2025新課改-高中物理-必修第3冊(cè)（20講）20 B能量量子化 中檔版

2025新課改-高中物理-必修第3冊(cè)（20講）20B能量量子化中檔版能量量子化知識(shí)點(diǎn)：能量量子化一、熱輻射1．概念：一切物體都在輻射電磁波，且輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射．2．特點(diǎn)：溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來越強(qiáng)．3．黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射．二、能量子1．概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)最小的能量值ε叫能量子．2．大?。害牛絟ν，其中h＝6.63×10－34J·s.3．愛因斯坦光子說：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成，能量大小為hν，光的能量子稱作光子．三、能級(jí)原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能級(jí)．原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差.技巧點(diǎn)撥一、熱輻射能量子1．普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克認(rèn)為微觀世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶電粒子輻射或吸收能量時(shí)，也只能以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射，這樣的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中h叫作普朗克常量，實(shí)驗(yàn)測(cè)得h＝6.63×10－34J·s，ν為電磁波的頻率．(2)能量的量子化：在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化．量子化的基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的，即相鄰兩個(gè)值之間有一定距離．2．愛因斯坦的光子說光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱為光量子，簡(jiǎn)稱光子．頻率為ν的光子的能量為ε＝hν.二、能級(jí)1．原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能級(jí)．2．原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差．3．放出的光子的能量是分立的，所以原子的發(fā)射光譜是一些分立的亮線．例題精練1．（2020?海淀區(qū)模擬）太陽(yáng)輻射到地球表面的功率約為1400W/m2．其中包含了各種波長(zhǎng)的紅外線、可見光、紫外線等，以可見光部分最強(qiáng)。作為一種簡(jiǎn)化，我們認(rèn)為太陽(yáng)光全部是平均波長(zhǎng)600nm（1nm＝10﹣9m）的黃綠光，每秒至少有5個(gè)這樣的光子進(jìn)入人眼才能引起視覺，人眼睛的瞳孔約為10mm2，則人眼能看到最遠(yuǎn)的與太陽(yáng)相同的恒星與地球距離為多少倍的日地距離：（已知普朗克常數(shù)h＝6.63×10﹣34J?s）（）A．9×104 B．9×107 C．9×1010 D．9×1014隨堂練習(xí)1．（2021春?上饒縣月考）兩束能量相同的色光，都垂直地照射到物體表面，第一束光在某段時(shí)間內(nèi)打在物體上的光子數(shù)與第二束光在相同時(shí)間內(nèi)打到物體表面的光子數(shù)之比為5：4，則這兩束光的光子能量和波長(zhǎng)之比分別為（）A．4：54：5 B．5：44：5 C．5：45：4 D．4：55：4綜合練習(xí)一．選擇題（共20小題）1．（2020?石景山區(qū)一模）普朗克在1900年將“能量子”引入物理學(xué)，開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。在下列宏觀概念中，具有“量子化”特征的是（）A．人的個(gè)數(shù) B．物體所受的重力 C．物體的動(dòng)能 D．物體的長(zhǎng)度2．（2021春?宜昌校級(jí)期中）下列宏觀概念中，是量子化的有（）A．物體的質(zhì)量 B．彈簧振子的能量 C．汽車的個(gè)數(shù) D．衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道3．（2021春?金牛區(qū)校級(jí)月考）下列說法中不正確的是（）A．普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子 B．由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要輻射一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大 C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一 D．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ek越大，則這種金屬的逸出功W0越小4．（2020?開封三模）下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是（）A． B． C． D．5．（2021春?武威校級(jí)期末）黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知（）A．隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加 B．輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)和溫度沒有關(guān)系 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)較短的方向移動(dòng)6．（2021春?湖州期末）如果下列四種粒子具有相同的速率，則德布羅意波長(zhǎng)最大的是（）A．電子 B．中子 C．質(zhì)子 D．α粒子7．（2021春?右玉縣校級(jí)月考）普朗克在1900年將“能量子”引入物理學(xué)，開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元．人們?cè)诮忉屜铝心慕M實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，都利用了“量子化”的觀點(diǎn)（）A．光電效應(yīng)現(xiàn)象氫原子光譜實(shí)驗(yàn) B．光電效應(yīng)現(xiàn)象α粒子散射實(shí)驗(yàn) C．光的折射現(xiàn)象氫原子光譜實(shí)驗(yàn) D．光的折射現(xiàn)象α粒子散射實(shí)驗(yàn)8．下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．