2016-2017學(xué)年高中物理17.1能量量子化試題(含解析)新人教版選修3-5

1、17.1 能量量子化K知識(shí)1. 黑體與黑體輻射（1） 熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的 _有關(guān)，所以叫做熱輻射。（2） 黑體：是指能夠 _吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體。2. 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（1） 一般材料的物體，輻射的電磁波除與溫度有關(guān)外， 還與材料的 _及表面狀況有關(guān)。（2） 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的 _ 有關(guān)。1隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都 _ 。2隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng) _的方向移動(dòng)。3. 能量子（1） 定義：普朗克認(rèn)為，帶電微粒輻射或者吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值的_。即能量的輻射或者吸

2、收只能是 _的。這個(gè)不可再分的最小能量值叫做能量子。（2） 能量子的大?。?_，其中V是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量。h= 6.63X10-:J s。溫度完全種類溫度增加較短整數(shù)倍一份一份 =hK重點(diǎn)【例題】神光“n”裝置是我國(guó)規(guī)模最大，國(guó)際上為數(shù)不多的高功率固體激光系統(tǒng)，利用 它可獲得能量為 2 400 J、波長(zhǎng)入為 0.35 卩 m 的紫外激光，已知普朗克常量h=6.63X10-34J s, 則該紫外激光所含光子數(shù)為 _個(gè)（取兩位有效數(shù)字）。參考答案：4.2X1021c試題解析：每個(gè)光子的能量 E）=hv=h，故所含的光子數(shù)為&旦E2 400 0.35 10_621不=- =-

3、- 個(gè)4.2X10 個(gè)2E0hc 6.63 10一343 108193K好題K基礎(chǔ)i 在實(shí)驗(yàn)室或工廠的高溫爐子上開一小孔，小孔可看作黑體，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A.TiT2B. TVC. 溫度越高，輻射強(qiáng)度最大的電磁波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)D. 溫度越高，輻射強(qiáng)度的極大值就越大2. 光子的能量與其A.頻率成正比B.波長(zhǎng)成正比A.暗紅色.黃色5.下列電磁波光子能量最強(qiáng)的是A.紫外線.X 射線6.人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺，普朗克常量為則人眼能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率

4、是18A. 2.3X10 W.白色D.藍(lán)色.可見光D.紅外線530 nm 的綠光時(shí)，只要每秒有6 個(gè)綠光6.63X10-34J s,光速為 3.0X108m /s ,4C.速度成正比D.速度平方成正比3. 關(guān)于黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系，下圖中正確的是一O液長(zhǎng)液長(zhǎng)4.溫度較低的恒星，在天空中呈現(xiàn)195A. 隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B. 隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加C. 隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D. 隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)11.下列宏觀概念中，是量子化的有B. 3.8X10 WC. 7.0X10-10W18D. 1.2X10

5、W7.對(duì)于紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光，下列表述正確的是A. 在相同介質(zhì)中，綠光的折射率最大B. 紅光的頻率最高C. 在相同介質(zhì)中，藍(lán)光的波長(zhǎng)最短D. 黃光光子的能量最小&能正確解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是A. 能量的連續(xù)經(jīng)典理論B. 普朗克提出的能量量子化理論C. 以上兩種理論體系任何一種都能解釋K能力9.關(guān)于對(duì)熱輻射的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是A. 熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波B. 溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng)C. 輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無(wú)關(guān)D. 常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色10.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由

6、圖可知6A.物體的質(zhì)量B.彈簧振子的能量.衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道C.汽車的個(gè)數(shù)19712 以下宏觀概念中，哪些是量子化的A.學(xué)生的個(gè)數(shù)B.木棒的長(zhǎng)度C.物體的動(dòng)量D.微觀粒子的能量13 .以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的A.人的身高B.物體的質(zhì)量C.汽車的速度D.大象的頭數(shù)14 .以下宏觀概念中，哪些是量子化的A.物體的長(zhǎng)度B.物體所受的重力C.物體的動(dòng)能D.人的個(gè)數(shù)15 黑體輻射的規(guī)律如圖所示，從中可以看出，隨著溫度的降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有（填“增加”、“減少”“不變”），輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)_ （填“較長(zhǎng)”、“較短”）的方向移動(dòng)。16 .人體表面輻射本領(lǐng)的最大值落在波長(zhǎng)為940 卩

7、 m 處，它對(duì)應(yīng)的是何種輻射？能量子的值為多大？17 有一個(gè)成語(yǔ)叫做“爐火純青”，原意說(shuō)的是道士煉丹時(shí)候的溫度控制，溫度高低主要是靠看火焰的顏色，溫度低的時(shí)候，是偏紅的，溫度最高的時(shí)候，才呈現(xiàn)青色，所以爐火純青 表示溫度已經(jīng)足夠高了。怎樣用熱輻射來(lái)解釋溫度與顏色的關(guān)系？答案解析1 . AD【解析】不同溫度的物體向外輻射的電磁波的波長(zhǎng)范圍是不相同的，溫度越高向外輻射的能量中頻率小的波越多， 所以T1T2，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;D 正確。故選 AD。A。輻射強(qiáng)度輻射強(qiáng)度8同時(shí)最大輻射

