6.5量子化现象 同步练习（word版含答案）

6.5、量子化现象
一、选择题（共16题）
1．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则
A．在水中，a光的波长较小
B．水对b光的折射率较大
C．在真空中，a光的传播速度较大ccnm
D．在真空中，b光光子的能量较大
2．关于光的本性，下列说法正确的是（ ）
A．光既具有波动性，又具有粒子性，这是互相矛盾和对立的
B．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点
C．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性
D．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性
3．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）
A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较长的方向移动
C．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
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
4．下列说法正确的是（　　）
A．黑体只吸收电磁波，不辐射电磁波
B．光的波长越长，光子的能量越大
C．光的波长越短，越容易发生衍射
D．在光的干涉中，明条纹的地方是光子到达概率大的地方
5．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光通过三棱镜后形成a、b两束单色光，下列说法正确的是（　　）
A．a光的折射率较大
B．在三棱镜中a光的速度较小
C．在三棱镜中a光的波长较长
D．a光的光子能量较大
6．已知温度T1>T2，能正确反映黑体辐射规律的图像是（　　）
A． B．
C． D．
7．电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用，下列有关电磁波的说法正确的是（　　）
A．微波比可见光的波长大
B．麦克斯韦证实了电磁波的存在
C．变化的电场周围一定产生电磁波
D．黑体辐射电磁波的强度与温度无关
8．2020年为了做好疫情防控工作，很多场所都利用红外线测温枪对进出人员进行体温检测，红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染（不用接触被测物体）的特点。下列说法中正确的是（　　）
A．红外测温枪利用了一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大
B．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
C．红外线也属于电磁波，其波长比红光短
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点
9．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．一切物体只有在吸收电磁波的同时才会辐射电磁波
B．黑体在不断的辐射电磁波，且温度越高最强辐射波的波长越长
C．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，因此肉眼看不到黑体
D．黑体辐射电磁波的能量是不连续的，而是某个能量值的整数倍
10．如图所示为氢原子能级图,当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时,释放的光子的频率为的、波长为、能量为、动量为；从n=3能级跃迁到n=2能级时，释放的光子的频率为、波长为λ2、能量为的、动量为，则下列关系正确的是
A． B．
C． D．
11．能正确解释黑体辐射实验规律的是（　　）
A．能量的连续经典理论
B．普朗克提出的能量量子化理论
C．以上两种理论体系任何一种都能解释
D．牛顿提出的微粒说
12．关于物理学家及他们的科学贡献，下列说法中正确的是
A．洛伦兹发现了磁场对电荷的作用规律，库仑发现了电场对电荷的作用规律
B．普朗克提出了能量子观点，爱因斯坦发现光电子的能量是量子化的
C．卢瑟福的原子模型指出了原子核的存在，玻尔的原子模型不能解释氦原子的光谱
D．查德威克观察β衰变现象发现了中子，居里夫妇发现了人工放射性
13．下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是（　　）
A．一切物体都在辐射电磁波
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．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
D．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
14．关于热辐射，下列说法正确的是
A．只有温度高的物体才会有热辐射
B．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
C．随着黑体的温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关
15．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
16．下列说法正确的是（ ）
A．比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量
B．用紫光照射某金属表面时发生光电效应，改用红光照射时也一定能发生光电效应
C．黑体辐射的强度随温度的升高而变大，且最大值向波长较短的方向移动
D．改变压强、温度可改变放射性元素的半衰期
二、填空题
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．黑体辐射的规律如图所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都会________（填“增加”、“减少”“不变”），辐射强度的极大值向波长_____（填“较长”、“较短”）的方向移动。
综合题
19．一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？
20．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？
21．纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求：
（1）每次“点焊”视网膜的时间．
（2）在这段时间内发出的激光光子的数量．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出说明a的频率大于b的频率。频率大的光折射率大，由
知a在水中的波速小，而
所以在水中，a光的波长较小，故A正确；
B．水对a光的折射率较大，故B错误；
C．在真空中，光的传播速度一样大，故C错误；
D．b的频率小，光子的能量
所以b光光子的能量较小，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A.光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故A不符合题意；
B.光是概率波，不同与机械波；光的粒子性也不同与质点；即单个光子即具有粒子性也具有波动性；故B不符合题意；
C.单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，故C不符合题意；
D.由于光具有波动性，又具有粒子性，即光的波动性与粒子性是光子本身的一种属性，故无法只用其中一种去说明光的一切行为，故光具有波粒二象性，故D符合题意；
3．C
