第3章 5. 微观世界的量子化-2026-2027学年高中物理必修第三册课堂重点&课时训练合集（教科版）

教科版·必修第三册·第三章电磁场与电磁波初步 微观世界的量子化 05 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 量子化概念 微观世界中，某些物理量（如能量、角动量等）只能取分立的、不连续的值， 这种现象称为量子化。 2 普朗克常量 符号h,h=6.63X10-34J·s,是量子化现象的基本常量。 能量量子化 微观粒子的能量只能取一系列分立的值，而不是连续的；能量变化只能以跳跃 方式发生。 光子能量公式 E=hv,其中v为光的频率，h为普朗克常量；光子能量与频率成正比。 能级概念 原子内部能量只能取分立值，这些分立的能量值称为能级；原子处于不同能级 5 对应不同能量状态。 6 基态与激发态 原子能量最低的状态叫基态；能量高于基态的状态叫激发态。 能级跃迁 原子从一种能级跃迁到另一种能级时，吸收或辐射光子；跃迁前后能量差满足 hV=Em-Eno 8 光谱与量子化 原子光谱是线状谱，谱线的不连续反映了原子能级的量子化特征。 9 波粒二象性初步 微观粒子既具有粒子性又具有波动性，统称波粒二象性。 量子化与经典物理的区别 经典物理中物理量可连续变化；量子化表明微观世界物理量取分立值，是微观 10 世界的基本特征。 记忆口诀 能量不连续，能级分高低；跃迁吸或放，光子hv定。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题 (每题3分，共30分) 1.下列关于量子化的说法中，正确的是 A.宏观物体的能量也是量子化的 B.量子化是指物理量只能取分立的不连续的值 C.量子化只适用于能量，不适用于其他物理量 D.量子化现象在经典物理中也能解释 2.普朗克常量的数值和单位是 A.6.63×10-34J·sB.6.63×10-34J/sC.6.63×10-31J·sD.6.63×10-34N·s 3.光子能量的计算公式是 A.E=h/v B.E=hv C.E=v/h D.E=hv2 4.原子能量最低的状态称为 A.激发态B.基态C.电离态D.量子态 5.原子从高能级向低能级跃迁时 A吸收光子B.辐射光子C,不吸收也不辐射光子 D.先吸收后辐射光子 6.原子从低能级向高能级跃迁时 A.吸收光子B.辐射光子C.不吸收也不辐射光子 D.先辐射后吸收光子 7.原子能级跃迁时，吸收或辐射光子的能量等于】 A较高能级的能量B.较低能级的能量C.两个能级的能量之和D.两个能级的能量之差 8.原子光谱呈现线状谱，这说明 A.原子是实心球体B.原子能级是量子化的 C.原子能量可以连续变化D.原子内部没有能量变化 9.关于波粒二象性，下列说法正确的是 A.只有光子具有波粒二象性 B.微观粒子既具有粒子性又具有波动性 C.宏观物体也具有明显的波粒二象性 D.波粒二象性说明微观粒子有时是波有时是粒子 10.若某光子的频率为v,则其能量为 A.hv B.h/v C.v/h D.hv2 二、多选题（每题4分，共16分，选对但不全得2分，选错得0分） 11.下列关于量子化的说法中，正确的是 A.微观世界中某些物理量只能取分立的值 B.量子化是微观世界的基本特征之一 C.普朗克常量是量子化现象的基本常量 D.宏观物体的能量也是量子化的，只是不明显 12.关于原子能级，下列说法正确的是 A原子能量只能取分立的值 B.基态是原子能量最低的状态C.激发态的能量高于基态 D.原子可以处于任意能量状态 13.关于能级跃迁，下列说法正确的是 A.从高能级跃迁到低能级时辐射光子 B.从低能级跃迁到高能级时吸收光子 C.跃迁时吸收或辐射的光子能量等于两能级之差 D.跃迁时吸收或辐射的光子能量等于较高能级的能量 14.关于光子，下列说法正确的是 A.光子能量与频率成正比 B.光子能量与普朗克常量有关 C.光子能量公式为E=h D.频率越高的光子能量越小 三、填空题（每空2分，共20分） 15.微观世界中，某些物理量只能取 的值，这种现象称为量子化。 16.普朗克常量h= J·So 17.光子能量公式E= 其中V表示光的 18.原子能量最低的状态叫 能量高于基态的状态叫 19.原子从一种能级跃迁到另一种能级时，吸收或辐射光子的能量满足hv= 20.原子光谱是 谱，谱线的不连续性反映了原子能级的 特征。 21.微观粒子既具有」 性又具有 性，统称波粒二象性。 四、判断题（每题2分，共10分，正确打"/"，错误打"x") 22.量子化是指物理量可以连续变化。 23.普朗克常量是量子化现象的基本常量。 24.原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子。 