第13章 电磁感应与电磁波初步 5 能量量子化夯基提能作业新人教版必修第三册（Word版含答案）

第十三章　5　
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．以下宏观概念中，哪些是“量子化”的(　A　)
A．物体的带电荷量　 B．物体的质量
C．汽车的速度　 D．课桌的高度
解析：所谓“量子化”应该是不连续的，是一份一份的，故选A。
2．(多选)对于带电微粒在辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(　ABD　)
A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收
B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
解析：带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍，A、B正确；带电粒子辐射和吸收的能量不是连续的，是量子化的，C错误，D正确。
3．太阳光是由不同颜色的光混合而成的，不同颜色的光频率不同，已知红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的频率依次增加，那么，按照普朗克的能量子假设，一个能量子的能量ε最小的是(　A　)
A．红光　 B．紫光
C．都一样　 D．无法确定
解析：七种色光中红光的频率最小，由ε＝hυ可知A正确。
4．关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　C　)
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
解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，A错误；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，B错误，C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此小孔成了一个黑体，而不是空腔，D错误。
5．(2021·北京101中学高二下学期期末)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　B　)
A．10－21 J　 B．10－18 J
C．10－15 J　 D．10－12 J
解析：一个处于极紫外波段的光子的能量约为E＝≈2×10－18 J，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B。
6．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥重要的作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm。根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλm＝2.90×10－3 m·K。
(1)老鼠发出最强的热辐射的波长为(　B　)
A．7.8×10－5 m　 B．9.4×10－6 m
C．1.16×10－4 m　 D．9.7×10－8 m
(2)老鼠发生的最强的热辐射属于(　C　)
A．可见光波段　 B．紫外波段
C．红外波段　 D．X射线波段
解析：(1)老鼠的体温T＝(273＋37)K＝310 K
由题设条件λm与T的近似关系式：λmT＝2.90×10－3 m·K
得λm＝＝ m≈9.4×10－6 m，B正确。
(2)根据老鼠的体温不高，不能辐射可见光进行判断，同时没有见过一个会发“光”的老鼠，且紫外和X射线的能量太大，故选C。
二、非选择题(本题共1小题，共12分)
7．(12分)在半径r＝10 m的球壳中心有一盏功率为P＝40 W的钠光灯(可视为点光源)，发出的钠黄光的波长为λ＝0.59 μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108 m/s。试求每秒钟穿过S＝1 cm2球壳面积的光子数目。
9.4×1012个
答案：9.4×1012个
解析：钠黄光的频率
ν＝＝Hz≈5.1×1014Hz，
则一个光子的能量
E0＝hν＝6.63×10－34×5.1×1014 J≈3.4×10－19 J，
又钠光灯在t＝1 s内发出光能E＝pt＝40×1 J＝40 J那么在t＝1 s内穿过S＝1 cm2球壳面积的光能量
E1＝＝ J≈3.2×10－6 J，
则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数
n＝＝≈9.4×1012(个)。