為了克服經(jīng)典物理學(xué)對(duì)黑體輻射現(xiàn)象解釋的困難，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了能量的量子化假說，解決了黑體輻射的理論困難，揭開了物理學(xué)嶄新的一頁(yè) B．普朗克還提出了光量子理論，即光在傳播過程中，能量是不連續(xù)的，它是數(shù)值分立的能量組成的 C．物質(zhì)波理論揭示了物質(zhì)（包括光和電子）的統(tǒng)一性 D．量子論認(rèn)為原子處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)9．（2021春?寶雞期末）以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．物體的質(zhì)量 B．物體的帶電荷量 C．物體的動(dòng)量 D．物體的溫度10．（2021春?諸暨市校級(jí)期中）以下物理量中，誰(shuí)屬于“量子化”？（）A．溫度計(jì)測(cè)量的溫度 B．天平測(cè)量的質(zhì)量 C．人所感受到的時(shí)間 D．油滴所帶電荷量11．（2021?浙江）2020年12月我國(guó)科學(xué)家在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺(tái)76個(gè)光子100個(gè)模式的量子計(jì)算機(jī)“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”快一百萬(wàn)億倍。關(guān)于量子，下列說法正確的是（）A．是計(jì)算機(jī)運(yùn)算的一種程序 B．表示運(yùn)算速度的一個(gè)單位 C．表示微觀世界的不連續(xù)性觀念 D．類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子12．（2021春?撫順期末）如圖為黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系圖象，從圖象可以看出，隨著溫度的升高，則（）A．各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有減少 B．只有波長(zhǎng)短的輻射強(qiáng)度增加 C．輻射電磁波的波長(zhǎng)先增大后減小 D．輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)13．（2020?海淀區(qū)模擬）首次提出“微觀粒子的能量是量子化的”這一觀念，與下列物理常量相關(guān)的是（）A．引力常量G B．普朗克常量h C．靜電力常量k D．阿伏加德羅常數(shù)NA14．（2020?葫蘆島一模）普朗克在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了量子理論，下列關(guān)于描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體符合實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是（）A． B． C． D．15．（2021春?沙坪壩區(qū)校級(jí)期中）以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．物體的長(zhǎng)度 B．人的個(gè)數(shù) C．物體的動(dòng)能 D．物體所受的重力16．（2021春?永昌縣校級(jí)期中）下列各種說法中錯(cuò)誤的是（）A．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說 B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾恼丈鋾r(shí)間太短 C．在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，狹縫越窄，光子動(dòng)量的不確定量越大 D．任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體都與一種波相對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波，物質(zhì)波是概率波17．（2021春?昌平區(qū)期末）以下宏觀概念中，屬于“量子化”的是（）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)18．（2021春?商丘期中）以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．學(xué)生的個(gè)數(shù) B．物體的質(zhì)量 C．物體的動(dòng)量 D．木棒的長(zhǎng)度19．（2020秋?高安市校級(jí)期末）以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．物體的帶電荷量 B．物體的質(zhì)量 C．物體的動(dòng)量 D．學(xué)生的溫度20．（2021春?涇陽(yáng)縣期中）對(duì)黑體輻射電磁波的波長(zhǎng)分布有影響的是（）A．溫度 B．材料 C．表面狀況 D．質(zhì)量能量量子化知識(shí)點(diǎn)：能量量子化一、熱輻射1．概念：一切物體都在輻射電磁波，且輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射．2．特點(diǎn)：溫度升高時(shí)，熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來越強(qiáng)．3．黑體：能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射．二、能量子1．概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)最小的能量值ε叫能量子．2．大?。害牛絟ν，其中h＝6.63×10－34J·s.3．愛因斯坦光子說：光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成，能量大小為hν，光的能量子稱作光子．三、能級(jí)原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能級(jí)．原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差.技巧點(diǎn)撥一、熱輻射能量子1．普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克認(rèn)為微觀世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的，只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，當(dāng)帶電粒子輻射或吸收能量時(shí)，也只能以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射，這樣的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中h叫作普朗克常量，實(shí)驗(yàn)測(cè)得h＝6.63×10－34J·s，ν為電磁波的頻率．