课时跟踪检测(十九) 微观世界的量子化（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（教科版）

课时跟踪检测(十九)　微观世界的量子化 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 1.微观领域中,电磁波的能量、原子的能量都不是连续变化的,只能是某些特定的值,我们称之为“量子化”。以下宏观概念中,哪些是不连续的 (　 ) A.物体的速度　　　　 B.物体所受的力 C.物体的动量 D.物体的带电荷量 2.下列各选项中列举的两个现象都能说明光具有波动性的是 (　 ) A.光的折射、反射 B.光的反射、干涉 C.光的衍射、干涉 D.光的直线传播、光电效应 3.下列说法正确的是 (　 ) A.电磁波具有能量 B.能级越高的原子越稳定 C.赫兹建立了经典电磁场理论 D.爱因斯坦提出了能量子的假说 4.以下关于光子的说法正确的是 (　 ) A.光子的能量跟它的频率无关 B.紫光光子的能量比红光光子的能量小 C.光子是具有质量、能量和体积的实物微粒 D.在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫作一个光子 5.下列有关光的波粒二象性的说法中,正确的是 (　 ) A.有的光是波,有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 C.光的波长越长,其波动性越显著;波长越短,其粒子性越显著 D.实物粒子没有波动性 6.已知某单色光的波长为λ,在真空中光速为c,普朗克常量为h,则电磁波辐射的能量子ε的值为 (　 ) A.h　　　　　　　　B. C. D.以上均不正确 7.(多选)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为电磁波的频率,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 8.两束能量相同的色光,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,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 9.“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压U,则它会辐射频率为ν的电磁波,且ν与U成正比,即ν=kU。已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中,推理判断比例系数k的值可能为 (　 ) A. B. C.2he D. 10.太阳辐射到地球表面单位面积的电磁波的功率P0约为1 400 W/m2。其中包含了各种波长的红外线、可见光、紫外线等,以可见光部分最强。为了研究方便,我们认为太阳光辐射到地球表面的电磁波全部是波长λ0约为600 nm(1 nm=10-9 m)的可见光,每秒至少有5个这样的光子进入人眼才能引起视觉,人眼睛的瞳孔面积约为S0=10 mm2,则人眼能看到最远的与太阳相同的恒星到地球的距离R和日地距离r的比值约为(已知光速c=3×108 m/s,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s) (　 ) A.9×104 B.9×107 C.9×1010 D.9×1014 11.(10分)在半径r=10 m的球壳中心有一盏功率为P=40 W的钠光灯(可视为点光源),发出的钠黄光的波长为λ=0.59 μm,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中光速c=3×108 m/s。试求每秒钟穿过S=1 cm2球壳面积的光子数目。 12.(14分)1960年梅曼研制成功世界上第一台可实际应用的红宝石激光器,它标志着激光技术的诞生。激光器是一个特殊的光源,它发出的光便是激光。红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲。现有一红宝石激光器,发射功率为P=1.0×1010 W,所发射的每个光脉冲持续的时间为Δt=1.0×10-11 s,波长为793.4 nm,普朗克常量为6.626×10-34 J·s。求: (1)每列光脉冲的长度l是多少?(6分) (2)每列光脉冲含有的能量子数是多少?(8分) 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十九) 1.选D　物体的速度、所受的力、动量的数值可以取小数或分数,甚至取无理数也可以,因而是连续的,是非量子化的;而物体的带电荷量是元电荷的整数倍,因而是不连续的,是量子化的,故A、B、C错误,D正确。 2.选C　光的粒子性能够很好地解释光的直线传播、反射、折射,光电效应也证明了光的粒子性,光的干涉、衍射证明了光具有波动性,故C正确,A、B、D错误。 3.选A　电磁波具有能量,选项A正确;原子的能量是不连续的,能级越高,越不稳定,选项B错误;麦克斯韦建立了经典电磁场理论,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,选项C错误;普朗克提出的能量子假说,爱因斯坦提出的光子说,选项D错误。 4.选D　根据ε=hν,可知光子的能量与光子的频率成正比,A错误;在可见光范围内,紫光的频率最大,红光的频率最小,根据ε=hν,可知紫光光子的能量比红光光子的能量大,B错误;光子具有能量,但没有静止质量,也没有具体的体积,它不是实物粒子,C错误;光是在空间传播的电磁波,是不连续的,是一份一份的能量,每一份叫作一个光子,D正确。 5.选C　一切光都具有波粒二象性,光的有些现象(如干涉、衍射)表现出波动性,光的有些现象(如光电效应)表现出粒子性,故A错误;电子是实物粒子,有静止质量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物形式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,故B错误;光的波长越长,即波动性越显著,光的波长越短,粒子性就越显著,故C正确;运动的实物粒子也具有波动性,故D错误。 6.选A　由光速、波长的关系可得出光的频率ν=,能量子ε=hν=h,故A正确。 7.选ABC　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为电磁波的频率,h为普朗克常量,故A、B、C正确,D错误。 8.选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。 9.选B　根据物理单位知识,表达式及变形式两侧单位是一致的,由本题中涉及的物理量:ν、U、e、h及与其有联系的能量表达式E=hν,E=Ue,由上式得h的单位与的单位相同,即h单位可用V·C·s表示,题中ν=kU,即k=,单位可用表示,选项B中单位等效于=,故B正确,A、C、D错误。 10.选B　设太阳辐射电磁波的功率为P,由题意有P0=,人眼能看到最远的与太阳辐射电磁波功率相同的恒星辐射到地球表面单位面积的电磁波的功率P1=,又P1·S0t=,联立解得=≈9×107,B正确。 11.解析:钠黄光的频率ν== Hz≈5.1×1014 Hz 则一个光子的能量 E0=hν=6.63×10-34×5.1×1014 J≈3.4×10-19 J 又钠光灯在t=1 s内发出光能E=Pt=40×1 J=40 J 那么在t=1 s内穿过S=1 cm2球壳面积的光能量 E1== J≈3.2×10-6 J 则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数 n==≈9.4×1012(个)。 答案:9.4×1012个 12.解析:(1)每列光脉冲的长度 l=cΔt=3×108×1.0×10-11 m=3×10-3 m 。 (2)由光速公式c=λν,能量子公式ε=hν及能量关系PΔt=Nε得N==个≈4.0×1017个。 答案:(1)3×10-3 m　(2)4.0×1017个 $