13.5能量量子化（分层作业）物理人教版2019必修第三册

13.5能量量子化 目录 【A夯基础】 1 一.热辐射 1 二.能量子 3 【B提能力】 4 【C链高考】 7 一.热辐射 1．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（  ） A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，所以看起来是黑色的 C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加 D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 2．下列说法正确的是（    ） A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体看上去一定是黑的 C．在黑体辐射的实验规律图中，一定温度下，黑体辐射强度有一个极大值 D．在黑体辐射的实验规律图中，温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动 3．关于热辐射，下列说法中正确的是(　　 ) A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的 C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值 D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动 4．如图是物理兴趣小组的同学在某资料上发现的一幅物理图像，该图像未标明坐标轴代表的物理量。于是同学们对该图像进行了讨论，正确的意见是（　　）    A．该图像可能是某种气体在不同温度时的分子速率分布图像，且图线Ⅱ对应的温度较高 B．该图像可能是黑体在不同温度时的辐射强度随波长变化的图像，且图线Ⅰ对应的温度较高 C．该图像可能是某振动系统在不同驱动力作用下受迫振动的振幅随频率变化的图像，且图线Ⅱ对应的驱动力频率较大 D．该图像可能是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像。且图线Ⅰ对应的电源内阻较大 二.能量子 5．2022年5月5日，我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星，实现了地球上1200公里间的量子态远程传输，这次实验的成功，意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步。下列关于量子化的说法正确的是（    ） A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B．物体的长度是量子化的 C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的 D．能量子与电磁波的频率成反比 6．有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（　　） A．能量量子化的观点是普朗克首先提出的 B．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比 C．一群处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出6种频率的光子 D．射线、射线、射线都是波长极短的电磁波 7．1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 8.某激光器能发射波长为的激光，发射功率为，表示光速，为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为  (    ) A. B. C. D. 9.某氦氖激光器的发光功率为，能发射波长为的单色光，则取普朗克常量，真空中光速 A. 一个光子的能量为 B. 一个光子的能量为 C. 每秒发射的光子数为个 D. 每秒发射的光子数为个 10.年月日第届国际计量大会通过“修订国际单位制”的决议，正式更新质量单位“千克”等四项物理量的基本计量单位。“千克”由量子力学中普朗克常数为基准进行了重新定义。请用你学过的知识判断下列质量表达式其中、为无单位常数，为频率，为普朗克常量，为重力加速度，为速度可能正确的是(    ) A. B. C. D. 11.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为的绿光时，只要每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为，光速为，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是  (    ) A. B. C. D. 12.某光源放出波长在之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为，则它每秒钟发射的光子数可能是普朗克常量(    ) A. B. C. D. 13.纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面。将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官。糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，的患者都可以避免失明的严重后果。一台功率为的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，其中：，，求： 每次“点焊”视网膜的时间； 在这段时间内发出的激光光子的数量。 14.小灯泡的功率，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长，求在距离处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为的球面上的光子数是多少？，结果保留三位有效数字 15.以下说法中正确的是(    ) A. 一切物体都在进行着热辐射 B. 只有高温物体才进行热辐射 C. 严冬季节里物体不发生热辐射 D. 以上说法都有可能 16.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为的绿光时，只要每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为，光速为，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是  (    ) A. B. C. D. 17.第届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于年月日正式“退役”。的数值为，根据能量子定义，的单位是          ，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为          。 第 1 页 共 21 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.5能量量子化 目录 【A夯基础】 1 一.热辐射 1 二.能量子 3 【B提能力】 4 【C链高考】 7 一.热辐射 1．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（  ） A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，所以看起来是黑色的 C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加 D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 【答案】C 【详解】A．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，也与材料的种类及表面情况有关，A错误； B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，看不见的，B错误； C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加，C正确； D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D错误。 故选C。 2．下列说法正确的是（    ） A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体看上去一定是黑的 C．在黑体辐射的实验规律图中，一定温度下，黑体辐射强度有一个极大值 D．在黑体辐射的实验规律图中，温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动 【答案】C 【详解】A．一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状况等因素有关，故A错误； B．黑体可以完全吸收电磁波而不发生反射，同时自身可以有较强的辐射，所以看上去不一定是黑的，故B错误； C．根据黑体辐射实验规律可得，一定温度下黑体辐射强度有一个极大值，故C正确； D．根据黑体辐射实验规律可知，黑体热辐射强度的极大值随温度的升高向波长较小的方向移动，故D错误。 故选C。 3．关于热辐射，下列说法中正确的是(　　 ) A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的 C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值 D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动 【答案】C 【详解】A、辐射强度按照波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性,故A错误. B、黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，但不是所黑体一定是黑的，故B错误； C、根据黑体辐射规律可以知道一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值，故C正确； D、温度升高时,黑体辐射强度的极大值向波长减小的方向移动，故D错误； 故选C 4．