13.5 能量量子化 分层作业2026-2027学年高二物理人教版必修三

**基本信息** 高中物理13.5能量量子化同步练，新授课场景下以A/B/C三层设计实现从基础概念到综合应用的进阶，强化能量观念与科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|黑体辐射规律、能量子假说|单选/多选辨析核心概念，简单计算能量子频率与波长，巩固物理观念| |B层|电磁波性质、折射率应用|结合光刻机情境计算波长变化，跨知识点整合，培养科学思维| |C层|光子动量、辐射压强|太阳帆动量计算等综合问题，联系实际情境，提升科学推理与模型建构能力|

13.5 能量量子化 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体吸收了绝大部分电磁波 B．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 2．下列说法正确的是（　　） A．普朗克认为微观粒子的能量是不连续的 B．赫兹预言了电磁波的存在，并首次在实验室证实了电磁波的存在 C．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播 D．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系 3．（多选）下列有关热辐射的说法中，正确的是（　　） A．有些物体不会向外辐射电磁波 B．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波 C．物体的温度升高时，热辐射中只有波长较长的成分越来越强 D．黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波 4．（多选）下列说法正确的是（　　） A．磁场是一种特殊形式存在的物质，但磁感线并不存在 B．磁感线从N极发出终止于S极 C．可见光由红→紫，波长减小，频率增大 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 5．对应于的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？ 6．氦氖激光器发射波长为的单色光，这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为，则每秒发射多少个光子？ B层 7．电磁波传播过程中，电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，电磁波是电波和磁波二者的总称，有时可直接简称为电波．关于电磁波，下列说法正确的是（    ） A．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 B．常用的遥控器通过发出微波来遥控电视机 C．电磁波的波长越长，其能量子的能量越低 D．电磁波在真空和介质中传播速度相同 8．（多选）“传统”光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片．为提高光刻机投影精细图的能力，“浸没式”光刻在投影物镜和光刻胶之间填充液体，以便提高分辨率，如图所示．若浸没液体的折射率为1.7，当不加液体时光刻胶的曝光波长为，则加上液体后（    ） A．紫外线光子能量增加 B．紫外线进入液体后波长变为 C．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.7 D．“浸没式”光刻能提高分辨率是因为紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射 9．经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处，根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm = 2.90×10 - 1mK，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？(h = 6.63×10 - 34J·s) C层 10．太阳帆航天器是一种利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，如图所示。在没有空气的宇宙中，太阳光光子会连续撞击太阳帆，使太阳帆获得的动量逐渐增加，从而产生加速度。太阳帆飞船无需燃料，只要有阳光，就会不断获得动力加速飞行。有人设想在探测器上安装有面积极大、反射功率极高的太阳帆，并让它正对太阳。已知太阳光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为 P0，探测器和太阳帆的总质量为 m，太阳帆的面积为 s，每个光子的能量为p，此时探测器的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 11．（多选）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 12．（1）功率为P的光源向四周发出光子，光速为c，光波的波长为，普朗克常量为h，求每秒发出的光子数． （2）在离光源d处有一挡板挡光，设挡板对光是完全吸收的，且挡板正对光源，求光子在挡板上产生的压强． 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 D A BD ACD C BC A AC 1．D 【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，选项A错误； B．根据黑体辐射规律：黑体辐射电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，与材料及表面状况无关，故B错误； C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，选项C错误； D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律，选项D正确。 故选D。 2．A 【详解】A．普朗克提出能量量子化理论，认为微观粒子的能量是离散的、不连续的，故A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次在实验室证实了电磁波的存在，故B错误； C．电磁波是电磁场的传播，可在真空中传播（如光在太空中的传播），而声波是机械波，需介质才能传播，故C错误； D．奥斯特发现了电流的磁效应（通电导线周围产生磁场），首次揭示了电与磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象（变化的磁场产生电流），故D错误。 故选A。 3．BD 【详解】A．一切物体都在向外辐射电磁波，故A错误； B．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较长的电磁波，故B正确； C．物体的温度升高时，不管是短波还是长波，辐射强度都会增强，故C错误； D．黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，故D正确。 故选BD。 4．ACD 【详解】AB．磁感线是假想的，不存在，且在磁体外部由N到S，在内部由S到N，是闭合曲线，故A正确，B错误； C．由电磁波谱可知，故C正确； D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，故D正确。 故选ACD。 5．， 【详解】由光子的能量值 该光子的频率为 该光的波长为 6．，个 【详解】光子能量为 每秒发射光子数为 个 7．C 【详解】A．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故Ａ错误； B．遥控器通过发出红外线脉冲信号遥控电视机，因红外线波长较长，容易发生衍射现象，故Ｂ错误； C．电磁波的波长越长，频率越小，根据，则其能量子的能量越低，故Ｃ正确； D．电磁波在真空中的传播速度大于在介质中传播速度，故Ｄ错误。 故选Ｃ。 8．BC 【详解】A．紫外线进入液体频率不变，根据可知光子能量不变，故A错误； B．紫外线在液体中的波长 故B正确； C．紫外线在真空中的传播速度是在液体中速度的1.7倍，故C正确； D．紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故D错误。 故选BC。 9．36℃，2.12×10 - 22J 【详解】人体表面的温度为 T ==K ≈ 309K≈36℃ 人体辐射的能量子的值为 ε = h= 6.63×10 - 34×J = 2.12×10 - 22J 10．A 【详解】每秒光照射到帆面上的能量 E=P0s 光子的平均能量 ε=hf 光子的频率 每秒射到帆面上的光子数 联立可得 每个光子的动量 光射到帆面被反弹，由动量定理得 Ft=2Ntp 对飞船，由牛顿第二定律得 F=ma 联立解得 故A正确，BCD错误。 11．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。 12．（1）    （2） 【详解】（1）单个光子的能量为 光源每秒辐射的能量为P，故每秒发出的光子数为 （2）光源发出的光子均匀分布在以光源为中心的球面上，以d为半径作一个球面，则单位时间内照到挡板单位面积上的光子数为 单个光子的动量为 光压等于单位时间照到挡板单位面积上的光子动量的变化量，而挡板对光是完全吸收的，所以光子在挡板上产生的压强为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $