13.5 能量量子化 同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册（word版含答案）

2021-2022年高二物理必修3同步课时作业训练（人教版2019）
13.5
能量量子化
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．把“能量子”概念引入物理学的物理学家是（
）
A．托马斯·杨
B．麦克斯韦
C．普朗克
D．赫兹
2．以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（
）
A．物体的质量
B．物体所受的力
C．导体中的电流
D．东北虎的个数
3．一盏灯发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长6.0×10-7m，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每钞通过的光子（能量子）数约为(　　)（普朗克常量h=6.63·s，光速c=3.0/s）
A．2×1015
B．2×1016
C．2×1017
D．2×1023
4．近年来军事行动中，士兵都使用“红外夜视仪”，在夜间也能清楚地看清目标，主要是因为（
）
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体
B．一切物体均在不停地辐射红外线
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线
D．“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线
5．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
6．人眼对绿光最为敏感，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6.63×10-34J·s，光速为3.0×108
m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（　　）
A．2.3×10-18
W
B．3.8×10-19
W
C．7.0×10-10
W
D．1.2×10-18
W
7．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温为37℃，它发出的最强的热辐射的波长为，根据热辐射理论，与辐射源的绝对温度的关系近似为，普朗克常量。那么老鼠发出最强的热辐射的波长和老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子（又叫作光子）的能量分别是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．黑体是真实存在的
B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
C．随着温度升高，黑体辐射的各波长的强度有些会增强，有些会减弱
D．黑体辐射无任何实验依据
9．下列说法不符合物理学史的是（
）
A．牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中
B．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值
C．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动
D．开普勒行星运动定律是开普勒在其导师第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的
10．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表示普朗克常量，则激光器每分钟发射的光子数为（　　）
A．
B．
C．
D．
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（
）
A．温度越高，物体辐射的电磁波越强
B．冷的物体只吸收电磁波
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色
12．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（
）
A．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有所增加
B．随着温度降低，各种波长的辐射强度都有所增加
C．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D．随着温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
13．一激光器发光功率为，发出的激光在折射率为的介质中波长为，若在真空中速度为，普朗克常量为，则下列叙述正确的是（　　）
A．该激光在真空中的波长为
B．该波的频率为
C．该激光器在内辐射的能量子数为
D．该激光器在内辐射的能量子数为
三、解答题。本大题共5小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
14．黑体就是绝对不发光的物体，看上去一定是黑色的，这句话对吗？
15．对应于的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？
16．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？
17．在__________提出的量子说启发下，_________提出了光子说，光子的能量_________，其中h称为普朗克常量，___________．
18．可见光波长的大致范围是。、电磁辐射的能量子的值是多少？
参考答案
1．C
【解析】普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元。
故选C。
2．D
【解析】所谓“量子化”，一定是不连续的，是一份一份的，所以D正确；ABC错误；
故选D。
3．C
【解析】设离灯10m远处每平方米面积上灯照射的能量为E0，则有：?；设穿过的光子数为n，则有：；解得：
代入数据，得：n=2×1017个，选项C正确．
4．B
【解析】一切物体均在不停地向外辐射红外线，不同物体辐射出的红外线不同，采用“红外夜视仪”可以清楚地分辨出物体的形状、大小和位置，不受白天和夜晚的影响，即可确认出目标，从而采取有效的行动.
A．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体，与结论不相符，选项A错误；
B．一切物体均在不停地辐射红外线，与结论相符，选项B正确；
C．一切高温物体均在不停地辐射红外线，与结论不相符，选项C错误；
D．
“红外夜视仪”发射出X射线，被射物体受到激发而发出红外线，与结论不相符，选项D错误；
5．A
【解析】一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但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，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故A正确，BCD错误。
故选A。
6．A
【解析】绿光光子能量
每秒钟最少有6个绿光的光子射入瞳孔才能被入察觉，所以
故选A。
7．B
【解析】由题意
则
根据公式
故选B。
8．B
【解析】A．黑体并不是真实存在的，A错误；
B．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，B正确；
C．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，C错误；
D．黑体辐射是有实验依据的，D错误。
故选B。
9．A
【解析】A、牛顿发现万有引力定律，于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中，英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，故A不符合物理学史，B符合物理学史；
C、20世纪的20年代建立了量子力学理论，它使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动，故C符合物理学史；
D、开普勒行星运动定律是开普勒在其导师第谷留下的观测记录的基础上整理和研究而来的，故D符合物理学史．
10．C
【解析】每个光子的能量
激光器在每分钟内发出的能量W=60P，故激光器每分钟发出的光子数为
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论相符，选项C正确；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选C．
11．AD
【解析】AB．一切物体都在不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A正确，B错误；
C．对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，C错误；
D．常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色，D正确。
故选AD。
12．AD
【解析】AB．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，故A正确，B错误；
C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C错误；
D．随着温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动，故D正确。
故选AD。
13．AC
【解析】A．由
知在介质中速度
在真空中波长
故A正确；
B．频率
故B错误；
CD．在内辐射能量
每个能量子能量
故在内辐射的能量子数为
故C正确，D错误。
故选AC。
14．不对
【解析】黑体可以完全吸收入射的电磁波而不发生反射，同时自身可以有较强的辐射，即黑体同时辐射和吸收电磁波．黑体达到高温时所辐射的电磁波中强度较大的是可见光和紫外线，此时黑体是明亮的．黑体可以是发光的物体，本身可以有较强的辐射，看上去并不一定是黑色的，也可能看上去很明亮，例如炼钢炉上的小孔。
15．，
【解析】由光子的能量值
该光子的频率为
该光的波长为
16．，个
【解析】光子能量为
每秒发射光子数为
个
17．普朗克
爱因斯坦
J·s
【解析】在普朗克出的量子说启发下，爱因斯坦提出了光子说；
光子的能量，其中h称为普朗克常量，由公式可知，其单位为J·s。
18．，
【解析】由能量子计算可得，400nm电磁辐射的能量子为
760nm电磁辐射的能量子为