2019人教版必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步第5节能量量子化同步练习（word版含答案）

2019人教版必修第三册 第十三章 电磁感应与电磁波初步 第5节 能量量子化 同步练习
一、多选题
1．下列说法符合事实的是（　　）
A．瑞利研究黑体辐射的强度，并提出了能量量子化
B．密立根通过著名的“油滴实验”发现电荷是量子化的
C．玻尔研究原子结构时认为电子的轨道是量子化的
D．卢瑟福研究原子结构时认为原子的能量是量子化的
2．下列说法正确的是_______
A．物体辐射电磁波的强度按波长分布的情况只与物体的温度有关
B．半衰期由核内部自身的因素决定，与所处的化学状态和外部环境无关
C．大量光子表现出波动性，单个光子只具有粒子性
D．卢瑟福的核式结构模型指出了原子核的存在，成功地解释原子光谱的分立特征
3．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（　　）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有粒子性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，电子的德布罗意波长较大
4．下列说法正确的有（　　）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．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
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．光电效应中产生的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
5．下列说法正确的是(　　)
A．康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化
C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能
6．下列说法正确的是
A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为
B．铀核裂变的核反应是：
C．太阳源源不断的释放出巨大的能量，其能量的来涿就是太阳本身的核裂变
D．现在的很多手表指针上涂有一种新型发光材料，白天吸收光子外层电子跃迁到高能轨道，晚上向低能级跃迁放出光子，其发光的波长一定跟吸收的光的波长完全一致
E.光电效应现象说明光具有粒子性
F.卢瑟福首先发现了天然放射现象，说明原子核还有复杂的结构
二、单选题
7．下列说法正确的是（　　）
A．低温物体不会向外辐射电磁波 B．光波是一种概率波
C．光只具有波动性 D．光只具有粒子性
8．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
9．如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，辐射出光子a；从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子b．以下判断正确的是（　　）
A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长
B．当氢原子从4能级跃迁到3能级时，原子核外电子动能增大，电势能减小，原子系统能量增大．
C．光子a可使处于n=4能级的氢原子电离
D．一个处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线
10．下列说法正确的是（）
A．波尔理论认为电子的轨道是量子化的，电子在这些轨道上绕核转动时由于有加速度会不断向外辐射出电磁波
B．光电效应揭示了光的粒子性，光电效应表明光子具有能量和动量
C．裂变产生的中子速度很大，于是要通过镉棒将快中子变成慢中子，链式反应才能进行
D．黑体辐射中电磁波的辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料以及表面积无关
11．根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道辐射出波长为的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于（　　）
A． B． C． D．
12．关于光子的能量，下列说法中正确的是（ ）．
A．光子的能量跟它在真空中的波长成正比
B．光子的能量跟它在真空中的频率成正比
C．光子的能量跟光子的速度平方成正比
D．以上说法都不正确
13．下列说法中正确的是（　　）
A．卢瑟福根据α粒子散射实验判断出原子核是由质子和中子构成的
B．根据波尔理论，氢原子从高能级向低能级跃迁时，电子的动能将减少
C．某频率紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，若增大该紫外线的照射强度，逸出的光电子的最大初动能也随之增大
D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中共发生了8次α衰变和6次β衰变
14．一盏电灯的发光功率为100 W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长为λ=6.0×10-7 m，普朗克常量为6.63×10-34 J·s，光速为3×108 m/s，在距电灯10 m远处，以电灯为球心的球面上，1 m2的面积每秒通过的光子（能量子）数约为（　　）
A．2.4×1017个 B．2.4×1016个 C．2.4×1015个 D．2.4×1010个
15．下列说法不正确的有（　　）
A．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子
B．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大
C．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大 初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变长
16．激光在“焊接”视网膜的眼科手术中有着广泛的应用。在一次手术中，所用激光的波长λ=6.610-7m，每个激光脉冲的能量E=1.510-2J。则每个脉冲中的光子数目是（已知普朗克常量，光速）（　　）
A．3×1016 B．3×1012 C．5×1016 D．5×1012
三、解答题
17．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电磁波辐射的能量子的值各是多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【解析】
【详解】
A.普朗克研究黑体辐射的强度，并提出了能量量子化，A错误；
B.密立根通过著名的油滴实验发现电荷是量子化的，并测出了电子的电量，B正确；
C.波尔研究原子结构时认为电子的轨道是量子化的补兵首先将量子化理论引入到原子物理学中，C正确；
D.卢瑟福研究原子结构时仅仅是提出来电子绕原子核做圆周运动，没有引入量子化理论，D错误。
2．ABC
【详解】
A．物体辐射电磁波的强度按波长分布的情况只与物体的温度有关，A正确；
B．半衰期只与元素本身有关，与所处的化学状态和外部环境无关，B正确
