内容正文:
13.5能量量子化(知识解读)(原卷版)
•知识点1 热辐射和黑体辐射
•知识点2 能量子
•知识点3 能级
•作业 巩固训练
热辐射和黑体辐射
知识点1
1、热辐射:一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫热辐射。
特点:温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强。随着温度的升高,铁块从发热,再到发光,颜色不断发生变化。
2、黑体辐射
(1)黑体:能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。
(2)黑体不一定是黑的,只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才会是黑的;有些可看成黑体的物体由于有较强的辐射,看起来还会很明亮,如炼钢炉口上的小孔。
(3)黑体实际上是不存在的,只是一种理想模型。
(4)黑体同其他物体一样也在辐射电磁波,黑体的辐射规律最为简单,黑体辐射强度只与温度有关。
(5)黑体辐射的实验规律:随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,如下图所示:
(6)一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点:热辐射不一定需要高温,任何温度都能发生热辐射,只是温度低时辐射弱,温度高时辐射强.在一定温度下,不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同。
热辐射特点
吸收、反射的特点
一般物体
辐射电磁波的情况与温度有关,与材料的种类、表面状况有关
既吸收又反射,其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关
黑体
辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关
完全吸收各种入射电磁波,不反射
【典例1】关于黑体辐射,下列说法正确的是( )
A.黑体吸收了绝大部分电磁波
B.黑体辐射规律除与温度有关之外,还与材料及表面状况有关
C.黑体辐射中温度越高,辐射强度极大值向波长较长的方向移动
D.普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律
【变式1-1】如图是一种工业用的辐射式温度计,是根据黑体辐射规律设计的,通过检测物体辐射强度,推知物体的辐射温度。如果被测物体的温度升高了,关于物体的辐射强度以及辐射强度的极大值移动方向,正确的是( )
A.辐射强度增大,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B.辐射强度增大,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C.辐射强度减小,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D.辐射强度减小,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
【变式1-2】(多选)根据黑体辐射的实验规律,以下判断正确的是( )
A.在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
B.在同一温度下,辐射强度最大的电磁波波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大波长与最小波长之间
C.温度越高,辐射强度的极大值就越大
D.温度越高,辐射强度最大的电磁波的波长越短
【变式1-3】(多选)黑体辐射的实验规律如图所示,由下图可知( )
A.随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加
B.随温度降低,各种波长的辐射强度都有增加
C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
能量子
知识点2
1、普朗克能量子概念
(1)能量子:普朗克认为微观世界中带电粒子的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍,当带电粒子辐射或吸收能量时,也只能以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射,这样的一份最小能量值ε叫作能量子,ε=hν,其中ν为电磁波的频率,h叫作普朗克常量,实验测得h=6.63×10-34 J·s。
(2)能量的量子化:在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫做能量的量子化。量子化的基本特征就是在某一范围内取值是不连续的,而是分立的。
2、爱因斯坦的光子说
(1)光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量子被称为光子。
(2)这说明光在发射和吸收时能量是一份一份的。
(3)频率为ν的光子的能量为ε=hν。
【典例2】(多选)普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中,不具有“量子化”特征的是( )
A.人的个数 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.物体的长度
【变式2-1】现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器,该激光器单光子能量高,能直接打断某种材料的分子键,使之从材料表面脱离。据此判断,打断该材料分子键需要的能量约为(取普朗克常量,真空光速)( )
