13.5 能量量子化 分层同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

5. 能量量子化 一、必备知识基础练 题组一　对黑体和黑体辐射的理解 1.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(　　) A.温度 B.材料 C.表面状况 D.以上都正确 2.关于对热辐射和黑体辐射的认识,下列说法不正确的是(　　) A.温度越高,黑体辐射的电磁波越强 B.冷的物体只吸收电磁波 C.黑体辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料的种类及表面状况无关 D.常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色 题组二　能量量子化 3.光刻机是芯片制造的核心设备之一。光刻机通过一系列的光源能量,将光束透射过画着线路图的掩膜,用透镜将线路图成比例缩小后映射到涂有化学层的硅片上,受到光线照射的部分,可以被冲洗掉,在硅片上就得到了掩膜上的电路图。芯片的制作过程需要用光子能量较大的光照射,应选用的光源是(　　) A.波长长的光源 B.频率大的光源 C.强度小的光源 D.强度大的光源 4.蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温为37 ℃,它发出的最强的热辐射的波长为λm,根据热辐射理论,λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为λm·T=2.90×10-3 m·K,普朗克常量h=6.626×10-34 J·s。那么老鼠发出最强的热辐射的波长和老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子(又叫作光子)的能量分别是(　　) A.7.8×10-5 m　1.89×10-20 J B.9.4×10-6 m　2.11×10-20 J C.1.16×10-4 m　2.11×10-18 J D.9.7×10-8 m　1.10×10-20 J 5.(多选)下列关于量子假说的说法正确的是(　　) A.为了解决黑体辐射的理论困难,爱因斯坦提出了量子假说 B.量子假说第一次提出了不连续的概念 C.能量的量子化就是能量的不连续化 D.量子假说认为光在空间中的传播是不连续的 二、关键能力提升练 6.关于黑体辐射的规律，下列说法正确的是(　　) A.黑体辐射的强度与波长无关，只与温度有关 B.随着温度升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动，且各波长的辐射强度均增大 C.普朗克提出的能量量子化假说，直接解释了黑体辐射的实验规律，同时否定了经典电磁理论 D.黑体辐射的实验规律表明，能量是连续分布的，而非量子化的 7.两束能量相同的色光,都垂直地照射到物体表面,第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光子数之比为4∶5,已知c=λν,则这两束光的光子能量和波长之比为(　　) A.4∶5　4∶5 B.5∶4　4∶5 C.5∶4　5∶4 D.4∶5　5∶4 8.与4G相比,5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比,5G使用的电磁波(　　) A.波长更长 B.能量子的能量更小 C.能量子的能量更大 D.传播速度更快 9.普朗克在研究黑体辐射的基础上,提出了能量子理论,开创了物理学的新纪元。关于能量子,下列说法正确的是(　　) A.是类似于质子、电子的微观粒子 B.是一种高科技材料 C.是一个数量级的常量 D.表示微观世界的不连续性观念 10.用红外线热像仪可以监测人的体温,只要被测者从仪器前走过,便可知道他的体温是多少,你能说出这其中的原理吗? 参考答案 1.A　2.B　3.B 4.B　由题意λm·T=2.90×10-3 m·K,则λm= m≈9.4×10-6 m,根据公式E=h=6.626×10-34× J≈2.11×10-20 J,故选B。 5.BC　普朗克提出了量子假说,他认为,物质辐射(或吸收)的能量都是不连续的,是一份一份的。量子假说不但解决了黑体辐射的理论困难,更重要的是提出了“量子”概念,揭开了物理学上崭新的一页,B、C正确。 6.B 7.B　由E=nε知,能量相同时n与ε成反比,所以光子能量比为5∶4;又根据ε=hν=h,所以波长之比为4∶5,B正确。 8.C　由题知与4G相比,5G具有“通信使用的电磁波频率更高”的特点,已知电磁波的波长与频率的关系为λ=,由此可知频率越高波长越短,则与4G相比,5G使用的电磁波波长更短,A错误;由能量子的能量公式ε=hν可知5G使用的电磁波能量子的能量更大,B错误,C正确;电磁波的传播速度与光速相等,在自由空间中,c=3×108 m/s,D错误。 9.D　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。能量子不是类似于质子、电子的微观粒子,不是一种高科技材料,不是一个数量级的常量,它表示了微观世界的不连续性观念,故选D。 10.答案:根据辐射规律可知,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加;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。被测者会辐射红外线,辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关,温度高时辐射强且较短波长的成分强。人的体温的高低,直接决定了他辐射的红外线的频率和强度,通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道这个人的体温。 3 学科网（北京）股份有限公司 $