6.5量子化现象 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．关于电磁波和能量量子化，下列说法正确的是（　　）
A．法拉第最先预言电磁波的存在
B．电磁波的频率越高，能量子的能量越大
C．红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长依次变长
D．从距离地面340km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站，至少需要10-3s
2．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）
A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还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，与材料的种类及表面状况无关
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
3．下列宏观概念中，是“量子化”的有（　　）
A．人的身高 B．物体的质量
C．汽车的速度 D．大象的头数
4．为了将SI单位中的7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，2018年11月16日，第26届国际计量大会通过投票，自2019年5月20日起，千克将基于普朗克常数定义，即。由所学知识，可以推断出a、b的数值分别为（　　）
A． B． C． D．
5．我国高铁技术从无到有，并取得了巨大飞跃，目前处于世界领先水平。高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A．波长更长 B．衍射更明显 C．能量子的能量更大 D．传播速度更快
6．我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（　　）
A．波长更长 B．能量子的能量更小
C．能量子的能量更大 D．传播速度更快
7．普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（　　）
A． B．m C． D．
8．根据物理公式可以得出单位关系或物理量的单位，下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的单位为V/C B．功率的单位为或
C．普朗克常量h的单位为 D．力的单位为
9．下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电磁感应的规律
B．赫兹预言了电磁波的存在并发现了电磁波
C．普朗克认为电磁波的能量是不连续的，把每一份能量称为能量子
D．紫外线的主要作用是热效应
10．首先发现中子的是（　　）
A．查德威克 B．普朗克 C．爱因斯坦 D．贝可勒东
11．量子化是一种从经典场论建构出量子场论的程序。为了解释图示的黑体辐射的实验规律，猜测振动着的带电粒子的能量只能是某一最小能量值的整数倍，并以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射，即微观粒子的能量是量子化的假设，首先提出此观点的科学家是（　　）
A．密立根 B．普朗克 C．玻尔 D．爱因斯坦
12．第26届国际计量大会决定，SI单位中的7个其本单位将全部建立在不变的自然常数基础上。其中由普朗克常量以及单位米和秒定义的基本单位所对应的物理量是（　　）
A．质量 B．频率 C．电压 D．力
13．以下说法符合物理学史的是（　　）
A．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
B．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
C．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
D．普朗克将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
14．能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是（　　）
A．库仑 B．普朗克
C．密立根 D．爱因斯坦
15．下列关于光和辐射的说法正确的是（　　）
A．黑板吸收可见光，故为黑色，它是一种黑体
B．部分物质有放射性，可使人致癌，因此，放射性射线只会对人有害
C．放射性物质可使人致癌，因此，我们应当远离放射性物质，类似的，我们也应当远离有辐射的物质
D．光子频率越高，能量越大，光强却可以很小
二、填空题
16．表达式：ε＝______。其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率．h称为______。h＝6.62607015×10－34J·s。
17．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。
18．特点：温度升高时，热辐射中波长较______的成分越来越强。
19．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以有较强的辐射( )
三、解答题
20．有一真空中波长为6×10﹣7m的单色光，普朗克常量为6.63×10﹣34J s求此:
(1)单色光的频率；
(2)单色光的的1个光子的能量．
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．
22．可见光波长的大致范围是。、电磁辐射的能量子的值是多少？
23．在一杯开水中放入一支温度计，可以看到开水的温度是逐渐降低的。根据能量量子化理论，开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？
24．已知小灯泡的功率，设小灯泡发光时向四周均匀辐射平均波长的光，求在距离灯泡处，每秒钟落在垂直于光线方向上面积为处的光子数是多少？（已知，计算结果保留两位有效数字）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．麦克斯韦最先预言电磁波的存在，故A错误；
B．根据能量计算公式
可知，电磁波的频率越高，能量子的能量越大，故B正确；
