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）

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、单选题
1．红、黄、蓝、紫四种单色光中，光子能量最小的是（　　）
A．红光 B．黄光 C．蓝光 D．紫光
2．下列说法中正确的是（　　）
A．电子的衍射图样表明电子具有粒子性
B．粒子的运动速率增大，其德布罗意波的波长也增大
C．为了解释黑体辐射规律，爱因斯坦提出了能量量子化的观点
D．黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
3．下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是（　　）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的强度与温度无关
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
D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
4．新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（　　）
A．红外线的光子能量比紫外线的大
B．真空中红外线的波长比紫外线的长
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线的频率比紫外线高
5．人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就有察觉。功率为的绿灯如果消耗功率的可产生绿光光子，已知普朗克常量，绿光光子的频率为，则发出的绿光光子数约为（　　）
A． B．
C． D．
6．下列说法正确的是（　　）
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．振动的带电微粒辐射或吸收的能量可以是任意数值
C．动能相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显
D．光的波动性不是光子之间相互作用引起的，而是光子自身固有的性质
7．氢原子的四个能级如图所示，其中为基态．若一群氢原子A处于激发态，另一群氢原子B处于激发态，则下列说法正确的是
A．A可能辐射出4种频率的光子
B．B可能辐射出8种频率的光子
C．A能够吸收B发出的某种光子并跃迁到能级
D．B能够吸收A发出的某种光子并跃迁到能级
8．下列说法正确的是 （ ）
A．在黑体辐射中随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射强度的极大值 向波长较长的方向移动
B．振动的带电微粒辐射或吸收的能量可以是任意数值
C．动能相同的质子和电子相比，质子的波动性更为明显
D．不确定性关系适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观物体
9．根据玻尔理论，当氢原子发出一个光子后，下列结论不正确的是
A．原子的能量将减少 B．原子的电势能将减少
C．核外电子绕核运转的周期将减小 D．核外电子绕核运转的动能将减少
10．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流，表中给出了6次实验的结果。
组 次 入射光子的能量/eV 相对光强 光电流大小/mA 逸出光电子的最大动能/eV
第一组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9
第二组 4 5 6 6.0 6.0 6.0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2.9 2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是（　　）A．两组实验采用了不同频率的入射光
B．两组实验所用的金属板材质相同
C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的动能一定为1.9 eV
D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
二、多选题
11．根据玻尔理论，氢原子的电子由n=4轨道跃迁到n=1轨道时，下列说法正确的是（　　）
A．原子的能量增加，电子的动能减少
B．原子的能量减少，电子的动能增加
C．电子绕核运动的半径减小
D．原子要吸收某一频率的光子
12．下列说法正确的有（ ）
A．研究表明，一般物体的电磁辐射仅与温度有关
B．电子的衍射图样证实了电子的波动性
C．α粒子散射实验是估测原子核半径最简单的方法
D．结合能越大的原子核，核子的平均质量越大
13．下列说法正确的是（ ）
A．电子的发现使人们认识到原子是可以再分的
B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
D．康普顿效应为物质波理论提供了实验支持
14．以下说法符合物理学史的是_______（填正确的答案标号）
A．康普顿引入能量子的概念，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．康普顿效应表明光子具有能量
C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性
D．汤姆逊通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
E．为了解释黑体辐射规律，康普顿提出了电磁辐射的能量是量子化的
15．下列说法正确的是　　　
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
B．在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值的光向频率较低的方向移动
C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一半，仍然可发生光电效应
D．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，若换成紫光来照射该金属，也一定能发生光电效应
E．在光电效应现象中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
16．关于黑体辐射图象，下列判断正确的是__________.
