2024-2025學(xué)年新教材高中物理第六章電磁現(xiàn)象與電磁波第五節(jié)量子化現(xiàn)象課時(shí)檢測含解析粵教版必修3

PAGE4-量子化現(xiàn)象eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．對黑體輻射電磁波的波長分布的影響因素是()A．溫度 B．材料C．表面狀況 D．以上都正確解析：選A影響黑體輻射電磁波的波長分布的因素是溫度，故選項(xiàng)A正確。2．普朗克常量是自然界的一個(gè)基本常數(shù)，它的數(shù)值是()A．6.02×10－23mol B．6.625×10－3mol·sC．6.626×10－34J·s D．1.38×10－16mol·s解析：選C普朗克常量是一個(gè)定值，由試驗(yàn)測得它的精確數(shù)值為6.626×10－34J·s，在記憶時(shí)關(guān)鍵要留意它的單位。3．硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。若有N個(gè)頻率為ν的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為(h為普朗克常量)()A．hν B．eq\f(1,2)NhνC．Nhν D．2Nhν解析：選C光子能量與頻率有關(guān)，一個(gè)光子能量為ε＝hν，N個(gè)光子能量為Nhν，故C正確。4．關(guān)于對熱輻射的相識，下列說法中正確的是()A．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只汲取電磁波B．溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng)C．輻射強(qiáng)度按波長的分布狀況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無關(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解析：選B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)，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C描述的是黑體輻射的特性，選項(xiàng)C錯誤；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色，選項(xiàng)D錯誤。5．一個(gè)氫原子從低能級躍遷到高能級，該氫原子()A．汲取光子，汲取光子的能量等于兩能級之差B．汲取光子，能量削減C．放出光子，能量增加D．放出光子，能量削減解析：選A氫原子能級越高對應(yīng)的能量越大，當(dāng)氫原子從較低能級向較高能級躍遷時(shí)汲取光子，能量增加，汲取光子的能量等于兩能級之差，A正確，B、C、D錯誤。6．[多選]光子的放射和汲取過程中()A．原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末兩個(gè)能級的能量差B．原子不能從低能級向高能級躍遷C．原子汲取光子后從低能級向高能級躍遷，放出光子后從較高能級躍遷到較低能級D．原子無論是汲取光子還是放出光子，汲取的光子或是放出的光子的能量都等于始、末兩個(gè)能級的能量差解析：選CD由玻爾理論的躍遷假設(shè)知，原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)不穩(wěn)定，可自發(fā)地向低能級發(fā)生躍遷，以光子的形式釋放能量。光子的汲取是光子放射的逆過程，原子在汲取光子后，會從較低能級向較高能級躍遷，但不管是汲取光子還是輻射光子，光子的能量總等于兩能級的能量差，即hν＝Em－En(m>n)，故C、D選項(xiàng)正確。7．能正確說明黑體輻射試驗(yàn)規(guī)律的是()A．能量是連續(xù)的經(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說明D．牛頓提出的能量微粒說解析：選B依據(jù)黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律，隨著溫度的上升，一方面各種波長的輻射強(qiáng)度都在增加；另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動，只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到較滿足的說明，故B正確。8．[多選]下列說法正確的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子C．光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D．光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，光電效應(yīng)說明光具有粒子性解析：選CD一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動性，光的有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以不能說有的光是波，有的光是粒子，A錯誤；雖然光子和電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場形式存在的物質(zhì)，所以不能說光子和電子是同樣的一種粒子，B錯誤；波長長，簡單發(fā)生干涉、衍射，波動性強(qiáng)，反之，波長短，光子能量大，粒子性強(qiáng)，C正確；干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，光電效應(yīng)說明光具有粒子性，D正確。9．