1. 量子论初步（分层作业）物理教科版选择性必修第三册

第6.1课 量子论初步 ID： 一、单选题 1．甲、乙两种光子的能量之比为，则甲、乙两种光子的（　　） A．动量之比为 B．频率之比为 C．波速之比为 D．波长之比为 2．A、B两种光子的能量之比为3:1，下列关于两种光子的说法正确的是（　　） A．A和B频率之比为3:1，波长之比为3:1 B．A和B频率之比为1:3，波长之比为3:1 C．A和B频率之比为3:1，动量之比为3:1 D．A和B频率之比为1:3，动量之比为3:1 3．黑体辐射的相关研究是量子理论的开端，下面有关黑体辐射的论述正确的是（　　） A．能够完全反射所有入射的各种波长的电磁波的物体称为绝对黑体，简称黑体 B．维恩给出的辐射强度关于波长分布的理论公式中，在长波区符合良好而在短波区与实验偏离较大；瑞利的公式则恰好相反，甚至出现了“紫外灾难” C．普朗克在爱因斯坦的光量子理论的基础上，提出了使用能量子观点来解决黑体辐射问题，并最终给出了与实验完美吻合的黑体辐射公式 D．黑体辐射最终导致了量子力学的建立。在量子力学的观点里，能量、动量等物理量都不再是连续的，而是分立的 4．为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家定义了一种理想物体——黑体，以此作为热辐射研究的标准物体。关于黑体和黑体辐射理论，下列说法正确的是（　　） A．爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论和光子说 B．黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的 C．一般物体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关 D．黑色的物体简称黑体，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 5．普通物体辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，具有一定的分布规律，这种分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。黑体辐射实验规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关 B．当温度降低时，各种波长的电磁波辐射强度均有所增加 C．当温度升高时，辐射强度峰值向波长较大的方向移动 D．黑体不能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波 二、多选题 6．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（　　） A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C．电磁波的能量子与电磁波在真空中的波长成反比 D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 7．下列说法正确的是（　　） A．黑体都是黑色的 B．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关 C．普朗克的能量子假设认为能量只能是某一最小能量值的整数倍 D．能量的耗散表明，能源在利用过程中能量在数量上减少了 8．下列说法正确的有（　　） A．图1可以看出随着温度的升高黑体辐射的强度的极大值向波长较长的方向移动 B．图2电子的干涉图像说明物质波是一种概率波 C．图3链式反应的示意图，铀块的体积足够大反应才能一代一代继续下去 D．图4核电反应堆示意图，控制棒插入深一些，让它吸收更多中子，反应速率会慢一些 三、解答题 9．某广播电台的发射功率为25kW，发射的是在空气中波长为187.5m的电磁波，则：（普朗克常量，光速） （1）该电台每秒从天线发射多少个能量子？ （2）若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的，求在离天线2.5km处，直径为2m的球状天线每秒接收的能量子数以及接收功率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第6.1课 量子论初步 ID： 一、单选题 1．甲、乙两种光子的能量之比为，则甲、乙两种光子的（　　） A．动量之比为 B．频率之比为 C．波速之比为 D．波长之比为 【答案】A 【详解】B．由光子的能量可得，故B错误； C．甲、乙两种光子的波速均为光速，故得，故C错误； D．由光子的速度可得，故D错误； A．由光子的动量可得，故A正确； 故选A。 2．A、B两种光子的能量之比为3:1，下列关于两种光子的说法正确的是（　　） A．A和B频率之比为3:1，波长之比为3:1 B．A和B频率之比为1:3，波长之比为3:1 C．A和B频率之比为3:1，动量之比为3:1 D．A和B频率之比为1:3，动量之比为3:1 【答案】C 【详解】AB．根据 可得A、B光子的频率之比为，波长之比为，故AB错误； CD．根据 可得A、B光子的动量大小之比为，故C正确，D错误。 故选C。 3．黑体辐射的相关研究是量子理论的开端，下面有关黑体辐射的论述正确的是（　　） A．能够完全反射所有入射的各种波长的电磁波的物体称为绝对黑体，简称黑体 B．维恩给出的辐射强度关于波长分布的理论公式中，在长波区符合良好而在短波区与实验偏离较大；瑞利的公式则恰好相反，甚至出现了“紫外灾难” C．普朗克在爱因斯坦的光量子理论的基础上，提出了使用能量子观点来解决黑体辐射问题，并最终给出了与实验完美吻合的黑体辐射公式 D．黑体辐射最终导致了量子力学的建立。在量子力学的观点里，能量、动量等物理量都不再是连续的，而是分立的 【答案】D 【详解】A．绝对黑体是指能够完全吸收所有入射的各种波长的电磁波而不反射的物体，故A错误； B．维恩的理论公式在短波区与实验符合而在长波区偏离大，而瑞利的公式恰好相反（可以直接根据“紫外灾难”判断瑞利的公式应在短波区偏移大），故B错误； CD．普朗克是从实验数据以及数学差值等方法得到的黑体辐射公式，爱因斯坦的光量子理论是以普朗克的能量子假设为基础的，故C错误，D正确。 故选D。 4．