应于的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？21．晴朗的夜空繁星闪烁（如图），有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝。对于“红星”和“蓝星”，你能判断出哪种恒星的表面温度更高么？说出你的道理。22．可见光波长的大致范围是。、电磁辐射的能量子的值是多少？参考答案：1．D【详解】A．波尔的定态理论和跃迁理论，很好地解释了氢原子光谱的实验规律，选项A正确，不符合题意；B．贝可勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核具有复杂结构，选项B正确，不符合题意；C．普朗克假设：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，即能量量子化，选项C正确，不符合题意；D．卢瑟福通过α粒子散射试验得出了原子的核式结构理论，选项D错误，符合题意；故选D.2．B【详解】能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“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”，作出这一大胆假设的科学家是普朗克。故选B。3．C【详解】通过研究黑体辐射提出能量子概念的科学家是普朗克，维恩和瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式，爱因斯坦最重要的贡献之一是相对论的提出，故选C。4．D【详解】A．为了保证了基本单位的稳定性，基本单位全部采用物理常量定义，故A正确；B．用铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率定义s，辐射9192631770个周期的持续时间为1s，B正确；C．真空中光速恒定，而时间单位已确定，因此可以利用速度公式确定长度，故C正确；D．因为而m、s等已经定义了，故可以用普朗克常量h（J·s）定义质量单位kg，故D错误。本题选择不正确的，故选D。5．C【详解】A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B错误；C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的行射实验证实了他的猜想，故C正确；D．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误。故选C。6．B【详解】A．一切物体都在辐射电磁波，A正确；B．实际物体辐射电磁波的情况与温度、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，B错误；C．黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动，C正确；D．能100%的吸收入射到其表面的各种波长的电磁波，这样的物体称为黑体，D正确；由于选择不正确的，故选B。7．B【详解】量子最早由普朗克于1900年提出，普朗克假设物体发射出电磁辐射能量是一份一份的，其中每一份被他称作能量子，电磁辐射能量是其整数倍，所以量子是表示能量的单元，量子是不可分割的最小的单元，表示微观世界的不连续性，即通常所说的“量子化”，而非高科技材料、计算机或计算机的程序，故B正确，ACD错误。故选B。8．A【详解】A．安培提出了“分子电流假说”，成功地解释了磁铁受到高温时会失去磁性，选项A正确；B．“元电荷”、“元电流”采用理想化模型的方法，“电场强度”采用比值定义法，故B错误；C．英国物理学家麦克斯韦系统总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，建立了经典电磁场理论，即麦克斯韦电磁场理论，故C错误；D．普朗克为了对黑体辐射进行理论解释，首先提出了量子观点，选项D错误。故选A。9．D【详解】A．第一类永动机违背了能量守恒定律，选项A正确，不符合题意；B．安培提出的“分子电流假说”成功解释了磁化现象，选项B正确，不符合题意；C．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子的假设，选项C正确，不符合题意；D．只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合回路中就一定会产生感应电流，选项D错误，符合题意。故选D。10．A【详解】绿光光子能量每秒钟最少有6个绿光的光子射入瞳孔才能被入察觉，所以故选A。11．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。12．A【详解】不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，温度越高向外辐射的能量中，频率小的波越多，所以T1＞T2．故A正确，B错误；向外辐射的最大辐射强度随温度升高而增大，故C错误；由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故D错误；故选A．13．AD【详解】A．根据热辐射定义知一切物体都在辐射电磁波，A正确；BCD．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，BC错误、D正确。故选AD。14．ABC【详解】A．普朗克把最小的能量单位叫做能量子，所以A选项是正确的；B．德布罗意提出实物粒子也具有波动性，所以B选项是正确的；C．光子到达频率高的区域就是光亮区，所以C选项是正确的；D．在康普顿效应中，光子动量减小，据可知波长变大，康普顿效应揭示了光的粒子性，故D错误；E．X射线是处于激发态的原子内层电子受激辐射出的，故E错误；故选ABC。15．AD【详解】AB．不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，温度越高向外辐射的能量中波长小的波越多，所以T1>T2.故A正确，B错误；C．向外辐射强度最大的电磁波的波长随温度升高而减小，故C错误；D．由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故D正确．故选AD．16．

整数倍

最小能量值ε17．温度18．

电磁波

温度

较短波长【详解】（1）根据热辐射的定义可知，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。（2）热辐射的特点是物体在热辐射中随温度的升高，辐射的较短波长的电磁波的成分越来越大。19．

惠更斯