A. B. C. D.
【变式2-2】对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射,下列说法正确的是( )
A.温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B.黑体不会辐射电磁波
C.爱因斯坦提出的能量子假说,能够很好地解释黑体辐射规律
D.黑体辐射的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍
【变式2-3】(多选)以下说法中正确的是( )
A.麦克斯韦提出了电磁场理论,预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
B.根据麦克斯韦的电磁场理论,只要有变化的电场,就可以形成电磁波
C.普朗克最早提出量子假说,开创了量子理论的新时代
D.量子假说认为,物质辐射(或吸收)的能量只能是某一最小能量单位的整数倍
能级
知识点3
1、原子的能量是量子化的,量子化的能量值叫能级。
2、原子从高能态向低能态跃迁时放出光子,光子的能量等于前后两个能级之差。
3、原子的能级是分立的,放出的光子的能量也是分立的,原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
4、拓展延伸
(1)能级越低,原子越稳定。
(2)除受到高速运动的电子的撞击外,当吸收一定大小的光子的能量(等于跃迁前后的两能级之差)时,原子也能跃迁到高能级。
【典例3】光子的发射和吸收过程是( )
A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B.原子不能从低能级向高能级跃迁
C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到较低能级
D.原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末两个能级的能量差值
【变式3-1】下列说法正确的是( )
A.原子的能量是连续的,原子的能量从某一能量值变为另一能量值,可以连续变化
B.原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C.原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子,且吸收光子的能量等于前后两个能级之差
D.由于能级的存在,原子放出的光子的能量是分立的,所以原子的光谱只有一些分立的亮线
【变式3-2】(多选)关于原子的能级,下列说法正确的是( )
A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于前后两个能级的能量差
B.原子不能从低能级向高能级跃迁
C.原子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级
D.原子放出光子,放出的光子的能量恒等于前后两个能级的能量差
【变式3-3】(多选)原子的能量量子化现象是指( )
A.原子的能量是不可改变的
B.原子的能量与电子的轨道无关
C.原子的能量状态是不连续的
D.原子具有分立的能级
一、单选题
1.下面说法正确的是( )
A.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场
B.黑体辐射电磁波的强度与温度有关
C.爱因斯坦提出了能量子假说
D.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
2.下列说法中正确的是( )
A.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.楞次发现了电流的磁效应,揭示了磁与电的联系
D.普朗克提出量子化理论,认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的
3.关于物理学史,下列说法正确的是( )
A.库仑不仅提出了场的概念,而且直观地描绘了场的清晰图像
B.赫兹通过测量证明在真空中,电磁波具有与光相同的速度
C.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D.爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的
4.关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
B.电磁波是一种客观存在的物质
C.普朗克认为微观粒子的能量是连续的
D.奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象
5.下列说法正确的是( )
A.法拉第发现了电流的磁效应 B.安培提出了分子电流假说
C.爱因斯坦提出了能量子假说 D.赫兹建立了经典电磁场理论
6.太阳不断向外辐射能量,太阳的质量在不断的减小,已知地球所处位置每平方米每秒接收到的太阳能约为,日地间距离约为,设太阳辐射的能量均匀分布在以太阳为球心、日地距离为半径的球面上,则太阳每秒减少的质量约为( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.关于普朗克“能量量子化”的假设,下列说法正确的是( )
A.认为带电微粒辐射或吸收能量时,是一份一份的
B.认为能量值是连续的
C.认为微观粒子的能量是量子化的、连续的
D.认为微观粒子的能量是分立的
8.下列说法正确的是( )
A.黑体虽然不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波
B.同一束光在光密介质中的传播速度较大
C.用红外线照射100元人民币时,能看到人民币上用荧光物质印刷的数字
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
9.2021年7月4日,我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约的中国空间站,标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功.航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的,下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波波长越长,其能量子越小
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约
D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论
三、解答题
10.经测量,人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处,根据电磁辐射的理论得出,物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm = 2.90×10 - 1mK,由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少?(h = 6.63×10 - 34J·s)