光是一種電磁波，可見光的波長的大致范圍是400～700nm。400nm、700nm電磁輻射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34J·s)解析：依據(jù)公式ν＝eq\f(c,λ)和ε＝hν可知：400nm對應(yīng)的能量子ε1＝heq\f(c,λ1)＝6.63×10－34×eq\f(3.0×108,400×10－9)J≈4.97×10－19J。700nm對應(yīng)的能量子ε2＝heq\f(c,λ2)＝6.63×10－34×eq\f(3.0×108,700×10－9)J≈2.84×10－19J。答案：4.97×10－19J2.84×10－19JB組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．某激光器能放射波長為λ的激光，放射功率為P，c表示光速，h為普朗克常量，則激光器每秒放射的光量子數(shù)為()A．eq\f(λP,hc) B．eq\f(hP,λc)C．eq\f(cPλ,h) D．λPhc解析：選A每個(gè)光量子的能量ε＝hν＝eq\f(hc,λ)，每秒鐘放射的總能量為P，則n＝eq\f(Pt,ε)＝eq\f(λP,hc)。11．[多選]在光電效應(yīng)試驗(yàn)中，用頻率為ν的光照耀光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)。下列說法正確的是()A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消逝C．改用頻率小于ν的光照耀，肯定不發(fā)生光電效應(yīng)D．改用頻率大于ν的光照耀，光電子的最大初動能變大解析：選AD增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)照耀到單位面積上的光子數(shù)增加，光電流增大，A項(xiàng)正確。減小入射光的強(qiáng)度，只是光電流減小，光電效應(yīng)現(xiàn)象是否消逝與光的頻率有關(guān)，而與光的強(qiáng)度無關(guān)，B項(xiàng)錯誤。改用頻率小于ν的光照耀，但只要光的頻率大于極限頻率ν0仍舊可以發(fā)生光電效應(yīng)，C項(xiàng)錯誤。由愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν－W逸＝eq\f(1,2)mv2得：光頻率ν增大，而W逸不變，故光電子的最大初動能變大，D項(xiàng)正確。12．在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其他生物通過養(yǎng)分關(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，它是通過接收熱輻射來發(fā)覺老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫約37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長為λmin。依據(jù)熱輻射理論，λmin與輻射源的肯定溫度T的關(guān)系近似為Tλmin＝2.90×10－3mA．7.8×10－5m B．9.4×10－C．1.16×10－4m D．9.7×10－解析：選B由Tλmin＝2.90×10－3m·K可得，老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長為λmin＝eq\f(2.90×10－3,T)m＝eq\f(2.90×10－3,273＋37)m≈9.4×10－6m，B正確。13．兩束能量相同的色光，都垂直地照耀到物體表面，第一束光在某段時(shí)間內(nèi)打在物體上的光子數(shù)與其次束光在相同時(shí)間內(nèi)打在物體表面上的光子數(shù)之比為4∶5，則這兩束光的光子能量和波長之比為()A．4∶54∶5 B．5∶44∶5C．5∶45∶4 D．4∶55∶4解析：選B由E＝nε知，能量相同時(shí)n與ε成反比，所以光子能量比為5∶4；又依據(jù)ε＝hν＝heq\f(c,λ)，所以波長之比為4∶5，B正確。14．“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，則它會輻射頻率為ν的電磁波，且ν與U成正比，即ν＝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，推理推斷比例系數(shù)k的值可能為()A．eq\f(h,2e) B．eq\f(2e,h)C．2he D．eq\f(1,2he)解析：選B依據(jù)物理單位學(xué)問，表達(dá)式及變形式兩側(cè)單位是一樣的，由本題中涉及的物理量：ν、U、e、h及與其有聯(lián)系的能量表達(dá)式E＝hν，E＝Ue，由上式得h的單位與eq\f(Ue,ν)的單位相同，即h單位可用V·C·s表示，題中ν＝kU，即k＝eq\f(ν,U)，單位可用eq\f(1,V·s)表示，選項(xiàng)B中eq\f(2e,h)單位等效于eq\f(C,V·C·s)＝eq\f(1,V·s)，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯誤。15．在半徑r＝10m的球殼中心有一盞功率為P＝40W的鈉光燈(可視為點(diǎn)光源)，發(fā)出的鈉黃光的波長為λ＝0.59μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s。試求每秒鐘穿過S＝1cm解析：鈉黃光的頻率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,0.59×10－6)Hz≈5.1×1014Hz則一個(gè)光子的能量E0＝hν＝6.63×10－34×5.1×1014J≈3.4×10－19J又鈉光燈在t＝1