第十三章 5 能量量子化-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册练习手册（人教版）

高中物理必修第三册（人教版） 但电磁波是物质，C错误：电磁波的本质是在空间中传 播的变化的电磁场，D正确。故选D。 18.C【解析】微波炉的频率范围是f=2×105~3×10 MHz;X射线的频率范围是f=10104MHz;广播电台 的短波频率是f=6~30MH五，因此有f乐5，A、B、D 错误，C正确。故选C。 19.C【解析】由于红外线的热效应最明显，因此A 处照射到的电磁波中一定含有红外线。故选C。 20.BCD【解析】红外线测温仪是利用了红外线的 热效应，故A错误；X射线具有穿透性、荧光性和摄影 效应的特性，所以可以用来做胸透，故B正确；γ射线 能量高、穿透力强，医院常用γ射线照射癌细胞治疗癌 症，故C正确；医用紫外线灭菌灯是利用了紫外线的消 毒特性，故D正确。故选BCD。 >m5.能量量子化 1.CD【解析】物体在室温时辐射的主要成分是波 长较长的电磁波，以不可见的红外光为主，故A错误； 随着温度的升高，热辐射中较短波长的成分越来越多， 故B错误；给一块铁块加热，依次呈现暗红、赤红、橘 红等颜色，故C正确；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D正确。 2.C【解析】能100%地吸收人射到其表面的电磁辐 射，这样的物体称为黑体，故A错误；黑体虽然不反射 电磁波，但是却可以向外辐射电磁波，故B错误：黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料 的种类及表面状况无关，C正确，D错误。 3.B【解析】首次提出“微观粒子的能量是量子化 的”这一观念，与普朗克常量h相关，故B正确。 4.C【解析】光在真空中传播，每份光子的能量取 决于光的频率，频率越大，光子的能量越大，故选C。 5.C【解析】普朗克引入能量子的概念，得出黑体 辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好， 并由此开创了物理学的新纪元，故选C。 6.A【解析】根据E=hw可知，光子的能量与频率 成正比，故选A。 7.AD【解析】年轻的爱因斯坦认识到了普朗克能 量子假说的意义，他把能量子假设进行了推广，提出了 光子说，故B、C错误。 8.C【解析】量子一词来自拉丁语quantus,意为 “多少”，代表“相当数量的某事”。在物理学中常用到 量子的概念，量子是一个不可分割的基本个体。“量子 82 化”指其物理量的数值会是一些特定的数值，而不是任 意值。汽车的个数的数值只能取正整数，不能取分数或 小数，因而是不连续的，是量子化的。其他三个物理量 的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因 而是连续的，非量子化的，故选C。 9.BD【解析】通常情况下，原子处于能量最低的 状态，这是最稳定的状态，故A错误，B正确；由于原 子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立 的，故C错误；氢原子在辐射光子时，能量减小，吸收 光子，能量增加，能级间跃迁吸收的光子必须等于两能 级间的能级差，才能被吸收发生跃迁，故D正确。 l0.B【解析】一个氢原子从n=3能级跃迁到n=1能 级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少， 故选B。 11.CD【解析】原子从基态跃迁到激发态要吸收光 子，吸收能量，故A错误；原子吸收光子后从低能级向 高能级跃迁，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级， 故B错误，C正确：原子无论是吸收光子还是放出光 子，吸收的光子或是放出的光子的能量等于始、末两个 能级的能量差，D正确。 12.CD【解析】原子的能量通过跃迁是可以改变 的，A错误；电子的轨道改变和原子的能量变化是对应 的，B错；原子的能量状态是不连续的、量子化的，因 此具有分立的能级，C、D正确。 13.C【解析】根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的 研究，普朗克提出“振动着的带电微粒的能量只能是某 一最小能量值ε的整数倍”，从而建立了“能量量子化” 观点，故A正确；根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的 研究，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电 磁波，而不发生反射，这种物体就被称为“黑体”，故 B正确；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，故C错误；爱因斯坦提出了光子的概 念，指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的， 而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的”，故 D正确。本题选择不正确的，故选C。 