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13.5能量量子化(知识解读)(解析版)
•知识点1 热辐射和黑体辐射
•知识点2 能量子
•知识点3 能级
•作业 巩固训练
热辐射和黑体辐射
知识点1
1、热辐射:一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫热辐射。
特点:温度升高时,热辐射中波长较短的成分越来越强。随着温度的升高,铁块从发热,再到发光,颜色不断发生变化。
2、黑体辐射
(1)黑体:能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。
(2)黑体不一定是黑的,只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才会是黑的;有些可看成黑体的物体由于有较强的辐射,看起来还会很明亮,如炼钢炉口上的小孔。
(3)黑体实际上是不存在的,只是一种理想模型。
(4)黑体同其他物体一样也在辐射电磁波,黑体的辐射规律最为简单,黑体辐射强度只与温度有关。
(5)黑体辐射的实验规律:随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,如下图所示:
(6)一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点:热辐射不一定需要高温,任何温度都能发生热辐射,只是温度低时辐射弱,温度高时辐射强.在一定温度下,不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同。
热辐射特点
吸收、反射的特点
一般物体
辐射电磁波的情况与温度有关,与材料的种类、表面状况有关
既吸收又反射,其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关
黑体
辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关
完全吸收各种入射电磁波,不反射
【典例1】关于黑体辐射,下列说法正确的是( )
A.黑体吸收了绝大部分电磁波
B.黑体辐射规律除与温度有关之外,还与材料及表面状况有关
C.黑体辐射中温度越高,辐射强度极大值向波长较长的方向移动
D.普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律
【答案】D
【详解】A.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,选项A错误;
B.根据黑体辐射规律:黑体辐射电磁波的强度,按波长的分布,只与黑体的温度有关,与材料及表面状况无关,故B错误;
C.黑体辐射中温度越高,辐射强度极大值向波长较短的方向移动,选项C错误;
D.普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律,选项D正确。
故选D。
【变式1-1】如图是一种工业用的辐射式温度计,是根据黑体辐射规律设计的,通过检测物体辐射强度,推知物体的辐射温度。如果被测物体的温度升高了,关于物体的辐射强度以及辐射强度的极大值移动方向,正确的是( )
A.辐射强度增大,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B.辐射强度增大,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C.辐射强度减小,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D.辐射强度减小,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
【答案】B
【详解】黑体辐射其特点是随着温度升高,各种波长的辐射强度都有增加,所以各种热辐射的强度都增大,随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
故选B。
【变式1-2】(多选)根据黑体辐射的实验规律,以下判断正确的是( )
A.在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
B.在同一温度下,辐射强度最大的电磁波波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大波长与最小波长之间
C.温度越高,辐射强度的极大值就越大
D.温度越高,辐射强度最大的电磁波的波长越短
【答案】BCD
【详解】AB.在同一温度下,辐射强度最大的电磁波波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大波长与最小波长之间,故A错误,B正确;
C.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,则辐射强度的极大值也就越大,故C正确;
D.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,故D正确。
故选BCD。
【变式1-3】(多选)黑体辐射的实验规律如图所示,由下图可知( )
A.随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加
B.随温度降低,各种波长的辐射强度都有增加
C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
【答案】AC
【详解】从图中可以看出,随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
故选AC。
能量子
知识点2
1、普朗克能量子概念
(1)能量子:普朗克认为微观世界中带电粒子的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍,当带电粒子辐射或吸收能量时,也只能以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射,这样的一份最小能量值ε叫作能量子,ε=hν,其中ν为电磁波的频率,h叫作普朗克常量,实验测得h=6.63×10-34 J·s。
(2)能量的量子化:在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫做能量的量子化。量子化的基本特征就是在某一范围内取值是不连续的,而是分立的。
2、爱因斯坦的光子说
(1)光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量子被称为光子。
(2)这说明光在发射和吸收时能量是一份一份的。
(3)频率为ν的光子的能量为ε=hν。
【典例2】(多选)普朗克在1900年将“能量子”引入物理学,开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中,不具有“量子化”特征的是( )
A.人的个数 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.物体的长度
【答案】BCD
【详解】“量子化”的特征是不连续:人的个数是不连续的,符合;
