2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步第5節(jié)能量量子化練習(xí)含解析新人教版必修3

PAGE2-第5節(jié)能量量子化eq\f(合格考訓(xùn)練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共6小題，每題8分，共48分)1．以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的(A)A．物體的帶電荷量 B．物體的質(zhì)量C．汽車的速度 D．課桌的高度解析：所謂“量子化”應(yīng)當(dāng)是不連續(xù)的，是一份一份的，故選A。2．紅外線熱像儀可以監(jiān)測(cè)人的體溫，當(dāng)被測(cè)者從儀器前走過(guò)時(shí)，便可知道被測(cè)者的體溫是多少，關(guān)于紅外線熱像儀測(cè)體溫的原理，下列說(shuō)法正確的是(C)A．人的體溫會(huì)影響四周空氣溫度，儀器通過(guò)測(cè)量空氣溫度便可知道人的體溫B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射狀況與被測(cè)者的體溫有關(guān)C．被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布狀況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)，且較短波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度大D．被測(cè)者會(huì)輻射紅外線，所輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布狀況與溫度有關(guān)，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)，且較長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度大解析：依據(jù)熱輻射規(guī)律可知，隨著溫度的上升，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加；隨著溫度的上升，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。人的體溫的凹凸，干脆確定了這個(gè)人輻射的紅外線的頻率和強(qiáng)度，通過(guò)監(jiān)測(cè)被測(cè)者輻射的紅外線的狀況就可知道這個(gè)人的體溫，選項(xiàng)C正確。3．關(guān)于對(duì)黑體的相識(shí)，下列說(shuō)法正確的是(C)A．黑體只汲取電磁波，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．假如在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和汲取，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，不肯定是黑的，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)，B錯(cuò)誤，C正確；小孔只汲取電磁波，不反射電磁波，因此小孔成了一個(gè)黑體，而不是空腔，D錯(cuò)誤。4．(2024·北京101中學(xué)高二下學(xué)期期末)2024年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm(1nm＝10－9m)旁邊連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的探討中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此推斷，能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×10A．10－21J B．10－18JC．10－15J D．10－12J解析：一個(gè)處于極紫外波段的光子的能量約為E＝eq\f(hc,λ)≈2×10－18J，由題意可知，光子的能量應(yīng)比電離一個(gè)分子的能量稍大，因此數(shù)量級(jí)應(yīng)相同，故選B。5．在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其他生物通過(guò)養(yǎng)分關(guān)系構(gòu)成食物鏈，在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮重要的作用。蛇是老鼠的天敵，它是通過(guò)接收熱輻射來(lái)發(fā)覺(jué)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(zhǎng)為λm。依據(jù)熱輻射理論，λm與輻射源的肯定溫度T的關(guān)系近似為Tλm＝2.90×10－3m(1)老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為(B)A．7.8×10－5m B．9.4×10－C．1.16×10－4m D．9.7×10－(2)老鼠發(fā)生的最強(qiáng)的熱輻射屬于(C)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＝310K由題設(shè)條件λm與T的近似關(guān)系式：λmT＝2.90×10－3m·K得λm＝eq\f(2.90×10－3,T)＝eq\f(2.90×10－3,310)m≈9.4×10－6m，B正確。(2)依據(jù)老鼠的體溫不高，不能輻射可見(jiàn)光進(jìn)行推斷，同時(shí)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)一個(gè)會(huì)發(fā)“光”的老鼠，且紫外和X射線的能量太大，故選C。6．(多選)關(guān)于對(duì)普朗克能量子假說(shuō)的相識(shí)，下列說(shuō)法正確的是(BC)A．振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或汲取的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍C．能量子與電磁波的頻率成正比D．這一假說(shuō)與現(xiàn)實(shí)世界相沖突，因而是錯(cuò)誤的解析：普朗克能量子假說(shuō)認(rèn)為，能量存在某一個(gè)最小值，帶電微粒輻射或汲取的能量只能是這個(gè)最小能量值的整數(shù)倍，故A錯(cuò)誤，B正確；能量子與電磁波的頻率成正比，故C正確；能量子假說(shuō)反映的是微觀世界的特征，不同于宏觀世界，并不是與現(xiàn)實(shí)世界相沖突，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題7．(12分)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(zhǎng)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(guò)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＝1s內(nèi)發(fā)出光能E＝pt＝40×1J＝40J那么在t＝1s內(nèi)穿過(guò)S＝1cm2球殼面積的光能量E1＝eq\f(SE,4πr2)