人教版選修35 能量量子化 第1課時(shí) 作業(yè).docxVIP

第十七章 波粒二象性1 能量量子化1.關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法正確的是()a.黑體只吸收電磁波,不反射電磁波,看上去是黑的b.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外,還與材料的種類及表面狀況有關(guān)c.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān),與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)d.如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔,射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收,最終不能從小孔射出,這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體解析:黑體自身輻射電磁波,不一定是黑的,故選項(xiàng)a錯(cuò)誤;黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān),故選項(xiàng)b錯(cuò)誤,選項(xiàng)c正確;小孔只吸收電磁波,不反射電磁波,因此是小孔成了一個(gè)黑體,而不是空腔,故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案:c2.(多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示,據(jù)此以下判斷正確的是()a.在同一溫度下,波長(zhǎng)越短的電磁波輻射強(qiáng)度越大b.在同一溫度下,輻射強(qiáng)度最大的電磁波波長(zhǎng)不是最大的,也不是最小的,而是處在最大與最小波長(zhǎng)之間c.溫度越高,輻射強(qiáng)度的極大值就越大d.溫度越高,輻射強(qiáng)度最大的電磁波的波長(zhǎng)越短解析:根據(jù)題圖中黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系知選項(xiàng)b、c、d正確。答案:bcd3.以下宏觀概念,是“量子化”的是()a.木棒的長(zhǎng)度b.物體的質(zhì)量c.物體的動(dòng)量d.學(xué)生的個(gè)數(shù)解析:所謂“量子化”應(yīng)該是不連續(xù)的,一份一份的。故正確選項(xiàng)為d。答案:d4.(多選)下列敘述正確的是()a.一切物體都在輻射電磁波b.一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)c.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體溫度有關(guān)d.黑體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波解析:根據(jù)熱輻射的定義,a項(xiàng)正確;根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知,一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料種類和表面狀況有關(guān),而黑體輻射只與黑體的溫度有關(guān),b項(xiàng)錯(cuò)誤,c項(xiàng)正確;根據(jù)黑體的定義知d項(xiàng)正確。答案:acd5.一束紅光從空氣射入折射率為1.5的玻璃,則這束紅光的能量子將()a.變小b.變大c.不變d.不能確定解析:光的能量子=h,光從空氣射入玻璃后頻率并不改變,因此該題選c。答案:c6.(多選)對(duì)宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀的研究被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)。下列與宇宙微波背景輻射的黑體譜相關(guān)的說(shuō)法中正確的是()a.微波是指波長(zhǎng)在10-3 m到10 m之間的電磁波b.微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播c.黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射d.普朗克在研究黑體的熱輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)解析:微波是一種電磁波,傳播不需要介質(zhì),b錯(cuò)誤。答案:acd7.(多選)以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的說(shuō)法中正確的是()a.物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長(zhǎng)的電磁波b.當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí),說(shuō)明它的溫度不太高c.當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)會(huì)呈現(xiàn)赤紅色,說(shuō)明此時(shí)輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)d.太陽(yáng)早、晚時(shí)分呈現(xiàn)紅色,而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色,說(shuō)明中午時(shí)分太陽(yáng)溫度最高解析:由輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)變化關(guān)系圖知,隨著溫度的升高,各種波長(zhǎng)的波的輻射強(qiáng)度都增加,而熱輻射不是僅輻射一種波長(zhǎng)的電磁波,故選項(xiàng)b、c正確。