而物体所受的重力、物体的动能、物体的长度都是连续的,不具有“量子化”特征。
故选BCD。
【变式2-1】现在市场上常用来激光打标的是355nm紫外纳秒固体激光器,该激光器单光子能量高,能直接打断某种材料的分子键,使之从材料表面脱离。据此判断,打断该材料分子键需要的能量约为(取普朗克常量,真空光速)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】打断该材料分子键需要的能量为该激光器单光子能量,则该激光的光子能量为
解得
故选B。
【变式2-2】对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射,下列说法正确的是( )
A.温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B.黑体不会辐射电磁波
C.爱因斯坦提出的能量子假说,能够很好地解释黑体辐射规律
D.黑体辐射的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍
【答案】D
【详解】A.一切物体都会辐射电磁波,绝对零度的物体才可能没有辐射,温度越高,辐射的电磁波越强,故选项A错误;
B.黑体是一种理想化模型,黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射,但是黑体会向外辐射电磁波,故选项B错误;
C.普朗克借助于能量子假说,完美的解释了黑体辐射规律,故选项C错误;
D.普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍,从而很好地解释了黑体辐射的实验现象,故选项D正确。
故选D。
【变式2-3】(多选)以下说法中正确的是( )
A.麦克斯韦提出了电磁场理论,预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
B.根据麦克斯韦的电磁场理论,只要有变化的电场,就可以形成电磁波
C.普朗克最早提出量子假说,开创了量子理论的新时代
D.量子假说认为,物质辐射(或吸收)的能量只能是某一最小能量单位的整数倍
【答案】CD
【详解】A.麦克斯韦提出了电磁场理论,预言了电磁波,赫兹用实验证实了电磁波的存在,A错误;
B.根据麦克斯韦的电磁场理论,均匀变化的电场,不能形成电磁波,B错误;
C.普朗克最早提出量子假说,开创了量子理论的新时代,C正确;
D.量子假说认为,物质辐射(或吸收)的能量只能是某一最小能量单位的整数倍,D正确。
故选CD。
能级
知识点3
1、原子的能量是量子化的,量子化的能量值叫能级。
2、原子从高能态向低能态跃迁时放出光子,光子的能量等于前后两个能级之差。
3、原子的能级是分立的,放出的光子的能量也是分立的,原子的发射光谱只有一些分立的亮线。
4、拓展延伸
(1)能级越低,原子越稳定。
(2)除受到高速运动的电子的撞击外,当吸收一定大小的光子的能量(等于跃迁前后的两能级之差)时,原子也能跃迁到高能级。
【典例3】光子的发射和吸收过程是( )
A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B.原子不能从低能级向高能级跃迁
C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到较低能级
D.原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量可大于始、末两个能级的能量差值
【答案】C
【详解】AB.原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子,放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差。故AB错误;
C.原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子,从高能级自发地向低能级跃迁要放出光子。故C正确;
D.不管是吸收光子还是辐射光子,光子的能量总等于两能级之差。故D错误。
故选C。
【变式3-1】下列说法正确的是( )
A.原子的能量是连续的,原子的能量从某一能量值变为另一能量值,可以连续变化
B.原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C.原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子,且吸收光子的能量等于前后两个能级之差
D.由于能级的存在,原子放出的光子的能量是分立的,所以原子的光谱只有一些分立的亮线
【答案】D
【详解】原子的能量是量子化的,原子从高能级会自发地向低能级跃迁,向外放出光子,光子的能量
hν=E初-E末
由于能级的分立性,放出的光子的能量也是分立的。
故选D。
【变式3-2】(多选)关于原子的能级,下列说法正确的是( )
A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于前后两个能级的能量差
B.原子不能从低能级向高能级跃迁
C.原子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级
D.原子放出光子,放出的光子的能量恒等于前后两个能级的能量差
【答案】CD
【详解】A.原子从基态跃迁到激发态要吸收光子,吸收的光子的能量等于前后两个能级的能量差,故A错误;
B.原子吸收能量后可以从低能级跃迁到高能级,故B错误;
C.原子吸收能量后可以从低能级向高能级跃迁,故C正确;
D.原子放出光子,放出的光子的能量恒等于前后两个能级的能量差值,故D正确。
故选CD。
【变式3-3】(多选)原子的能量量子化现象是指( )
A.原子的能量是不可改变的
B.原子的能量与电子的轨道无关
C.原子的能量状态是不连续的
D.原子具有分立的能级
【答案】CD
【详解】玻尔认为,原子中电子轨道是量子化的,且原子的能量也是量子化,即原子的能量状态是不连续的、具有分立的能级,故选项CD正确。
故选CD。
一、单选题
1.下面说法正确的是( )
A.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场
B.黑体辐射电磁波的强度与温度有关
C.爱因斯坦提出了能量子假说
D.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
【答案】B
【详解】A.根据麦克斯韦电磁电磁场理论,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,而均匀变化的电场会产生稳定的磁场,不均匀变化的电场才会产生变化的磁场,所以变化的电场不一定产生变化的磁场,同理变化的磁场也是如此,故A错误;
B.黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关,温度越高,辐射电磁波的强度越大,故B正确
C.据物理学史可知能量子假说是普朗克提出的,故C错误;
D.验钞机利用其的发出的紫外线照射钞票上隐藏的荧光标记,识别钞票的真伪,故D错误。
故选B。
2.下列说法中正确的是( )
A.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.楞次发现了电流的磁效应,揭示了磁与电的联系