14.AD【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量 子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；并 不是能级理论第一次将量子观念引人原子领域，故B错 误；电子、质子、中子等微观粒子的运动规律，不能用 经典力学来说明，故C错误；计算机和智能手机的制 造、激光技术，都离不开量子力学，故D正确。 15.D【解析】氢原子从能级m跃迁到能级n时辐 射红光，Em-E,=hy,从能级n跃迁到能级k时吸收紫光 E-E=h2,则从能级k跃迁到能级m有E-Em=(E-En)- (Enm-En)=hw2-h1,因红光的能量小于紫光的能量，故能 量降低辐射光子，故选D。 16.BD【解析】量子化的物理量变化是不连续的、 一份一份变化的，学生人数、马家柚的个数是量子化 的，物体的动能、教室的高度不是量子化的变化。故 A、C错误，B、D正确。 17.D【解析】红外线的热效应显著，常用来加热理 疗，而紫外线的化学作用与荧光作用显著，常用来杀菌 和消毒，故A错误；紫外线属于电磁波，紫外线的频率 比可见光高，故B错误；该紫外线在真空中的波长为 A=C=3x108 了80x10m=3.75x10'm,故C错误；该紫外线能 量子的能量为e=hw=6.6x104×8.0x104J=5.28x109J,故D 正确。故选D。 >“情境题专项 1.C【解析】发现小磁针的N极指向为北偏西60°， 则电流在小磁针处的磁场方向向西，大小是B'=Btan60°= V3B,由安培定则知，电流的方向由南向北，故C 正确。 2.B【解析】电磁波可以传递信息，声波也能传递 信息，故A错误；手机在通话时涉及的波既有电磁波又 有声波，故B正确；太阳光中的可见光的传播速度是光 速，医院“B超”中的超声波传播速度是声速，二者的 大小不相同，故C错误：遥控器发出的红外线波长和医 院“CT”中的X射线波长不相同，故D错误。 3.ACD 4.C【解析】手机用“WF”上网和铁骑交警利用 随身携带的对讲机交流都是利用电磁波中的无线电波传 递信息的，A、B正确：蝙蝠利用“回声”定位是利用 超声波进行的，C错误；舱外航天员之间通过电磁波进 行语言直接交流，D正确。本题选不是利用电磁波传递 信息的，故选C。 5.C【解析】量子是现代物理的重要概念，即一个 物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物 理量是量子化的，并把最小单位称为量子，故A错误： 任何物体都会向外发射红外线，故B错误；任何频率的 电磁波在真空中的传播速度都等于光速c,故C正确； 依据题意，量子雷达仍采用发射经典态的电磁波，不是 目标物体发射的电磁波，故D错误。故选C。 6.A【解析】手持金属探测器利用电磁感应的原理， 利用有交流电通过金属探测器内部的线圈，产生迅速变 参考答案与解析。 化的磁场。这个磁场能在金属物体内部产生涡电流。涡 电流又会产生磁场，反过来影响金属探测器内部线圈原 来的磁场，引发探测器发出鸣声，从而可以检测是否携 带金属器件制作的通信工具。故选A。 7.C【解析】将“钥匙扣”接触区装置拆开后是一 个多匝矩形线圈，“钥匙扣”靠近后产生感应电流，从 而控制开关，是利用了电磁感应现象。故选C。 8.回形针被磁化时，其内部分子电流的取向变得大 致相同，而激烈的热运动使分子电流的取向又变得杂乱 无章，使回形针失去磁性。 9.(1)产生(2)产生 【解析】带电小球做圆锥摆运动可等效为一环形电 流，在空间产生磁场，可由安培定则判断磁感线的分布 特点。(1)当圆环竖起时，穿过圆环的磁通量减少， 由感应电流的产生条件知，圆环中产生感应电流。 (2)当圆环在水平面上被拉动时，穿过圆环的磁通量减 少，圆环中产生感应电流。 一感知高考 L.B【解析】由能量守恒定律可得hw+mgH=ho, h6=m心，解得归-型)，A错误：由表达式归心 1/2Gm cR =,可知v<o,即接收器接收到的光的波 v1 长大于发出的光的波长，B正确；若从地面上的P点发 出一束光照射到O点，从以上两种方法均可知，其频率 变小，若从Q点发出一束光照射到P点，其频率变大， C错误；由上述分析可知，从地球表面向外辐射的光在 传播过程中频率变小；通过类比可知，从太阳表面发出 的光的频率在传播过程中变小，D错误。故选B。 2.D【解析】原子吸收频率为%的光子从基态能级 I跃迁至激发态能级Ⅱ时有Em-E1=ho,且从激发态能 级Ⅱ向下跃迁到基态I的过程有Em-E=h+hw+hw,联 立解得h=g-V-y3o故选D。 3.C【解析】铯原子利用的两能级的能量差量级对 应的能量为8=105eV=105×1.6×10-9J=1.6×1024J,由光 子能量的表达式ε=hv可得，跃迁发射的光子的频率量 级为会-66C业24W0心比，跃正发射的光 子的频率量级为10°Hz。故选C。 4.A【解析】设天体发射频率为v光子的功率为P, 题意可知h×X初=m,其中18，解得 83第十三章电磁感应与电磁波初步 o 5.能量量子化 基础练)匀 知识点1热辐射 知识点2能量子 1.(多选)关于热辐射，下列说法正确的是 3.首次提出的“微观粒子的能量是量子化 ( 的”这一观念，与下列物理常量相关的是 A.物体在室温时辐射的主要成分是波长 ( 较短的电磁波 A.引力常量G B.随着温度的升高，热辐射中较长波长 B.普朗克常量h 的成分越来越多 C.静电力常量k C.