(2)能量的量子化：在微觀世界中能量不能連續(xù)變化，只能取分立值，這種現(xiàn)象叫作能量的量子化．量子化的基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的，即相鄰兩個(gè)值之間有一定距離．2．愛因斯坦的光子說光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱為光量子，簡(jiǎn)稱光子．頻率為ν的光子的能量為ε＝hν.二、能級(jí)1．原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能級(jí)．2．原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差．3．放出的光子的能量是分立的，所以原子的發(fā)射光譜是一些分立的亮線．例題精練1．（2020?湘潭模擬）下列說法正確的是（）A．普朗克首先把能量子引入了物理學(xué)，打破了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念 B．用同一回旋加速器分別加速兩種同位素，交流電源的頻率相同 C．在α、β、γ三種射線中，γ射線的電離能力最強(qiáng) D．兩碰碰車碰撞過程中，它們所受撞擊力的沖量相同隨堂練習(xí)1．（2020?新洲區(qū)校級(jí)一模）以下說法不正確的是（）A．電子束通過鋁箔形成的衍射圖樣證實(shí)了實(shí)物粒子的波動(dòng)性 B．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) C．放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān) D．一個(gè)處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可產(chǎn)生6種不同頻率的光子綜合練習(xí)一．選擇題（共12小題）1．（2021春?沙坪壩區(qū)校級(jí)期中）以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．物體的長(zhǎng)度 B．人的個(gè)數(shù) C．物體的動(dòng)能 D．物體所受的重力2．（2020?葫蘆島一模）普朗克在研究黑體輻射的基礎(chǔ)上，提出了量子理論，下列關(guān)于描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體符合實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是（）A． B． C． D．3．（2020?海淀區(qū)模擬）首次提出“微觀粒子的能量是量子化的”這一觀念，與下列物理常量相關(guān)的是（）A．引力常量G B．普朗克常量h C．靜電力常量k D．阿伏加德羅常數(shù)NA4．（2021春?撫順期末）如圖為黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系圖象，從圖象可以看出，隨著溫度的升高，則（）A．各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有減少 B．只有波長(zhǎng)短的輻射強(qiáng)度增加 C．輻射電磁波的波長(zhǎng)先增大后減小 D．輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)5．（2021春?商丘期中）以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．學(xué)生的個(gè)數(shù) B．物體的質(zhì)量 C．物體的動(dòng)量 D．木棒的長(zhǎng)度6．（2020秋?高安市校級(jí)期末）以下宏觀概念中，哪些是“量子化”的（）A．物體的帶電荷量 B．物體的質(zhì)量 C．物體的動(dòng)量 D．學(xué)生的溫度7．（2021春?涇陽(yáng)縣期中）對(duì)黑體輻射電磁波的波長(zhǎng)分布有影響的是（）A．溫度 B．材料 C．表面狀況 D．質(zhì)量8．（2021春?河北期末）下列宏觀概念中，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)9．（2021春?撫州期末）下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是（）A． B． C． D．10．（2021春?芮城縣校級(jí)期末）下列宏觀概念是“量子化”的是（）A．物體的質(zhì)量 B．木棒的長(zhǎng)度 C．花生米的粒數(shù) D．物體的動(dòng)能11．（2021春?金牛區(qū)校級(jí)月考）下列說法中不正確的是（）A．普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子 B．由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要輻射一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大 C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，這是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)之一 D．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能Ek越大，則這種金屬的逸出功W0越小12．（2021春?宜昌校級(jí)期中）下列宏觀概念中，是量子化的有（）A．物體的質(zhì)量 B．彈簧振子的能量 C．汽車的個(gè)數(shù) D．衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道二．多選題（共1小題）13．（2020?山西一模）我國(guó)利用“墨子號(hào)”量子通信衛(wèi)星在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了高速星地量子通信，初步構(gòu)成量子通信網(wǎng)絡(luò)。關(guān)于量子理論，下列說法正確的是（）A．量子論是普朗克首先提出的，光量子理論則是愛因斯坦首先提出的 B．光的強(qiáng)度越大，則光子的能量也就越大 C．三種放射線α、β、γ，基本質(zhì)上都是高能光子 D．大量氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，只能發(fā)射某些特定頻率的光子三．填空題（共6小題）14．（2020?江蘇二模）我國(guó)自行研制的一種大型激光器，能發(fā)出頻率為ν、功率為P的高純度和高亮度激光，當(dāng)該激光垂直照射到某純黑物體表面時(shí)能被完全吸收。已知真空中光速為c，普朗克恒量為h，則該激光發(fā)出的光子的動(dòng)量為，純黑物體受到該激光的壓力為。15．（2021春?西秀區(qū)校級(jí)期末）提出量子假說，認(rèn)為物質(zhì)輻射或吸收能量是一份一份不連續(xù)的，每一份能量ε＝；在量子假說的基礎(chǔ)上提出光子說。16．（2021春?海安縣校級(jí)期末）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”