C．大量光子才能表现出波动性，单个光子只能表现出粒子性，C正确
D．卢瑟福提出的原子核式结构模型，无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，D错误。
3．AD
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，A正确；
B．衍射是波特有的性质；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B错误；
C．黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，C错误；
D．根据
，
可得
可知动能相同的质子和电子，电子的质量较小，故其波长较大，D正确。
故选AD。
4．AB
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，故A正确；
B．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B正确；
C．黑体辐射的实验规律可用能量量子化解释，故C错误；
D．根据，光电效应中产生的光电子的最大初动能不与入射光的频率成正比，故D错误。
故选AB。
5．BCD
【详解】
A．康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项A错误；
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，选项B正确；
C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，选项C正确；
D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，则一定释放核能，选项D正确。
故选BCD。
6．AE
【解析】
试题分析：卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为，A正确；铀核裂变需中子的轰击，B错误；太阳源源不断的释放出巨大的能量，其能量的来涿就是太阳本身的核聚变，C错误；由高能级向低能级跃迁，可能放出多种频率的光子，D错误；光电效应现象说明光具有粒子性，E正确；卢瑟福不是首先发现天然放射现象，F错误．
考点：本题考查原子物理．
7．B
【详解】
A．一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，故A错误；
BCD．光具有波粒二象性，是一种概率波，故B正确，CD错误。
故选B。
8．D
【详解】
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。
9．A
【详解】
A．根据玻尔理论得知，光子a的能量
Ea=E4-E3=-0.85eV-（-1.51eV）=0.66eV
光子a的能量
Eb=E3-E2=-1.51eV-（-3.4eV）=1.89eV
所以光子a的能量小于光子b的能量，光子的能量E=hc/λ，则光子a的波长大于光子b的波长．故A正确．
B．当氢原子从4能级跃迁到3能级时，原子的能级降低，核外电子的轨道半径减小，根据可知，原子核外电子动能增大，电势能减小，原子系统能量减小，选项B错误；
C．光子a的能量是
E=-0.85eV-（-1.51eV）=0.66eV＜0.85eV
所以光子a不可使处于n=4能级的氢原子电离，故C错误；
D．一个处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线，即3→2和2→1，故D错误；
故选A．
点睛：此题关键要理解波尔理论的要点，从高能级跃迁到低能级要辐射光子，能量等于能级差；注意辐射不同光子的种数要看是“一群”还是“一个”.
10．D
【解析】
波尔理论认为，原子中的电子在某些不连续的特定轨道上绕核转动是稳定的，不产生电磁辐射，故A错误；光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外还具有动量，故B错误；核反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，以控制反应速度，故C错误；辐射强度按照波长的分布情况只随物体的温度而有所不同，这是热辐射的一种特性，与材料以及表面积无关，故D正确；故选D.
11．C
【详解】
根据玻尔理论，则
可得
故选C。
12．B
【详解】
根据可知，光子在真空中的速度是定值，光子的能量与它的频率成正比，与它在真空中的波长成反比。
A．光子的能量跟它在真空中的波长成正比，与上述分析结论不符。故A错误。
B．光子的能量跟它在真空中的频率成正比，与上述分析结论相符。故B正确。
C．光子的能量跟光子的速度平方成正比，与上述分析结论不符。故C错误。
D．以上说法都不正确，与上述分析结论不符。故D错误。
故选B。
13．D
【详解】
A．卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构模型，故A错误；
B．从高能级向低能级跃迁，即从离核较远到较近的轨道，由
可知，电子的动能增大，故B错误；
C．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，根据光电效应方程，最大初动能与入射光的频率有关，与光强度无关，故C错误；
D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，质量数减少了
一次α衰变质量数减少4，因此经过了8次α衰变，8次α衰变电荷数应该减少16，而实际电荷数只减少了
一次β衰变电荷数增加1，因此发生了6次β衰变，故D正确。
故选D。
14．A
【详解】
光是电磁波，辐射能量也是一份一份进行的，100W的灯泡每秒产生光能E=100J，设灯泡每秒发出的光子数为n，则
E=nhν=nh
在以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子数
n′=≈2.4×1017个故选A。
15．B
【详解】
A．普朗克能量量子化理论：振动着的带电微粒能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，A正确；
B．玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，B错误；
C．光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，根据光电效应方程可知，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小，C正确；
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，结合光子的能量公式，可知光子散射后波长变长，D正确。
故选B。
16．C
【详解】
每个光子的能量为
每个激光脉冲的能量为E，则每个脉冲中的光子数目
代入数据，解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
17．4.97×10－19 J，2.84×10－19 J
【详解】
根据公式
ν＝，ε＝hν
可知
400 nm电磁波辐射的能量子
ε1＝h＝6.63×10－34×J≈4.97×10－19J
700 nm电磁波辐射的能量子
ε2＝h ＝6.63×10－34×J≈2.84×10－19J
答案第1页，共2页
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