答案:bc8.單色光從真空射入玻璃時(shí),它的()a.波長(zhǎng)變長(zhǎng),速度變小,光子能量變小b.波長(zhǎng)變短,速度變大,光子能量變大c.波長(zhǎng)變長(zhǎng),速度變大,光子能量不變d.波長(zhǎng)變短,速度變小,光子能量不變解析:因?yàn)楣獾念l率不變,光子的能量不變;再根據(jù)折射率n=cv=可知,光的速度變小,波長(zhǎng)變短。答案:d9.(多選)一激光器發(fā)光功率為p,發(fā)出的激光在折射率為n的介質(zhì)中波長(zhǎng)為,若在真空中速度為c,普朗克常量為h,則下列敘述正確的是()a.該激光在真空中的波長(zhǎng)為nb.該激光的頻率為cc.該激光器在時(shí)間t內(nèi)輻射的能量子數(shù)為ptnhcd.該激光器在時(shí)間t內(nèi)輻射的能量子數(shù)為pthc解析:由n=cv知激光在介質(zhì)中傳播的速度v=cn,在真空中的波長(zhǎng)真=c=nv=n,故a正確。頻率=v=cn,故b錯(cuò)誤。在時(shí)間t內(nèi)輻射的能量e=pt,每個(gè)能量子=h=hcn,故在時(shí)間t內(nèi)輻射的能量子數(shù)為e=ptnhc,故c正確,d錯(cuò)誤。答案:ac10.“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成。若在結(jié)兩端加恒定電壓u,則它會(huì)輻射頻率為的電磁波,且與u成正比,即=ku。已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)。你可能不了解此現(xiàn)象的機(jī)理,但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法,在下列選項(xiàng)中,推理判斷比例系數(shù)k的值可能為()a.h2eb.2ehc.2hed.12he解析:根據(jù)物理單位知識(shí),表達(dá)式及變形式兩側(cè)單位是一致的,由本題中涉及的物理量:、u、e、h及與其有聯(lián)系的能量表達(dá)式e=h,e=ue,由得h的單位與ue的單位相同,即h單位可用vcs表示,題中=ku,即k=u,單位可用1vs表示,選項(xiàng)b中2eh單位等效于cvcs=1vs,故選項(xiàng)b正確,a、c、d錯(cuò)誤。答案:b11關(guān)于黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系，如圖所示正確的是()a b c d解析：黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，黑體輻射的強(qiáng)度越大隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)故b正確，a、c、d錯(cuò)誤答案：b12(多選)對(duì)于帶電微粒的輻射和吸收能量時(shí)的特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()a以某一個(gè)最小能量值一份一份地輻射或吸收b輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍c吸收的能量可以是連續(xù)的d輻射和吸收的能量是量子化的解析：根據(jù)普朗克能量子假說(shuō)，帶電粒子的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，能量的輻射、吸收要一份一份地進(jìn)行，故a、b、d正確答案：abd13近年來(lái)，無(wú)線光通信技術(shù)(不需光纖，利用紅外線在空間的定向傳播來(lái)傳遞信息的通信手段)在局域網(wǎng)、移動(dòng)通信等多方面顯示出巨大的應(yīng)用前景關(guān)于紅外線和光通信，以下說(shuō)法中正確的是()光通信就是將文字、數(shù)據(jù)、圖象等信息轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從一地傳向另一地的過(guò)程光纖通信中的光信號(hào)在光纖中傳輸，無(wú)線光通信的光信號(hào)在空氣中傳輸紅外線的頻率比可見(jiàn)光的頻率高紅外光子的能量比可見(jiàn)光子的能量大abcd解析：無(wú)線光通信技術(shù)是光信號(hào)在空氣中直接傳輸光纖通信中的光信號(hào)是在光纖中傳輸不論哪種方式，傳輸?shù)亩际俏淖?，?shù)據(jù)圖象等信息而紅外線的頻率由電磁波譜可知比可見(jiàn)光的頻率低，由愛(ài)因斯坦的光子論可知h，紅外光子的能量比可見(jiàn)光的光子的能量小答案：a14關(guān)于黑體及黑體輻射下列說(shuō)法正確的是()a黑體是真實(shí)存在的b黑體輻射電磁波的強(qiáng)度僅與溫度有關(guān)c隨著溫度升高黑體輻射中的有些成分會(huì)增強(qiáng)，有些成分會(huì)減弱d隨著溫度升高黑體輻射中強(qiáng)度最強(qiáng)的那一部分始終不變解析：黑體并不是真實(shí)存在的，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)的規(guī)律可知：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故b正確；隨著黑體溫度升高，輻射強(qiáng)度在短波區(qū)增強(qiáng)，長(zhǎng)波區(qū)減弱，峰值向波長(zhǎng)短的方向移動(dòng)，故選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤；故選b.