2.课时跟踪检测练 第十三章 电磁感应与电磁波初步 05 二十七 能量量子化（课件PPT）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）配套课件

该高中物理课件聚焦“能量量子化”核心内容，涵盖黑体辐射、普朗克能量子理论、光子能量及能级跃迁等知识点，通过基础题导入概念，逐步过渡到综合应用，构建从概念理解到实际计算的学习支架。 其亮点在于基础与综合结合，通过激光光子能量计算、光源距离等实际问题，培养科学思维（科学推理）和物理观念（能量观念），帮助学生提升知识应用能力，教师可高效巩固教学重点。

二十七　能量量子化 (40分钟　80分) (选择题1~10题,每小题6分,共60分) 【基础全面练】 1.下列有关黑体和黑体辐射的说法错误的是(　　) A.黑体能够吸收照射到它上面的全部电磁波而无反射 B.黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波(包括可见光和不可见 光) C.黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释 D.黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【解析】选C。黑体能够吸收照射到它上面的全部电磁波而无反射,A正确,不符合题意;根据辐射规律可知,黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波(包括可见光和不可见光),B正确,不符合题意;黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释,C错误,符合题意,D正确,不符合题意。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 2.下列说法正确的是 (　　) ①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 ②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” ③我们周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与温度无关 ④爱因斯坦指出: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个不可分割的能量子组成的 A.①② B.①④ C.①②④ D.②③ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【解析】选C。①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,该说法正确;②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”,该说法正确;③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,该说法错误;④爱因斯坦指出: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个不可分割的能量子组成的,该说法正确。故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 3.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 【解析】选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,是表示微观世界的不连续性观念。综上所述答案选D。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 4.我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星,实现了地球上1 200千米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 【解析】选C。普朗克首先提出了“能量子”的概念,A错误; 物体的长度是连续的,B错误;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;根据ε=hν ,能量子与电磁波的频率成正比,D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 5.下列有关光子的说法不正确的是 (　　) A.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 B.光子是具有质量、能量和体积的实物微粒 C.光子的能量跟它的频率有关 D.紫光光子的能量比红光光子的能量大 【解析】选B。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,A正确;光子没有静止质量,也没有具体的体积,B错误;根据ε=hν可知光子的能量与光子的频率有关,紫光的频率大于红光的频率,所以紫光光子的能量比红光光子的能量大,C、D正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 6.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【解析】选C。原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子,吸收光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差,A、B错误;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,C正确;不管是吸收光子还是放出光子,光子的能量总等于两能级之差,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 7.现在市场上常用来激光打标的是355 nm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h=6.6×10-34 J·s,真空中光速c=3×108 m/s) (　　) A.10-22 J B.10-19 J C.10-16 J D.10-13 J 【解析】选B。打断该材料分子键需要的能量为该激光器发射的单光子能量,则该激光的光子能量为ε=hν=,解得ε=5.6×10-19 J,故选B。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【综合应用练】 8.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 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【解析】选D。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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 9.(多选)下列关于能量量子化的说法正确的是 (　　) A.能量子假说是由爱因斯坦最早提出来的 B.能量子与电磁波的频率成正比 C.带电微粒辐射和吸收能量时是一份一份不连续的 D.电磁波波长越长,其能量子越大 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【解析】选B、C。 选项 选项剖析 对错 A 能量子假说是由普朗克最早提出来的 × B 根据普朗克能量量子化假说,能量子的能量ε=hν √ C 根据普朗克能量量子化假说,能量不连续,所以带电微粒辐射和吸收能量时是一份一份不连续的 √ D 能量子的能量ε=hν=h,所以电磁波波长越长,其能量子越小 × 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 10.(多选)2018年11月,第26届国际计量大会决定,千克由普朗克常量h及米和秒定义。即1 kg= 。此次标准实施后,SI单位制中的7个基本单位将全部建立在不变的自然常数上,保证了SI单位的长期稳定性和通用性。由上述表达式可知普朗克常量h的单位可表示为(　　) A.kg·m2·s-3 B.kg·m2·s-1 C.J·s D.J·s-1 【解析】选B、C。根据1 kg=,h的单位是kg·m2·s-1,A错误、B正确;根据牛顿第二定律得1 N=1 kg·m·s-2,根据功的定义1 J=1 N·m,所以h的单位是J·s,C正确、D错误。 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 11.(10分)某装置是高功率固体激光系统,利用它可获得能量为2 400 J、波长λ为0.35 μm的紫外激光,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s,则该紫外激光所含光子数为多少个?(结果保留2位有效数字) 答案:4.2×1021个 【解析】每个激光光子的能量为ε=h,该紫外激光中所含光子数为n=,代入数据可得n≈4.2×1021个。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【拓展创新练】 12.(10分)人眼对绿光最为敏感,如果每秒有N个波长为λ的绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉,现有一个光源以功率P均匀地向各个方向发射波长为λ的绿光,设瞳孔在暗处的直径为D,且不计空气对光的吸收,那么眼睛最远在多大距离处能够看到这个光源?(普朗克常量用h表示,真空中光速用c表示) 答案: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 【解析】设瞳孔与光源相距为r,在t=1 s内, 以光源为球心、半径为r的球面上, 单位面积上的能量为E0=, 则瞳孔在1 s内接收到的能量为E=E0·π, 若此时刚好可以看到光源,则有E=Nh, 联立可得r=。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 选题清单 $