为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家定义了一种理想物体——黑体，以此作为热辐射研究的标准物体。关于黑体和黑体辐射理论，下列说法正确的是（　　） A．爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论和光子说 B．黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的 C．一般物体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关 D．黑色的物体简称黑体，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 【答案】B 【详解】A．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，A错误； B．黑体的热辐射实际上是电磁辐射，是以光子的形式辐射的，B正确； C．一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度，物体的材料有关，而黑体辐射电磁波的情况只与物体的温度有关，C错误； D．黑体能吸收一切光，不是黑色的物体，黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D错误。 故选B。 5．普通物体辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，具有一定的分布规律，这种分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。黑体辐射实验规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关 B．当温度降低时，各种波长的电磁波辐射强度均有所增加 C．当温度升高时，辐射强度峰值向波长较大的方向移动 D．黑体不能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波 【答案】A 【详解】A．由黑体辐射的实验规律可知，黑体辐射强度按波长的分布只跟黑体温度有关，与黑体材料无关，故A正确； B．根据黑体辐射的实验规律可知，温度降低时，各种波长的光波辐射强度均有所减少，故B错误； C．当温度升高时，辐射强度峰值向波长较短的方向移动，故C错误； D．黑体能够完全吸收照射到它上面的所有电磁波，故D错误。 故选A。 二、多选题 6．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是（　　） A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C．电磁波的能量子与电磁波在真空中的波长成反比 D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 【答案】BC 【详解】AB．由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，故A错误，B正确； C．最小能量值ε=hν，又电磁波在真空中 故有 电磁波的能量子与电磁波在真空中的波长成反比，故C正确； D．能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误。 故选BC。 7．下列说法正确的是（　　） A．黑体都是黑色的 B．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关 C．普朗克的能量子假设认为能量只能是某一最小能量值的整数倍 D．能量的耗散表明，能源在利用过程中能量在数量上减少了 【答案】BC 【详解】A．黑体自身辐射电磁波，但不一定是黑色的，故A错误； B．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关，选项B正确； C．普朗克的能量子假设认为能量只能是某一最小能量值的整数倍，选项C正确； D．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的品质上降低了，故D错误。 故选BC。 8．下列说法正确的有（　　） A．图1可以看出随着温度的升高黑体辐射的强度的极大值向波长较长的方向移动 B．图2电子的干涉图像说明物质波是一种概率波 C．图3链式反应的示意图，铀块的体积足够大反应才能一代一代继续下去 D．图4核电反应堆示意图，控制棒插入深一些，让它吸收更多中子，反应速率会慢一些 【答案】BCD 【详解】A．图1可以看出随着温度的升高黑体辐射的强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误； B．物质波也就是德布罗意波，指粒子在空间中某点某时刻可能出现的几率符合一定的概率函数规律，图2电子的干涉图像说明物质波是一种概率波，故B正确； C．重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去，这就是链式反应。能够发生链式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积。图3链式反应的示意图，铀块的体积足够大反应才能一代一代继续下去，故C正确； D．根据核反应堆，控制棒的作用可知，图4核电反应堆示意图，控制棒插入深一些，让它吸收更多中子，中子数减少，反应速率会慢一些，故D正确； 故选BCD。 三、解答题 9．某广播电台的发射功率为25kW，发射的是在空气中波长为187.5m的电磁波，则：（普朗克常量，光速） （1）该电台每秒从天线发射多少个能量子？ （2）若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的，求在离天线2.5km处，直径为2m的球状天线每秒接收的能量子数以及接收功率。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）每份能量子的能量为 电台每秒发射的能量子数为 解得 （2）以电台天线为球心，半径为的球面积为 直径为2m的球状天线接收能量子的有效面积为 设球状天线每秒接收的能量子数为，则有 球状天线每秒接收的能量子的接收功率为 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$