25.原子光谱的线状谱特征反映了原子能级的量子化。 26.只有微观粒子才具有波粒二象性。 五、简答题（每题6分，共12分） 27.简述什么是量子化现象，并说明原子能级量子化的实验证据是什么。 28.简述原子能级跃迁时吸收或辐射光子的能量与能级差的关系。 六、计算题（每题6分，共12分） 29.某光子的频率为5.0×1014Hz,已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,求该光子的能量。 30.氢原子从能级E2=-3.40eV跃迁到能级E1=-13.6eV,已知1eV=1.6×10-19J,h=6.63×10-34J·s。求： (1)跃迁时辐射光子的能量（用eV和J表示）； (2)辐射光子的频率（保留两位有效数字）。 模块3 参考答案 一、单选题 1.B解析：量子化是指微观世界中某些物理量只能取分立的不连续的值，B正确；宏观物体能量变化可近似连续，A错 误；量子化不仅适用于能量，也适用于角动量等，C错误；经典物理无法解释量子化现象，D错误。 2.A解析：普朗克常量h=6.63×10-34J·S,单位为J·S,A正确。 3.B解析：光子能量公式为E=hv,B正确。 4.B解析：原子能量最低的状态叫基态，B正确。 5.B解析：原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子，B正确。 6.A解析：原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，A正确。 7.D解析：跃迁时吸收或辐射光子的能量等于两能级的能量之差，D正确。 8.B解析：原子光谱呈现线状谱，说明原子能级是量子化的，B正确。 9.B解析：微观粒子既具有粒子性又具有波动性，统称波粒二象性，B正确；光子是微观粒子的一种，A错误；宏观物体 波动性极不明显，C错误；波粒二象性是指微观粒子同时具有两种属性，不是有时是波有时是粒子，D错误。 10.A解析：光子能量E=hV,A正确。 二、多选题 11.ABC解析：量子化是微观世界的基本特征，微观世界中某些物理量只能取分立的值，普朗克常量是量子化现象的基本 常量，ABC正确；宏观物体的能量变化可近似认为连续，D错误。 12.ABC解析：原子能量只能取分立的值，基态能量最低，激发态能量高于基态，ABC正确；原子不能处于任意能量状 态，D错误。 13.ABC解析：从高能级跃迁到低能级辐射光子，从低能级跃迁到高能级吸收光子，光子能量等于两能级之差，ABC正 确；D错误。 14.ABC解析：光子能量E=hV,与频率成正比，与普朗克常量有关，ABC正确；频率越高光子能量越大，D错误。 三、填空题 15.分立（或不连续） 16.6.63×10-34 17.hv;频率 18.基态；激发态 19.Em-En 20.线状；量子化 21.粒子；波动 四、判断题 22.×解析：量子化是指物理量只能取分立的不连续的值，不是连续变化。 23.√解析：普朗克常量是量子化现象的基本常量。 24.解析：原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子，不是吸收光子。 25.√解析：原子光谱的线状谱特征反映了原子能级的量子化。 26.X解析：微观粒子具有波粒二象性，宏观物体也具有波粒二象性，只是宏观物体的波动性极不明显。 五、简答题 27.答：微观世界中，某些物理量（如能量、角动量等）只能取分立的、不连续的值，这种现象称为量子化。原子能级量 子化的实验证据是原子光谱呈现线状谱，谱线的不连续性反映了原子能级的分立特征。 28.答：原子从一种能级跃迁到另一种能级时，吸收或辐射光子的能量等于两个能级的能量之差，即hv=Em-En。从低能 级向高能级跃迁时吸收光子，从高能级向低能级跃迁时辐射光子。 六、计算题 29. 已知V=5.0×1014Hz,h=6.63×10-34J·s 根据光子能量公式： E=hv 代入数据： E=6.63×10-34J·s×5.0×1014Hz E=3.315×10-19J 答：该光子的能量为3.315×10-19J。 30. (1)跃迁时辐射光子的能量等于两能级之差：△E=E2-E1=-3.40eV-(-13.6eV)=10.2eV 转换为焦耳：△E=10.2×1.6×10-19J=1.632×10-18J (2)根据hv=△E,V=△E/h=1.632×10-18J/6.63×10-34J·s≈2.46×1015Hz 答：(1)辐射光子的能量为10.2eV,即1.632×10-18J;(2)辐射光子的频率约为2.46×1015Hz。