13.5能量量子化 课时提升练（word版含答案）

13.5能量量子化 课时提升练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，A、B是颜色不同且彼此平行的两束单色光，当它们从空气射入水中时都发生折射。已知B光折射角大于A光的折射角，于是可以判定（　　）
A．A光光子能量大 B．在水中A的波长较长
C．在水中B的光速小 D．B光的频率大
2．下列说法不正确的是（ ）
A．普朗克提出“振动者的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍”，从而建立了“能量量子化”观点
B．如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体就被称为“黑体”
C．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度无关
D．爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的”
3．自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温各学校都配置了如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异
B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
C．红外线是波长比紫外线短的电磁波
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象
4．硅光电池是将光辐射的能量转化为电能。若有个波长为的光子打在硅光电池极板上，这些光子的总能量为为普朗克常量，为真空中的光速（　　）
A． B． C． D．
5．下列有关说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B．玻尔最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电效应
C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想
D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
6．下列说法正确的是（　　）
A．微观粒子的能量变化是连续的
B．能量子与电磁波的频率成正比
C．红光的能量子比绿光大
D．电磁波波长越长，其能量子越大
7．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）
A．黑体是黑色的，且其自身辐射电磁波
B．黑体辐射电磁波的强度与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体
8．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
9．在自然界生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用，蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax，根据热辐射的理论，λmax与辐射源的绝对温度T(T＝t＋273 K)的关系近似为λmaxT＝2.90×10－3m·K．则老鼠发出的最强的热辐射的波长为( )
A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 m
C．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m
10．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．
11．下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过“理想实验”得出“力是维持物体运动的原因”
B．爱因斯坦首先提出“能量子”假说
C．牛顿发现万有引力定律的同时测出了引力常量
D．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度以及能量的概念
12．四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（　　）
A．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小
C．英国物理学家瑞利提出的辐射强度按波长分布的理论公式与实验相符
D．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符
13．关于热辐射，下列说法正确的是（ ）
A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较短的电磁波
B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多
C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色
D．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性
14．下列说法正确的是（ ）
A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波
B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高
C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强
D．早、晚时分太阳呈现红色，而中午时分呈现白色，说明中午时分太阳温度最高
15．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（　　）
A．黑体辐射规律可用光的波动性解释
B．光电效应现象揭示了光的粒子性
C．电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等
二、解答题
16．医生用红外热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知他的体温是多少，你知道其中的道理吗？
17．一定功率的小灯泡发出的光向四周均匀辐射，平均波长为，在距离d处，每秒种落在垂直于光线方向、面积为S的球面上的光子数为N，普朗克常量为h，小灯泡的发光频率为多大？
参考答案
1．A
【详解】
AD．B光折射角大于A光的折射角，根据折射定律，故B光的折射率较小，频率小，根据
则A光光子能量大，D错误A正确；
B．B光的折射率较小，频率小，波长较长，B错误；
C．根据
B光的折射率要小，则在水中B的光速大，C错误。
故选A。
2．C
【详解】
根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的研究，普朗克提出“振动者的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，从而建立了“能量量子化”观点．故A正确；根据“黑体辐射”以及对黑体辐射的研究，如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体就被称为“黑体”．故B正确；我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关．故C错误；爱因斯坦提出了光子的概念，指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个不可分割的能量子组成的”．故D正确．本题选择不正确的，故选C.
3．A
【详解】
A．任何物体都要向外辐射红外线，温度不同物体辐射的红外线也不同，A正确；
B．红外线没有杀毒作用，B错误；
C．红外线的波长比紫外线的波长长，C错误；
D．“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，是普朗克最先提出来的，D错误。
故选A。
4．B
【详解】
由于单个光子的能量为
所以个光子的总能量
又因为
解得
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；
B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，为解释光电效应的实验规律提出了光子说，并成功地解释了光电效应现象，故B错误；
C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的行射实验证实了他的猜想，故C正确；
D．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
A．微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A错误；
B．由能量子的表达式可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；
C．红光的频率比绿光小，由可知，红光的能量子比绿光小。故C错误；
D．电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小。故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．黑体自身辐射电磁波，但不一定是黑色的，故A错误；
BC．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，故B错误，C正确；
D．小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
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。
9．B
【详解】
体温为37 ℃，热力学温度，据可得：．故B项正确，ACD三项错误．
10．B
【详解】
由题意
则
根据公式
故选B。
11．D
【详解】
A．伽利略通过“理想实验”得出“力不是维持物体运动的原因”，选项A错误；
B．普朗克首先提出“能量子”假说，选项B错误；
C．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，选项C错误；
D．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度、加速度以及能量的概念，选项D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选项A错误；
B．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，选项B错误；
CD．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符，选项C错误，D正确。
故选D。
13．BCD
【详解】
A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较长的电磁波以不可见的红外光为主，故A错误；
B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，故B正确；
C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，故C正确；
D．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性，故D正确。
故选BCD。
14．BC
【详解】
A．物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，故A错误；
BC．铁块呈现黑色，是由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，当铁块的温度较高时铁块呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，故BC正确；
D．太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是大气吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】
A.黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，但不能用光的波动性解释，故A错误；
B.光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，故B正确；
C.电子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，故C正确；
D.动能相等的质子和电子，它们的动量为
质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，根据德布罗意波波长公式可知它们的德布罗意波长不相等，故D错误。
故选BC。
16．见解析
【详解】
根据热辐射的实验规律可知，人的体温升高，人体辐射的红外线的频率和强度就会增加，通过监测被测者辐射的红外线的频率和强度，就可以知道该人的体温了。
17．
【详解】
设灯泡的功率为P，距离灯泡d处单位面积的功率
根据能量守恒
联立解得