C．根据电磁波谱可知红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长依次变短，故C错误；
D．电磁波的波速为光速，根据公式
故D错误。
故选B。
2．C
【详解】
A．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，而不发生发射，这样的物体称为黑体，故A错误；
BC．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黑体，故选项D错误。
故选C。
3．D
【详解】
能一份份地选取，且只能取整数，不能取小数的量均可以看作“量子化”，如大象的头数，学生个数等。
故选D。
4．B
【详解】
由
可知
其中能量E的单位是焦耳，，频率的单位是赫兹，，可得
ACD错误，B正确。
故选B。
5．C
【详解】
A．由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，已知电磁波的波长与频率的关系为λ =，由此可知频率越高波长越短，则与4G相比，5G使用的电磁波波长更短，A错误；
B．波长越长衍射现象越明显，由选项A可知λ5G < λ4G，则与4G相比，5G使用的电磁波衍射现象较差，B错误；
C．已知能量子的能量为，由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，则与4G相比，5G使用的电磁波能量子的能量更大，C正确；
D．电磁波的传播速度与光速相等，在自由空间中，为c = 3 × 108m/s，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，已知电磁波的波长与频率的关系为
由此可知频率越高波长越短，则与4G相比，5G使用的电磁波波长更短，A错误；
BC．已知能量子的能量为
由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，则与4G相比，5G使用的电磁波能量子的能量更大，C正确；
D．电磁波的传播速度与光速相等，在自由空间中，为c=3×108m/s，D错误。
故选C。
7．B
【详解】
根据可得它们的单位为：
故选B。
8．B
【详解】
A．由，可知电场强度的单位为N/C或V/m，A错误；
B．由、可知功率的单位等于或，B正确；
C．由，可得，则h的单位为J/Hz或，C错误；
D．由可知力的单位为，D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．法拉第发现了电磁感应的规律，选项A错误；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹发现了电磁波，选项B错误；
C．普朗克认为电磁波的能量是不连续的，把每一份能量称为能量子，选项C正确；
D．红外线的主要作用是热效应，选项D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．查德威克发现了中子，A正确；
B．普朗克首次提出了能量子的概念，B错误；
C．爱因斯坦最早认识到能量子的意义，提出光子说，C错误；
D．贝克勒尔发现天然放射性现象，揭示了原子核可以再分，D错误。
故选A。
11．B
【详解】
A．密立根测定了电子的电荷量，A错误；
B．普朗克最先提出能量的量子化，成功解释了黑体辐射现象，B正确；
C．玻尔将量子理论引入原子理论，解释了氢原子光谱，C错误；
D．爱因斯坦用量子理论解释了光电效应，D错误。
故选B。
12．A
【详解】
根据
可知由普朗克常量以及单位米和秒定义的基本单位所对应的物理量的单位是kg，则物理量是质量，故A正确，BCD错误。
故选A。
13．A
【详解】
A． 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A正确；
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出了电磁辐射的能量是量子化的。故B错误；
C． 卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构。故C错误；
D．玻尔量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征。故D错误。
故选A。
14．B
【详解】
能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是普朗克。
故选B。
15．D
【详解】
A．黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外辐射电磁波，不一定是黑色的，故A错误；
B．部分物质有放射性，可使人致癌，放射性射线对人和动物都有害，B错误；
C．放射性物质可使人致癌，因此，我们应当远离放射性物质，但在辐射安全值范围内，可以靠近有辐射的物质。
D．光子的能量，光子频率越高，能量越大，如果某种光子频率高，但单位时间从光源发出的光子数少，光强可以很小。D正确。
故选D。
16． hν 普朗克常量
略
17． 反射 辐射 温度
略
18．短
【详解】
略
19．正确
【详解】
黑体看上去不一定是黑色的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑色的，有些可看成黑体的物体由于有较强的辐射，看起来很明亮，故此说法正确。
20．(1)f=5×1014Hz (2) E=3.3×10﹣19J
（1）光在真空中传播速度为c=3×108m/s，而波长与频率的关系是c=λf，由此式可求得频率f．
（2）光子能量公式E=hf．
【详解】
（1）由c=λf，得
（2）1个光子的能量E=hf=6.63×10-34×5×1014J=3.3×10-19J
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
22．，
【详解】
由能量子计算可得，400nm电磁辐射的能量子为
760nm电磁辐射的能量子为
23．见解析
【详解】
开水向外辐射的每一份能量子能量很小(微观量)，而水降低1℃的能量很大（宏观量）。在宏观世界里观察不到能量量子化的效应，可以认为能量是连续的。所以，观察到的温度计的温度不是一段一段地降低的，可以认为开水的温度是连续变化的。
24．个
【详解】
每个光子
每秒发射光子数个

解得：个
答案第1页，共2页
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