给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、 D.阿伏加德罗常数NA 橘红等颜色 4.光在真空中传播，每份光子的能量取决于 D.辐射强度按波长的分布情况随物体的 光的( 温度而有所不同，这是热辐射的一种 A.振幅 B.强弱 特性 C.频率 D.速度 2.关于对黑体的认识，下列说法正确的是5.把“能量子”概念引入物理学的物理学家 () 是( A.我们看到的大都是反射光，由于黑体 A.托马斯.杨 B.麦克斯韦 能吸收大部分的电磁波，反射的比较 C.普朗克 D.赫兹 少，故看上去是黑的 6.光子的能量与其() B.黑体既不反射电磁波，也不向外辐射 A.频率成正比 B.波长成正比 电磁波 C.速度成正比 D.速度平方成正比 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布：7.（多选）下列说法正确的是( 只与温度有关，与材料的种类及表面 A.为了克服经典电磁学对黑体辐射现象 状况无关 解释的困难，德国物理学家普朗克提 D.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布 出了能量的量子化假说，解决了黑体 不仅与温度有关，与材料的种类及表 辐射的理论困难，揭开了物理学崭新 面状况也有关 的一页 B.普朗克还提出了光量子理论，即光在 传播过程中，能量是不连续的，它是 练(101 高中物理必修第三册（人教版） 由数值分立的能量子组成的 能量取决于两个轨道的能量差 C.普朗克是受到了爱因斯坦理论的启发：I0.根据能级理论，一个氢原子从=3的高 才提出的量子论 能级跃迁到n=1的低能级时，该氢原子 D.量子论认为微观粒子处于一系列不连 () 续的能量状态之中 A.吸收光子，能量减小 8.下列宏观概念中，是量子化的有( B.放出光子，能量减小 A.物体的质量 C.放出光子，能量变大 B.弹簧振子的能量 D.吸收光子，能量变大 C.汽车的个数 11.(多选)光子的发射和吸收过程是 D.卫星绕地球运行的轨道 () A.原子从基态跃迁到激发态要放出光 知识点3能级 子，放出光子的能量等于原子在始、 9.(多选)根据能级理论，下列说法正确的 末两个能级的能量差 是() B.原子不能从低能级向高能级跃迁 A.通常情况下，原子处于能量最高的状 C.原子吸收光子后从低能级向高能级跃 态，这是最稳定的 迁，放出光子后从较高能级跃迁到较 B.处于较高能量状态的原子是不稳定的， 低能级 会自发地向外辐射能量 D.原子无论是吸收光子还是放出光子， C.虽然原子的能级是分立的，但放出的 吸收的光子或是放出的光子的能量都 光子能量却是连续的 等于始、末两个能级的能量差 D.原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的 提升练 12.（多选)原子的能量量子化现象是指 倍”，从而建立了“能量量子化”观点 ( B.如果某种物体能够完全吸收入射的各 A.原子的能量是不可以改变的 种波长的电磁波，而不发生反射，这 B.原子的能量与电子的轨道无关 种物体就被称为“黑体” C.原子的能量状态是不连续的 C.我们周围的一切物体都在辐射电磁 D.原子具有分立的能级 波，这种辐射与温度无关 13.下列说法不正确的是() D.爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收 A.普朗克提出“振动着的带电微粒的能 时，能量是一份一份的，而且光本身 量只能是某一最小能量值ε的整数： 就是由一个一个不可分割的能量子组 102练 第十三章电磁感应与电磁波初步 成的” 量子论带到了我们这个世界。以下哪些 14.(多选)下列说法正确的是() 概念不是量子化的（) A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子 A.高二(17)班的学生数 的概念，成为量子力学的奠基人之一 B.物体的动能 B.能级理论第一次将量子观念引入原子 C.毛毛家今年收获马家柚的个数 领域，提出了量子化和跃迁的概念， D.教室的高度 成功地解释了各种原子光谱的实验：17.如图所示，高效而环保的光催化捕蚊器 规律 采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子。捕蚊 C.电子、质子、中子等微观粒子的运动 器发射的紫外线的频率为8.0x104Hz,普 规律，可以用经典力学来说明 朗克常量h取6.6x104Js,则下列说法正 D.计算机和智能手机的制造、激光技 确的是() 术，都离不开量子力学 15.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红 光的频率为，从能级n跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常 量为h,若氢原子从能级k跃迁到能级 m,则() 第17题图 A.吸收光子的能量为hw+hw2 A.紫外线可用于加热理疗 B.辐射光子的能量为hw+hw2 B.紫外线的频率比可见光小 C.吸收光子的能量为hw1-hw2 C.该紫外线在真空中的波长为2.4x1023m D.辐射光子的能量为hw2-hw1 D.该紫外线能量子的能量为5.28×109J 16.(多选)1900年12月24日，普朗克把 练(103