【详解】
A．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，A错误；
B．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，温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长减小的方向移动，B错误；
C．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，与实验结果相符，C正确；
D．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，这个小孔就成了一个绝对的黑体，D错误。
故选C。
4．D
【详解】
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故A错误；
B．光的波长越长，频率越小，则能量越小，故B错误；
C．波长越长，越容易发生明显衍射，故C错误；
D．光波是概率波，在光的干涉现象中，暗条纹是指振动减弱的地方，是光子到达概率最小的地方，并非光子不能到达的地方，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．光从空气斜射向玻璃折射时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，根据
故光线a的折射率较小，频率也较小，即
na＜nb
故A错误；
B．根据
可知在该三棱镜中a光速度大于b光速度，故B错误；
C．根据
可知在三棱镜中a光的波长较长，故C正确；
D． a光的频率较小，根据
E=hv
则a光的光子能量较小，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】
由黑体辐射的规律，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，因T1＞T2，则ACD错误，B正确；
故选B。
7．A
【详解】
A．根据电磁波谱可知，微波比可见光的波长大，选项A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，选项B错误；
C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，而稳定的磁场周围不产生电场，不会产生电磁波，选项C错误；
D．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D错误。
故选A。
8．A
【详解】
AB．一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大。红外线测温枪就是利用这一特点工作的，A正确，B错误；
C．红外线属于电磁波，波长比红光长，C错误；
D．普朗克在研究黑体辐射时，最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，D错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故A错误；
B．黑体在不断的辐射电磁波，且温度越高最强辐射波的波长越短，故B错误；
C．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射光，肉眼能看到黑体，故C错误；
D．根据量子化的理论，黑体辐射电磁波的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
由波尔理论以及题意可知
；
由于
，
得到
； ； ；.
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
11．B
【详解】
ABC．根据黑体辐射的实验规律，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，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释，故B正确，AC错误；
D．牛顿提出的微粒说只能局限于解决宏观物体的低速运动，不能解释黑体辐射实验规律，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
A：洛伦兹发现了磁场对电荷的作用，提出了洛伦兹力公式；库仑发现了电荷间的相互作用规律，电场是法拉第发现的．故A项错误．
B：普朗克首先提出了能量子观点；爱因斯坦发现了光的能量是量子化的，即发现了光子．故B项错误．
C：卢瑟福通过α粒子散射实验发现原子中带正电部分体积很小，但几乎占有全部质量，即存在原子核；玻尔的原子模型可以解释氢原子和类氢原子的光谱，但对稍微复杂一点的原子如氦原子的光谱，就无法解释了．故C项正确．
D：查德威克通过人工核转变（）发现了中子；约里奥–居里夫妇发现了人工放射性（）．故D项错误．
13．D
【详解】
A．根据黑体辐射理论可知，一切物体都在辐射电磁波，故A正确；
B．根据黑体辐射规律可知，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．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故C正确；
D．物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与其它因素有关，比如物体的形状，故D错误。
本题选不正确的，故选D。
14．BD
【详解】
A．一切物体都有热辐射，温度较高的物体热辐射越强，故A错误；
B．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正确；
C．黑体辐射的实验表明，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向，故C错误；
D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关，故D正确．
15．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．
16．AC
【详解】
A．比结合能大的原子核分解为比结合能小的原子核时，核子的总结合能减小，一定要吸收核能才能完成，故A正确；
B．用紫光照射某种金属可以发生光电效应，可知紫光的频率大于金属的极限频率，红光的频率小于紫光的频率，用红光照射不一定能产生光电效应，故B错误；
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确；
D．半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故D错误。
故选AC。
17． 普朗克 爱因斯坦
【详解】
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。
18． 减少 较长
【详解】
由图可知，随温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小；同时最大辐射强度向右侧移动，即向波长较长的方向移动。
19．
【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
20．100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值分别是19.9X10-17J和4.98X10-17J
【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．
21．（1） （2）个
【详解】
(1)已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10-3J，根据E=Pt得，每次“点焊”视网膜的时间是
(2)设每个光子的能量为E0，则
在这段时间内发出的激光光子的数量
答案第1页，共2页