如图是物理兴趣小组的同学在某资料上发现的一幅物理图像，该图像未标明坐标轴代表的物理量。于是同学们对该图像进行了讨论，正确的意见是（　　）    A．该图像可能是某种气体在不同温度时的分子速率分布图像，且图线Ⅱ对应的温度较高 B．该图像可能是黑体在不同温度时的辐射强度随波长变化的图像，且图线Ⅰ对应的温度较高 C．该图像可能是某振动系统在不同驱动力作用下受迫振动的振幅随频率变化的图像，且图线Ⅱ对应的驱动力频率较大 D．该图像可能是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像。且图线Ⅰ对应的电源内阻较大 【答案】A 【详解】A．如图所示的可能是某种气体在不同温度时的分子速率分布图像，且图线Ⅱ对应的温度较高，故A正确； B．温度升高时，黑体辐射各种波长的辐射强度都增加，不同温度对应的曲线不相交，B错误； C．同一振动系统在不同驱动力作用下的共振曲线峰值对应的频率相同，且不会经过坐标原点，故C错误； D．当负载电阻等于电源内阻时电源的输出功率最大，如果图像是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像，则图线Ⅱ对应的电源内阻较大，故D错误。 故选A。 二.能量子 5．2022年5月5日，我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星，实现了地球上1200公里间的量子态远程传输，这次实验的成功，意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步。下列关于量子化的说法正确的是（    ） A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B．物体的长度是量子化的 C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的 D．能量子与电磁波的频率成反比 【答案】C 【详解】A．普朗克首先提出了“能量子”的概念，A错误；     B．物体的长度是连续的，B错误； C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的，是元电荷的整数倍，C正确； D．根据 ，能量子与电磁波的频率成正比，D错误。 故选C。 6．有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（　　） A．能量量子化的观点是普朗克首先提出的 B．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比 C．一群处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出6种频率的光子 D．射线、射线、射线都是波长极短的电磁波 【答案】AC 【详解】A．普朗克最早提出能量量子化的观点，故A正确； B．由光电效应方程及遏止电压关系可得 联立可得 即遏止电压随着入射光的频率增大而增大，但不成正比，故B错误； C．一群处于 n=4 激发态的氢原子向基态跃迁时，最多辐射出的光子种类为 故C正确； D．α 射线为氦核流，β 射线为电子流，γ 射线为电磁波，故D错误。 故选AC。 7．1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（　　） A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 【答案】ABC 【详解】能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 8.某激光器能发射波长为的激光，发射功率为，表示光速，为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为  (    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】每个光量子的能量，每秒钟发射的总能量为，则，故A正确，、、D错误。 9.某氦氖激光器的发光功率为，能发射波长为的单色光，则取普朗克常量，真空中光速 A. 一个光子的能量为 B. 一个光子的能量为 C. 每秒发射的光子数为个 D. 每秒发射的光子数为个 【答案】A  【解析】一个光子的能量为，每秒发射的光子数为，故选A。 10.年月日第届国际计量大会通过“修订国际单位制”的决议，正式更新质量单位“千克”等四项物理量的基本计量单位。“千克”由量子力学中普朗克常数为基准进行了重新定义。请用你学过的知识判断下列质量表达式其中、为无单位常数，为频率，为普朗克常量，为重力加速度，为速度可能正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】【分析】 将频率、普朗克常量、重力加速度、速度的单位代入公式进行分析解答。熟练各物理量的单位是解题的关键。 【解答】 的单位是即，的单位是，的单位是，的单位为，动能的单位是，、为无单位常数，代入各式可得： A、等式右边的单位是，由动能表达式，知能得到，左边和右边单位相同。故A正确。 B、等式右边的单位是，与的单位不同，故B错误。 C、等式右边的单位是，与的单位不同，故C错误。 D、等式右边的单位是，与的单位不同，故D错误。 故选A。 11.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为的绿光时，只要每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为，光速为，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是  (    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】因每秒有个绿光的光子射入瞳孔眼睛就能察觉，所以察觉到绿光所接收到的最小功率，式中，，又，可解得 。 12.某光源放出波长在之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为，则它每秒钟发射的光子数可能是普朗克常量(    ) A. B. C. D. 【答案】BC  【解析】解：每秒钟光源发光的能量为，波长为的光子的能量为，则每秒钟发射的光子数为 。波长范围为，即，代入数据解得：，故AD错误，BC正确。 故选：。 每秒钟光源发光的能量为，波长为的光子的能量为，因此，每秒钟发射的光子数为。 解决本题时，要掌握光子能量公式，知道光源发出的能量等于所有光子能量的总和，从而求出光子数。 13.纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面。将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官。糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，的患者都可以避免失明的严重后果。一台功率为的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，其中：，，求： 每次“点焊”视网膜的时间； 在这段时间内发出的激光光子的数量。 【答案】解：已知激光器的功率，每次“点焊”需要的能量 ， 根据得，每次“点焊”视网膜的时间是： ； 设每个光子的能量为，则， 在这段时间内发出的激光光子的数量： 个。  【解析】本题考查光子的能量公式的应用，基础题目。 根据功率与能量的关系列方程得出每次“点焊”视网膜的时间； 计算光子的能量，从而计算出发出的激光光子的数量。 14.小灯泡的功率，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长，求在距离处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为的球面上的光子数是多少？，结果保留三位有效数字 【答案】解：每秒钟小灯泡发出的能量为  个光子的能量  小灯泡每秒钟辐射的光子数  个  距离小灯泡的球面面积为    每秒钟落在的球面上的光子数为个。  15.以下说法中正确的是(    ) A. 一切物体都在进行着热辐射 B. 只有高温物体才进行热辐射 C. 严冬季节里物体不发生热辐射 D. 以上说法都有可能 【答案】A  【解析】【分析】 本题知识点较为冷僻，关键熟悉热辐射的特点，要多看书，注意掌握热辐射的规律是解题的关键。 热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。 【解答】 一切有温度的物体都在不停地热辐射，辐射红外线，不是只有高温物体才进行热辐射，也不是严冬季节里物体不发生热辐射，故A正确，BCD错误。 故选：。 16.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为的绿光时，只要每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为，光速为，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是  (    ) A. B. C. D. 【答案】A  【解析】因每秒有个绿光的光子射入瞳孔眼睛就能察觉，所以察觉到绿光所接收到的最小功率，式中，，又，可解得 。 17.第届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量定义，“国际千克原器”于年月日正式“退役”。的数值为，根据能量子定义，的单位是          ，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为          。 【答案】 【解析】能量子，则，故的单位为。由可知，，故。 第 1 页 共 21 页 学科网（北京）股份有限公司 $