答案：b15(多選)在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開(kāi)一小孔，小孔可看做黑體，由小孔的熱輻射特征，就可以確定爐內(nèi)的溫度，如圖所示，就是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖象，則下列說(shuō)法正確的是()at1t2bt1t2.故a正確，b錯(cuò)誤；向外輻射強(qiáng)度最大的電磁波的波長(zhǎng)隨溫度升高而減小，故c錯(cuò)誤；由圖可知，隨溫度的升高，相同波長(zhǎng)的光輻射強(qiáng)度都會(huì)增加；同時(shí)最大輻射強(qiáng)度向左側(cè)移動(dòng)，即向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故d正確故選ad.答案：ad16(多選)某光源放出波長(zhǎng)在500600 nm之間的各種光子，若已知該光源的發(fā)光功率為1 mw，則它每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)可能是()a2.01015b3.01015c2.61015 d1.51015解析：每秒發(fā)出的光子數(shù)與發(fā)光功率和波長(zhǎng)之間的關(guān)系為n，故光子數(shù)的范圍在2.610153.01015個(gè)之間答案：bc17光是一種電磁波，可見(jiàn)光的波長(zhǎng)的大致范圍是400700 nm.400 nm、700 nm電磁輻射的能量子的值各是多少(h6.631034 js)?解析：根據(jù)公式和h可知：400 nm對(duì)應(yīng)的能量子1h6.631034 j4.971019 j.700 nm對(duì)應(yīng)的能量子2h6.631034 j2.841019 j.答案：4.971019 j2.841019 j18關(guān)于黑體及黑體輻射下列說(shuō)法正確的是()a黑體是真實(shí)存在的b黑體輻射電磁波的強(qiáng)度僅與溫度有關(guān)c隨著溫度升高黑體輻射中的有些成分會(huì)增強(qiáng)，有些成分會(huì)減弱d隨著溫度升高黑體輻射中強(qiáng)度最強(qiáng)的那一部分始終不變解析：黑體并不是真實(shí)存在的，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)黑體輻射實(shí)驗(yàn)的規(guī)律可知：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故b正確；隨著黑體溫度升高，輻射強(qiáng)度在短波區(qū)增強(qiáng)，長(zhǎng)波區(qū)減弱，峰值向波長(zhǎng)短的方向移動(dòng)，故選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤；故選b.答案：b19(多選)某光源放出波長(zhǎng)在500600 nm之間的各種光子，若已知該光源的發(fā)光功率為1 mw，則它每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)可能是()a2.01015b3.01015c2.61015 d1.51015解析：每秒發(fā)出的光子數(shù)與發(fā)光功率和波長(zhǎng)之間的關(guān)系為n，故光子數(shù)的范圍在2.610153.01015個(gè)之間答案：bc20.二氧化碳能強(qiáng)烈吸收紅外長(zhǎng)波輻射,這種長(zhǎng)波輻射的波長(zhǎng)范圍約是1.410-31.610-3 m,相應(yīng)的頻率范圍是,相應(yīng)的光子能量的范圍是,“溫室效應(yīng)”使大氣全年的平均溫度升高,空氣溫度升高,從微觀上看就是空氣中分子的。(已知普朗克常量h=6.610-34 js,真空中的光速c=3.0108 m/s。結(jié)果取兩位有效數(shù)字)解析:由c=得=c。則求得頻率范圍為1.910112.11011 hz。又由=h得能量范圍為1.310-221.410-22 j。溫度越高,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈,無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能也越大。答案:1.910112.11011 hz1.310-221.410-22 j平均動(dòng)能增大21.在自然界生態(tài)系統(tǒng)中,蛇與老鼠和其他生物通過(guò)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系構(gòu)成食物鏈,在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用。蛇是老鼠的天敵,它是通過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫約為37 ,它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為m。根據(jù)熱輻射理論,m與輻射源的絕對(duì)溫度t的關(guān)系近似為tm=2.9010-3 mk。(1)老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為()a.7.810-5 mb.9.410-6 mc.1.1610-4 md.9.710-8 m(2)老鼠發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射屬于()a.可見(jiàn)光波段b.紫外波段c.紅外波段d.x射線波段解析:(1)老鼠的體溫t=(273+37) k=310 k,由題設(shè)條件m與t的近似關(guān)系式:tm=2.9010-3 mk,得m=2.9010-3310 m9.410-6 m,b正確。(2)可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍為4.010-77.010-7 m,m大于此范圍上限,所以屬于紅外線,c正確。也可根據(jù)老鼠的體溫不高不能輻