A．T1B．T1>T2>T3>T4
C．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度
D．测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度
三、解答题
17．生活中很多地方杀毒都用到紫外线，紫外线的波长范围大致是100nm﹣400nm ． 100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值是多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
某色光每个光子的能量与该种色光频率间的关系为
（其中是普朗克常量）
而可见光中红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的色光频率依次增加，所以红光的光子能量最小、紫光的光子能量最大。
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
A． 衍射是波特有的性质，因此电子的衍射图样表明电子具有波动性，故A错误；
B． 运动的速度越大则其动量越大，由可知其对应的德布罗意波的波长越小。故B错误；
C． 为了解释黑体辐射规律，普朗克提出了能量子的观点，故C错误；
D．根据黑体辐射规律可知，黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
A．一切物体都在辐射电磁波，A正确；
B．实际物体辐射电磁波的情况与温度、表面情况、材料都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型，B错误；
C．黑体辐射的强度的极大值随温度升高向波长较短的方向移动，C正确；
D．能100%的吸收入射到其表面的各种波长的电磁波，这样的物体称为黑体，D正确；
由于选择不正确的，故选B。
4．B
【解析】
【详解】
AD．因为红外线的频率小于紫外线，根据
可知红外线的光子能量比紫外线的小，故AD错误；
B．根据
可知红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确；
C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故C错误；
故选B。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
设光子个数为，则有
解得
所以C正确；ABD错误；
故选C。
6．D
【解析】
【详解】
A．由黑体辐射的实验规律可知，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加，另一方面辐射的极大值向波长较短的方向移动，所以A错误；
B．振动着的带电微粒辐射或吸收的能量是某一最小能量值的整数倍，所以B错误；
C．德布罗意波的波长公式为
又因为质子的质量比电子的质量大，则如果质子和电子的动能相等时，质量小的波长大，波动性明显，所以电子的波动性更为明显，所以C错误；
D．使光子一个一个地通过双缝，如果时间足够长，底片上中央到达的机会最多，其它地方机会较少。因此光的波动性是光子自身固有的性质，不是光子之间相互作用引起的，所以D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【详解】
A、原子A可能辐射出种频率的光子，故A错误；
B、原子B可能辐射出种频率的光子，故B错误；
C、原子吸收的能量应为从低能级跃迁到高能级的能量差，故C正确，D错误．
8．D
【解析】
【详解】
A、在黑体辐射中，辐射强度随温度的变化关系为：随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；
B、根据量子化的理论，带电微粒辐射和吸收的能量，是不连续的，故B错误；
C、根据物质波的波长公式：和动能与动量的关系式：，得：，动能相等的质子和电子相比，质子的质量大，所以质子的物质波波长短，电子的物质波波长长，电子的波动性更为明显，故C错误；
D、不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适于宏观物体，故D正确．
9．D
【解析】
【详解】
AB．原子发出一个光子后，其能量要减少;电子要到更小的轨道上运行，原子的势能即电子与原子核之间的库仑引力所对应的能量，距离减小势能减少．故AB不符合题意．
C．由，解得：
可知T随r的减小而减小．故C不符合题意．
D．由，解得：
动能随r的减小而增大．故D符合题意．
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．表格中入射光子的能量不同，根据光子的能量
可知两组实验采用的入射光的频率不同，故A正确；
B．由光电效应方程
解得两组实验中金属的逸出功都是
所以两组实验所用的金属板材质相同，故B正确；
C．若入射光子的能量为5.0eV，根据
即逸出光电子的最大动能为1.9eV，故C错误；
D．当入射光子的能量为5.0eV时，相对光强越强，单位时间内飞出的光电子越多，光电流越大，故D正确。
故选C。
11．BC
【解析】
【详解】
根据玻尔理论，氢原子的电子由n=4轨道跃迁到n=1轨道时，原子的能量减小，原子要辐射出某一频率的光子，电子的轨道半径减小，根据
可知
动能增加，故选BC。
12．BC
【解析】
【详解】
A．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型，故A错误；
B．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故B正确；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一，故C正确；
D．根据核子平均质量曲线与比结合能曲线可知比结合能越大，原子核越稳定，核子平均质量越小，故D错误。
故选BC。
13．ABC
【解析】
【详解】
电子的发现使人们认识到原子是可以再分的，选项A正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，选项B正确；卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项C正确；康普顿效应表明光子有能量，也有动量，为光的粒子性理论提供了实验支撑，故D错误.
14．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．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A正确；
B．康普顿效应不仅表明了光子具有能量，还表明了光子具有动量，故B正确；
C．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，故C正确；
D．卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，故D错误；
E．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的，故E错误；
故选ABC。
15．ACD
【解析】
【详解】
A．普朗克在研究黑体辐射问题时，提出了能量子假说：能量在传播与吸收时，是一份一份的，故A正确；
B．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，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错误；
C．光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一半，光的频率不变，仍然大于极限频率，可以发生光电效应，故C正确；
D．用一束绿光照射某金属，能发生光电效应，若换成紫光来照射该金属，因为紫光的频率大于绿光的频率，所以也一定能发生光电效应，故D正确；
E．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，而入射光越强，光电流的饱和值越大，故E错误。
故选ACD。
【点睛】
知道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，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。理解能量量子化的内涵，掌握饱和电流大小与光电子个数有关，注意解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应方程，知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目。
16．BC
【解析】
【详解】
AB．因随着温度的升高，辐射强度增强，同时辐射强度的极大值向波长较短方向移动，所以T1>T2>T3>T4．故A错误，B正确；
CD．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度，选项C正确，D错误；
故选择BC。
17．100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值分别是19.9X10-17J和4.98X10-17J
【解析】
【详解】
由，100nm电磁波辐射的能量子ε的值：E1＝6.626×10 34×≈19.9×10 17J；400nm电磁波辐射的能量子ε的值：E2＝6.626×10 34×≈4.98×10 17J．
答案第1页，共2页
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