3.5 微观世界的量子化(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版)

**基本信息** 聚焦量子化核心概念，通过基础辨析与综合计算构建从概念认知到定量应用的完整训练体系，培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|1-4题|物理学家贡献记忆法、能级跃迁规律（吸放光子条件）|从量子假说提出（普朗克）到氢原子能级跃迁，构建微观量子化认知框架| |光的性质|5-7题|波粒二象性判断法则（个别vs大量光子行为）|通过光电效应现象论证光的粒子性，结合电磁波性质建立光的波粒二象性统一观念| |能级跃迁|8-9题|能级差与光子能量关系公式（E=hν=hc/λ）|利用能级图分析跃迁能量差，推导光子频率与波长的定量关系| |综合计算|10-11题|球面辐射模型构建、光子数密度计算方法|将能量量子化与实际光源问题结合，培养科学推理与模型建构能力|

5.微观世界的量子化 1.最早提出量子假说的物理学家是（　　） A．爱因斯坦　　 B．牛顿 C．开普勒　　 D．普朗克 2.下列说法中正确的是（　　） A．光子说否定了光的电磁说 B．光电效应现象反映了光的粒子性 C．光电效应证明了光的粒子性，从而否定了光的波动性 D．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性 3.红、橙、黄、绿四种光的波长逐渐减小，那么这四种光每份能量最小的是（　　） A．红光　　 B．橙光 C．黄光　　 D．绿光 4.一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子（　　） A．吸收光子，吸收光子的能量等于两能级之差 B．吸收光子，能量减少 C．放出光子，能量增加 D．放出光子，放出光子的能量等于两能级之差 5.〔多选〕下列关于氢原子光谱和能级的说法正确的是（　　） A．氢原子光谱中的亮线是由于氢原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形成的 B．氢原子光谱不是连续的，是一些分立的亮线，说明了氢原子的能级是量子化的 C．原子能量越高原子越稳定 D．原子从高能态向低能态跃迁会放出光子，光子能量等于两个能级之差 6.〔多选〕对光的认识，下列说法中正确的是（　　） A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性 B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的 C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不具有波动性了 D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显 7.〔多选〕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放出光子，且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，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线 8.光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400~700 nm。400 nm、700 nm电磁辐射的能量子的值各是多少？（h=6.63×10－34 J•s） 9.如图所示，某原子三个能级的能量分别为E1、E2和E3，a、b、c为原子跃迁时所发出的三种波长的光，下列判断正确的是（　　） A．E1＞E2＞E3 B．E3－E2＞E2－E1 C．b光的波长最长 D．c光的频率最高 10.（2026•四川自贡12月月考）人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以0.1 W的功率均匀地向各个方向发射波长为530 nm的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为4 mm，且不计空气对光的吸收。已知普朗克常量h=6.63×10－348 J•s，光在真空中速度c=3×108 m/s。求： （1）一个光子的能量； （2）光源每秒发射光子数； （3）眼睛最远在多大距离处能够看到这个光源。 11.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。 答案 5.微观世界的量子化 1.D　普朗克是量子力学的奠基者，被称为量子力学之父。故D正确。 2.B　光既具有粒子性，又具有波动性，但这两种特性并不矛盾。光子说和电磁说各自能解释光特有的现象，两者构成一个统一的整体。光电效应反映了光的粒子性，但并没有否定光的波动性。少量光子产生的效果往往粒子性比较明显，大量光子往往表现出波动性，所以只有B项正确。 3.A　由光速、波长与频率的关系：c=νλ知四种光的波长逐渐减小，则其频率应逐渐增大，根据普朗克能量子公式知每个能量子的能量和频率成正比，所以四种光中频率最小的红光能量最小，故A正确。 4.A　氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较低能级向较高能级跃迁时，吸收光子，能量增加，吸收光子的能量等于两能级之差，A正确，B、C、D错误。 5.ABD　原子处于能量越低的状态越稳定，C错误。 6.ABD　个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表现为波动性；光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因此大量粒子的行为呈现出波动规律，则A、B、D正确，C错误。 7.CD　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，所以原子的发射光谱只有一些分立的亮线，故C、D正确。 8.4.97×10－19 J　2.84×10－19 J 解析：根据公式ν=和ε=hν可知： 400 nm对应的能量子 ε1=h=6.63×10－34× J≈4.97×10－19 J。 700 nm对应的能量子ε2=h =6.63×10－34× J≈2.84×10－19 J。 9.D　电子由高能级向低能级跃迁时辐射光子，所以E1＜E2＜E3，A错误；由能级图及hν=Em－En知，E3－E1＞E2－E1＞E3－E2，即νc＞νb＞νa，又λ=，所以λc＜λb＜λa，故B、C错误，D正确。 10.（1）3.75×10－19 J　（2）2.67×1017个 （3）2.11×105 m 解析：（1）一个光子的能量为ε=hν=h=6.63×10－34× J≈3.75×10－19 J。 （2）设光源每秒发出的光子的个数为 n==≈2.67×1017个。 （3）光子以球面波的形式传播，故以光源为球心的球面上的光子数相同，人眼瞳孔面积S= 由题意，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉到，也就是说在瞳孔所处的球面上要保证每秒不少于6个绿光的光子射入瞳孔，设人眼距光源的距离为r，那么以光源为球心、以光源到人眼距离为半径的球面的表面积为S′=4πr2 所以S≥6 联立以上各式解得r≤2.11×105 m 则眼睛能够看到这个光源的最远距离约为2.11×105 m。 11.9.4×1012个 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）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $