6.5量子化现象同步练习 （word版含答案）

粤教版（2019）必修三 6.5 量子化现象 同步练习
一、单选题
1．近日，由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营。在过去的10年，义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展。5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比与4G信号，下列判断正确的是（　　）
A．5G信号的光子能量更大
B．5G信号的衍射更明显
C．5G信号的传播速度更大
D．5G信号的波长更长
2．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．黑体是黑色的
C．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，与材料的种类及表面状况无关
D．煤烟很接近黑体，如置于阳光下照射，煤烟温度会不断上升
3．华为手机麒麟9000型芯片是5nm制作工艺，光刻机是芯片制造的核心设备之一。光刻机通过一系列的光源能量，将光束透射过画着线路图的掩模，用透镜将线路图成比例缩小后映射到涂有化学层的硅片上，受到光线照射的部分，可以被冲洗掉，在硅片上就得到了掩膜上的电路图。芯片的制作过程需要用较大能量光子的光照射，应选用的光源是（　　）
A．波长长的光源 B．频率大的光源
C．强度小的光源 D．强度大的光源
4．下列说法正确的是（　　）
A．变化的电场会产生磁场
B．微观粒子的能量变化是连续的
C．只有温度高的物体才会有热辐射
D．在真空中，红外线比紫外线传播速度快
5．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
6．下列说法正确的是（　　）
A．只有高温物体才能产生热辐射，黑体一定是黑色的
B．穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零
C．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
D．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场
7．在科学发展史上，许多物理科学家做出了杰出贡献，他们在研究过程中应用了很多科学方法，下列叙述正确的是（　　）
A．法拉第通过实验研究，总结出“磁生电”是一种在变化，运动的过程中才能出现的效应，并总结出法拉第电磁感应定律
B．亚里士多德提出重的物体比轻的物体下落的快，是没有事实依据凭空猜想出来的
C．富兰克林命名了正负电荷，为定量研究电现象定了基础
D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子
8．下列关于能量、能量量子化及电磁波的说法正确的是（　　）
A．能量的耗散现象是与能量守恒定律相违背的一个特例
B．黑体虽然不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波
C．微波炉使用红外线加热食物
D．普朗克提出了光是由一个个不可分割的能量子组成的
9．实际物体是具有多重属性的，但是，当针对某种目的，从某种角度对某一物体进行研究时，有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用却可以忽略不计。物理学上为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体就是理想模型。下列不属于理想模型的是（　　）
A．质点 B．元电荷 C．点电荷 D．黑体
10．影响黑体辐射强度的因素是（　　）
A．只有温度 B．只有波长
C．与波长和温度都有关 D．与波长和温度都无关
11．2016年中国发射卫星“悟空”，用来探测暗物质粒子和黑洞。黑洞是黑体的一种，关于黑体，下列说法正确的是（　　）
A．外表面涂成黑色的物体就是黑体
B．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波
C．空腔壁上开很小的孔，射入孔的电磁波最终不能从空腔射出，这个小孔就成了黑体
D．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说
12．近日，由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营。在过去的10年，义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展。5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大。相比与4G信号，下列判断正确的是（　　）
A．5G信号的光子能量更大
B．5G信号的衍射更明显
C．5G信号的传播速度更大
D．5G信号的波长更长
13．关于物理学史，下列说法中错误的是（　　）
A．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的
B．库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在
D．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念
14．下列物理常量和单位对应关系正确的是（　　）
A．引力常量
B．静电力常量
C．元电荷
D．普朗克常量
15．在科学发展史上，许多物理科学家做出了杰出贡献，他们在研究过程中应用了很多科学方法，下列叙述正确的是（　　）
A．法拉第通过实验研究，总结出“磁生电”是一种在变化，运动的过程中才能出现的效应，并总结出法拉第电磁感应定律
B．亚里士多德提出重的物体比轻的物体下落的快，是没有事实依据凭空猜想出来的
C．富兰克林命名了正负电荷，为定量研究电现象定了基础
D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子
二、填空题
16．黑体辐射
（1）定义：黑体虽然不______电磁波，却可以向外______电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。
（2）黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的______有关。
17．黑体只是从外界吸收能量,从不向外界辐射能量( )
18．17世纪，荷兰物理学家__________提出了光的波动说，但由于__________支持微粒说，因而微粒说长期占着主导地位，19世纪观察到了光的__________、__________现象，波动说才得到了公认，后来又发现了__________，证实光具有粒子性，因而光具有__________．
19．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的______而不发生反射。
三、解答题
20．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？
21．在巴耳末系中波长最长的光子能量约为多少？
22．1900年4月27日，英国著名物理学家开尔文男爵在英国皇家学会提出“物理学的两朵乌云”，查阅资料简述这“两朵乌云”是什么？
23．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？
24．光具有波粒二象性，光子的能量为，其中频率表征波的特性．在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量与光波波长的关系为．若某激光管以的功率发射波长的光束．求：
（1）该管在内发射出多少个光子？
（2）若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到的光束对它的作用力为多大？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据公式
可知，5G信号的光子能量比4G光子能量更大，故A正确；
BD．发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G信号不容易发生明显衍射，故BD错误；
C．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是相同的，在介质中要看折射率，故C错误。
故选A。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．任何物体在任何温度下都会发生热辐射，选项A错误；
B．黑体可以辐射电磁波，不一定是黑色的，选项B错误；
C．黑体是一种理想模型，其辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与其他因素无关，选项C正确；
D．煤烟的温度不会持续上升，因为能量不断被吸收的同时，还伴随着能量的辐射，最终将趋于平衡，选项D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
由光子的能量公式，即
可知，频率越大额光子能量越大，光子的能量与光子的强度无光，而根据公式
可得，波长越长，光子的频率越小，ACD错误，B正确。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论分析，变化的电场会产生磁场，变化的磁场会产生电场，A正确；
B．微观粒子的能量变化是跳跃的，不连续的，B错误；
C．自然界的任何物体都会向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，C错误；
D．在真空中，不同频率的光光速都是一样的，只有在介质中才会色散，D错误。
故选A。
5．A
【解析】
【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。
6．D
【解析】
【详解】
A．所有物体都能产生热辐射，黑体是个完全吸收外来电磁辐射的理想模型，不是黑色的物体，A错误；
B．磁通量为零可能是因为磁场方向与线圈平面平行，而该处的磁感应强度不一定为零，B错误；
C．闭合电路内的磁通量发生变化时才会产生感应电流，C错误；
D．根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，D正确。
故选D。
7．C
【解析】
【详解】
A．法拉第通过实验研究，总结出“磁生电”，而纽曼，韦伯在对理论和实验资料进行严格分析先，后总结出：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故A错误；
B．亚里士多德提出重的物体比轻的物体下落的快，是根据生活经验猜想出来的，故B错误；
C．富兰克林命名了正负电荷，为定量研究电现象奠定了基础，符合史实，故C正确；
D．普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
【详解】
A．能量的耗散现象只是说明能量可以转移，并不违背能量守恒定律，故A错误；
B．黑体虽然不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，故B正确；
C．微波炉使用电磁波加热食物，故C错误；
D．爱因斯坦提出了光是由一个个不可分割的能量子组成的，故D错误。
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
物理学上为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体就是理想模型，如质点、点电荷、黑体，但是元电荷是一种电荷单位，所以B错误，符合题意；ACD正确，不符合题意；
故选B。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
黑体辐射与波长和温度都有关系，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．黑体是能吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体，故AB错误；
C．空腔壁上开很小的孔，射入孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了黑体，故C正确；
D．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D错误。
故选C。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据公式
可知，5G信号的光子能量比4G光子能量更大，故A正确；
BD．发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G信号不容易发生明显衍射，故BD错误；
C．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是相同的，在介质中要看折射率，故C错误。
故选A。
13．B
【解析】
【详解】
A．元电荷的数值最早是由美国物理学家密立根测得的，A正确；
B．法拉利提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，并非库仑，B错误；
C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，C正确；
D．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子概念，D正确；
本题选择错误的，故选B。
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由
得G的单位是，A错误；
B．由
得k的单位是，B错误；
C．元电荷e的单位是电荷量的单位C，C错误；
D由
得h的单位是，即，D正确。
故选D。
15．C
【解析】
【详解】
A．法拉第通过实验研究，总结出“磁生电”，而纽曼，韦伯在对理论和实验资料进行严格分析先，后总结出：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，后人称之为法拉第电磁感应定律，故A错误；
B．亚里士多德提出重的物体比轻的物体下落的快，是根据生活经验猜想出来的，故B错误；
C．富兰克林命名了正负电荷，为定量研究电现象奠定了基础，符合史实，故C正确；
D．普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，故D错误。
故选C。
16． 反射 辐射 温度
【解析】
略
17．错误
【解析】
【详解】
[1]．黑体也向外辐射电磁波，且向外辐射电磁波的强度按波长的分布与温度有关，故原题说法错误。
18． 惠更斯 牛顿 干涉 衍射 光电效应 波粒二象性
【解析】
【详解】
[1][2][3][4][5][6]17世纪，荷兰物理学家惠更斯提出了光的波动说，但由于牛顿支持微粒说，因而微粒说长期占着主导地位，19世纪观察到了光的干涉、衍射现象，波动说才得到了公认，后来又发现了光电效应，证实光具有粒子性，因而光具有波粒二象性。
19．电磁波
【解析】
【分析】
【详解】
略
20．4.97×10－19 J，2.84×10－19 J
【解析】
【分析】
【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
21．
【解析】
【详解】
由巴耳末公式可知，n取3的时候波长最长，
光子的频率：
由光子能量知：
.
22．两朵乌云指：一是光的运动问题，二是能量辐射的问题
【解析】
【详解】
两朵乌云指：一是光的运动问题，二是能量辐射的问题。
23．100nm、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．
24．（1）个（2）
【解析】
【详解】
(1)没在时间内发射出的光子数为n，光子频率为v，每个光子的能量为，则：
又，则：
将代入上式，解得：个
(2)在时间内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末态总动量变为0，根据题中信息可知，个光子的初态总动量为：
根据动量定理可知：
黑体表面对光子的作用力为：
根据牛顿第三定律，光子对黑体表面的作用力为
答案第1页，共2页
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