D.普朗克提出量子化理论,认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的
【答案】A
【详解】A.赫兹通过实验捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦电磁场理论的正确性,选项A正确;
B.只有当空间某处的电场或磁场发生周期性变化,才会在其周围产生电磁波,选项B错误;
C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了磁与电的联系,选项C错误;
D.普朗克提出量子化理论,爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的,选项D错误。
故选A。
3.关于物理学史,下列说法正确的是( )
A.库仑不仅提出了场的概念,而且直观地描绘了场的清晰图像
B.赫兹通过测量证明在真空中,电磁波具有与光相同的速度
C.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D.爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的
【答案】B
【详解】A.法拉第不仅提出了场的概念,而且直观地描绘了场的清晰图像,A错误;
B.赫兹通过测量证明在真空中,电磁波具有与光相同的速度,B正确;
C.麦克斯韦提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在,C错误;
D.普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时,是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的,D错误。
故选B。
4.关于电磁波、能量量子化、电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
B.电磁波是一种客观存在的物质
C.普朗克认为微观粒子的能量是连续的
D.奥斯特通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象
【答案】B
【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,证实电磁波存在的人时赫兹,故A错误;
B.电磁波具有能量,是一种物质,赫兹最早通过实验证明了电磁波的存在,故B正确;
C.普朗克首先提出微观粒子的能量是量子化的,不是连续的,故C错误;
D.法拉第通过实验发现了“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象,故D错误。
故选B。
5.下列说法正确的是( )
A.法拉第发现了电流的磁效应 B.安培提出了分子电流假说
C.爱因斯坦提出了能量子假说 D.赫兹建立了经典电磁场理论
【答案】B
【详解】A.法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特发现电流的磁场效应。故A错误;
B.安培提出了分子电流假说,很好的解释了软铁磁化现象,故B正确;
C.普朗克提出了能量子假说,故C错误;
D.麦克斯韦提出了电磁场理论,故D错误。
故选B。
6.太阳不断向外辐射能量,太阳的质量在不断的减小,已知地球所处位置每平方米每秒接收到的太阳能约为,日地间距离约为,设太阳辐射的能量均匀分布在以太阳为球心、日地距离为半径的球面上,则太阳每秒减少的质量约为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由题可知太阳每秒辐射的能量为
根据质能方程
解得太阳每秒减少的质量为
约为;
故选B。
二、多选题
7.关于普朗克“能量量子化”的假设,下列说法正确的是( )
A.认为带电微粒辐射或吸收能量时,是一份一份的
B.认为能量值是连续的
C.认为微观粒子的能量是量子化的、连续的
D.认为微观粒子的能量是分立的
【答案】AD
【详解】普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时,是一份一份的,微观粒子的能量是量子化的,是分立的。
故选AD。
8.下列说法正确的是( )
A.黑体虽然不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波
B.同一束光在光密介质中的传播速度较大
C.用红外线照射100元人民币时,能看到人民币上用荧光物质印刷的数字
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
【答案】AD
【详解】A.黑体能吸收所有的电磁波,但是黑体有温度,会向外辐射电磁波,温度越高辐射电磁波的波长越短,A正确;
B.根据折射率与光速的关系,有
可得,光在光密介质中的传播速度小,B错误;
C.用紫外线照射100元人民币时,能看到人民币上用荧光物质印刷的数字,这是紫外线的荧光效应,C错误;
D.激光具有平行性好,干涉性强的特点,利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离,D正确。
故选AD。
9.2021年7月4日,我们在电视中看到航天员汤洪波走出离地面高约的中国空间站,标志着我国空间站航天员首次出舱活动取得圆满成功.航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站的,下列关于电磁波的说法正确的是( )
A.电磁波波长越长,其能量子越小
B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波
C.汤洪波出舱活动的画面从空间站传到地面接收站最少需要约
D.赫兹通过实验捕捉到电磁波,并证实了麦克斯韦的电磁场理论
【答案】AD
【详解】A.电磁波的能量子为
则电磁波波长越长,其能量子越小,A正确;
B.根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的磁场或电场,其周围不能产生电磁波,B错误;
C.电磁波在真空中或空气中传播的速度,空间站到地球表面的距离,电磁波从空间站传播到地面的时间为
C错误;
D.麦克斯韦预言了电磁场理论,1886年,赫兹通过实验捕捉到电磁波,从而证实了麦克斯韦的电磁场理论,D正确;
故选AD。
三、解答题
10.经测量,人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处,根据电磁辐射的理论得出,物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm = 2.90×10 - 1mK,由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少?(h = 6.63×10 - 34J·s)
【答案】36℃,2.12×10 - 22J
【详解】人体表面的温度为
T ==K ≈ 309K≈36℃
人体辐射的能量子的值为
ε = h= 6.63×10 - 34×J = 2.12×10 - 22J
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