8、強(qiáng)度向左側(cè)移動(dòng)，即向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故2.A【解析】根據(jù)E=hv可知，光子的能量與頻率成正比，故選93. B【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，ACD 錯(cuò)誤。故選 B。4. A【解析】恒星的顏色是由溫度決定的，溫度越低，顏色越偏紅，溫度越高，顏色越偏藍(lán)。故天空中呈現(xiàn)暗紅色，故 A 正確，BCD 昔誤。5.B【解析】紫外線、X 射線、可見光、紅外線中 X 射線的波長(zhǎng)最短、頻率最高，所以X 射線光子的能量；二h最強(qiáng)，所以 B 正確；ACD 昔誤。6hc6.A【解析】每秒有 6 個(gè)綠光的光子射入瞳孔

9、，所以察覺到綠光所接收到最小功率為p= _t心6.6310一343 1086：-18=6530 10一9W=2.3x10 18 W17.C【解析】紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光的頻率依次增大，光從真空進(jìn)入介質(zhì)，頻率不變，B錯(cuò)。由色散現(xiàn)象，同一介質(zhì)對(duì)頻率大的光折射率大，A 錯(cuò)。頻率大的光在真空中和介質(zhì)中的波長(zhǎng)都小，藍(lán)光的波長(zhǎng)最短，C 正確。頻率大，光子能量大，紅光光子的能量最小，D 錯(cuò)。& B【解析】根據(jù)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，隨著溫度的升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增力口；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到滿意的解釋，B 對(duì)。9. B【解

10、析】一切物體都不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強(qiáng)，A 錯(cuò)誤，B正確；選項(xiàng) C 是黑體輻射的特性，C 錯(cuò)誤；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色，D 錯(cuò)誤。10 . ACD【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，A 正確；B 錯(cuò)誤；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)，CD 正確；故選 ACD11 . C【解析】量子一詞來(lái)自拉丁語(yǔ) quantus，意為“多少”，代表“相當(dāng)數(shù)量的某事”。在物理學(xué)中常用到量子的概念，量子是一個(gè)不可分割的基本個(gè)體。例如，一個(gè)“光的量子”是 光的單位。而量子力學(xué)、量子光學(xué)等等更成為不同的專業(yè)研究領(lǐng)域。其基本概念

11、是所有的 有形性質(zhì)也許是“可量子化的”?！傲孔踊薄爸钙湮锢砹康臄?shù)值會(huì)是一些特定的數(shù)值， 而不是任意值。汽車的個(gè)數(shù)的數(shù)值只能取正整數(shù)，不能取分?jǐn)?shù)或小數(shù)，因而是不連續(xù)的， 是量子化的。其他三個(gè)物理量的數(shù)值都可以取小數(shù)或分?jǐn)?shù)，甚至取無(wú)理數(shù)也可以，因而是 連續(xù)的，非量子化的。故選 C12 . AD【解析】所謂量子化就是指數(shù)據(jù)是分立的不連續(xù)的，即一份一份的。學(xué)生的人數(shù)的數(shù)值和微觀粒子的數(shù)量只能取正整數(shù)，不能取分?jǐn)?shù)或小數(shù)，因而是不連續(xù)的，是量子化的。其10他兩個(gè)物理量的數(shù)值都可以取小數(shù)或分?jǐn)?shù)，甚至取無(wú)理數(shù)也可以，因而是連續(xù)的，非量子 化的。故選AC。1113 . D【解析】明確量子化的定義：所謂量子化就

12、是指數(shù)據(jù)是分立的不連續(xù)的，即一份一份的。只要能一份份的選取，即只要是不連續(xù)的，且只能取整數(shù)，不能取小數(shù)的量均可以看作量 子；如大象的頭數(shù)；學(xué)生個(gè)數(shù)等；但人的身高，質(zhì)量及汽車的速度都是連續(xù)的；不會(huì)出現(xiàn) 一份份的現(xiàn)象；故不是量子化；故選 Do14 . D【解析】所謂量子化是指數(shù)據(jù)是分立的，不連續(xù)的，根據(jù)量子的定義可做出選擇。學(xué)生的人數(shù)的數(shù)值只能取正整數(shù)，不能取分?jǐn)?shù)或小數(shù)，因而是不連續(xù)的，是量子化的。其他三個(gè) 物理量的數(shù)值都可以取小數(shù)或分?jǐn)?shù)，甚至取無(wú)理數(shù)也可以，因而是連續(xù)的，非量子化的， 故只有 D 正確。故選Do15 .減少較長(zhǎng)【解析】本題考查的是讀圖能力，由圖可得出波長(zhǎng)與輻射強(qiáng)度及溫度之間的關(guān)系。由圖可 知，隨溫度的降低，相同波長(zhǎng)的光輻射強(qiáng)度都會(huì)減??；同時(shí)最大輻射強(qiáng)度向右側(cè)移動(dòng)，即 向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)。16 .紅外輻射 2. 12X10-22Jc【解析】查表可得波長(zhǎng)為 940 卩 m 的輻射為紅外輻射，E=hv=h=9.4 1017 .見解析【解析】黑體輻射與溫度之間有著密切的關(guān)系，熱輻射的光譜是連續(xù)光譜，輻射光譜 的性質(zhì)與溫度有關(guān)，在室溫下，大多數(shù)物體