5.4 初识光量子与量子世界 同步作业 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

**基本信息** 高中物理新授课同步练，聚焦“光的量子化”“量子世界”知识点，通过基础认知、概念辨析、综合应用三层设计，实现从概念理解到定量计算的梯度巩固，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|普朗克能量子假说、量子化特征|单选（如第1题）直接考查核心概念，强化物理观念| |概念辨析层|能量子吸收/辐射特点、光子性质|多选（如第2、7题）辨析易混点，提升科学推理能力| |综合应用层|光子数计算、功率与能量关系|计算题（如12、13题）结合波长、功率等综合求解，深化模型建构|

第4节 初识光量子与量子世界 同步作业 一、选择题 考点一 光的量子化 1．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 2.(多选)关于对能量子的认识，下列说法正确的是(　　) A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C.能量子与电磁波的频率成正比 D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 3.(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 考点二 初识量子世界 4.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光子数为(　　) A. B. C. D.λPhc 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)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 8.(多选)关于“能量量子化”，下列说法正确的是(　　) A.认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的 B.认为能量值是连续的 C.认为微观粒子的能量是量子化的、连续的 D.认为微观粒子的能量是分立的 9.(多选)对于带电微粒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为单位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 10．(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是(　　) A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C．能量子与电磁波的频率成正比 D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 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(普朗克常量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.神光“Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可以获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光。 已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？ 13．人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒钟有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，已知c＝λν，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？ 参考答案： 1.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。 2.答案: BC解析　由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，A错误，B正确；最小能量值ε＝hν，C正确；能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误。 3.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。 4.答案　A解析　每个光子的能量ε＝hν＝，每秒钟发射的激光的总能量为P，则n＝＝。 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　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。 8.答案　AD解析　普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的，故A、D正确，B、C错误。 9.答案:ABD　解析:带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍或一份一份地辐射或吸收的，是不连续的，故选项A、B、D正确，C错误。 10.答案:BC解析:由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，A错误，B正确；最小能量值ε＝hν，C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　4.23×1021(个) 解析:　紫外激光的波长已知，由此可求得紫外激光能量子的值，再根据紫外激光发射的总能量为2 400 J，即可求得紫外激光所含光子数。 紫外激光能量子的值为ε＝＝ J＝5.68×10－19 J。则该紫外激光所含光子数n＝＝(个)＝4.23×1021(个)。 13.答案:　2.3×10－18 W 解析:因只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h， 可解得P＝ W≈2.3×10－18 W。 学科网（北京）股份有限公司 $