13.5 能量量子化 课时训练 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 聚焦能量量子化核心概念，通过基础辨析-深化理解-综合应用三层设计，实现从概念认知到定量计算的知识巩固路径，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|黑体辐射影响因素、量子化理论等单一概念|单选直接考查定义，强化物理观念中的能量观念| |深化层|热辐射特性、光子能量等概念辨析|多选多角度设问，培养科学思维中的科学推理| |综合层|光子数计算|计算题结合功率、效率实际情境，提升模型建构能力|

第5节 能量量子化 课时训练 一、选择题: 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.能正确解释黑体辐射实验规律的是(　　) A.能量的连续经典理论 B.普朗克提出的能量量子化理论 C.以上两种理论体系任何一种都能解释 D.牛顿提出的能量微粒说 3.红外线热像仪是测量人体体温的一种仪器，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于其中原理，下列说法正确的是(　　) A.人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B.仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关 C.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 D.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长波长的成分强 4.普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是(　　) A.人的个数 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.物体的长度 5.已知某单色光的波长为λ，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 6.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10－18 J，已知可见光的平均波长为 0.6 μm，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，恰能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为(　　) A.1个 B.3个 C.30个 D.300个 7.(多选)下列说法正确的是(　　) A．只有温度高的物体才会有热辐射 B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量 C．黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以有较强的辐射 D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关 8.(多选)对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(　　) A.以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C.吸收的能量可以是连续的 D.辐射和吸收的能量是量子化的 9.(多选)以下关于光子的说法正确的是(　　) A.光子的能量跟它的频率有关 B.紫光光子的能量比红光光子的能量大 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，每一份叫做一个光子 10.(多选)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恒等于始、末两个能级的能量差值 11. (多选)某光源放出波长在500～600 nm之间的各种光子，若已知该光源的发光功率为1 mW，则它每秒钟发射的光子数可能是(普朗克量h＝6.63× 10－34 J·s)(　　) A.2.0×1015 B.3.0×1015 C.2.6×1015 D.1.5×1015 二、计算题: 12．40瓦的白炽灯，有5%的能量转化为可见光．设所发射的可见光的平均波长为580 nm，那么该白炽灯每秒辐射的光子数为多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3×108 m/s) 参考答案： 1.答案　A解析　影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确，B、C、D错误。 2.答案　B解析　根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确，A、C、D错误。 3.答案　C解析　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。人的体温的高低，直接决定了这个人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，C正确，A、B、D错误。 4.答案　A解析　依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地变化的，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A选项，故A正确，B、C、D错误。 5.答案　A解析 由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝，从而ε＝hν＝h，故A正确。 6.答案　B解析　每个光子的能量为E0＝h，能引起人的眼睛视觉效应的最小能量E为10－18 J，由E＝nE0得能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为 n＝＝＝个＝3个，故选B。 7.答案　CD解析　任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高辐射的能量越多，A错误；能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，B错误，C正确；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，与构成黑体的材料、形状无关，而一般材料的物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关，D正确． 8.答案　ABD解析　带电微粒辐射和吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，故A、B、D正确，C错误。 9.答案　ABD解析　根据E＝hν判断出光子的能量与光子的频率成正比，选项A正确；在可见光范围内，紫光的频率最大，红光的频率最小，根据E＝hν可知紫光光子的能量比红光光子的能量大，选项B正确；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，选项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，每一份叫做一个光子，选项D正确。 10.答案　CD解析　原子处于激发态不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式放出能量，光子的吸收是光子辐射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是辐射光子，光子的能量总等于两能级之差，即hν＝Em－En(m>n)，故选项A、B错误，C、D正确。 11.答案　BC解析　每秒内该光源发光的能量E光源＝Pt＝1×10－3 J，而波长为λ的光子的能量为ε＝hν＝，则每秒钟发射的光子数为n＝＝， 代入数值得2.5×1015≤n≤3.0×1015，故B、C正确。 12.答案　5.8×1018个 解析　波长为λ的光子能量为ε＝hν＝h ① 设白炽灯每秒辐射的光子数为n，白炽灯的电功率为P， 则n＝ ② 式中η＝5%是白炽灯的发光效率． 联立①②式得n＝ 代入题给数据得n≈5.8×1018(个) 学科网（北京）股份有限公司 $