第2节 量子世界
(时间：60分钟)
知识点
基础
中档
稍难
黑体辐射及光子能量
1、2、3、4
物质的波粒二象性
5、6
综合提升
7、8
9、10
知识点一 黑体辐射及光子的能量
1．下列关于黑体辐射的说法正确的是 ( )．
A．黑体辐射的强度仅与温度有关，温度越高辐射越强
B．黑体辐射的强度与温度及辐射波长均有关
C．只有黑色物体才能发生黑体辐射
D．黑体辐射是一种理想辐射，在实际生活中很难找到，所以我们研究黑体辐
射没有意义
答案 B
2．光子的能量是由下列哪个物理量决定的 ( )．
A．光的波长 B．光的频率
C．光的传播速度 D．介质的性质
解析 光子的能量ε＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正比，所以B正确，A、C、D错误．
答案 B
3．对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有 ( )．
A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的
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 根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整倍数，故A、B、D均正确而C错误．
答案 ABD
4．人眼对绿光最为敏感．正常人的眼睛接收到波长为 530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 ( )．
A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W
C．7.0×10－48 W D．1.2×10－48 W
解析 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率是P＝，
式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，
可解得P＝6× W
＝2.3×10－18 W.
答案 A
知识点二 物质的波粒二象性
5．下列叙述的情况正确的有 ( )．
A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体
B．光是波，与橡皮绳上的波相似
C．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的
D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)，可以用波动的规律来描述
解析 光具有波动性，但不是经典理论中的波，光具有粒子性，也不是传统概念中的粒子．光与物质作用时，即发生能量交换时，不是连续进行的，而是“一份一份”进行的，表现出粒子性；光在空间的分布规律符合波动规律，表现出波动性．因此，A、B错误，C、D正确．
答案 CD
6．下列关于光子的说法中，正确的是 ( )．
A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子
B．光子的能量由光强度决定，光越强，每份光子的能量一定越大
C．光子的能量由光的频率决定，其能量与它的频率成正比
D．光子可以被电场加速
解析 光是不连续的分成许多单元的，具有一定能量的物质，这些单元叫做光子．根据ε＝hν知，光子的能量与它的频率成正比．A、C正确．
答案 AC
7．下列说法中错误的是 ( )．
A．为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难，德国物理学家普朗克提
出了能量的量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开了物理学崭新
的一页
B．普朗克还提出了光量子理论，即光在传播过程中，能量是不连续的，它是
数值分立的能量组成的
C．物质波理论揭示了物质(包括光和电子)的统一性
D．量子论认为原子处于一系列不连续的能量状态
解析 爱因斯坦提出了光量子理论，即光在传播过程中能量是不连续的，它是数值分立的能量组成的，所以B选项错．
答案 B
8．某单色光在真空中的波长为λ，以h表示普朗克常数，c表示光在真空中的速度，求每个单色光光子的能量E和质量m.
解析 光子能量E＝h，由质能方程E＝mc2得m＝＝.
答案 h，
9．功率为100 W的灯泡所放出的能量有1%在可见光范围内，它每秒内放出可见光光子的数目为多少？(设可见光的平均波长为0.5 μm)
解析 设灯泡在1 s内所放出的能量为E，则E＝Pt＝100×1 J＝100 J
1 s内所放出的能量在可见光范围内的光子总能量为E′＝100×1% J＝1 J，
因E′＝nhν＝n·h·，所以每秒放出的可见光光子数为
n＝＝＝2.5×1018(个)．
答案 2.5×1018 个
10．某电视机显像管中电子的运动速率为4.0×107 m/s，质量为10 g的一颗子弹的运动速率为200 m/s，分别计算它们的德布罗意波长．(已知德布罗意波长公式为λ＝，me＝9.1×10－31 kg)
解析 对电子
λe＝＝ m＝1.8×10－11m
对子弹λ子＝＝ m＝3.3×10－34 m.
答案 1.8×10－11 m 3.3×10－34 m
第2节 量子世界
紫外灾难
1．黑体辐射的“紫外灾难”是指 ( )．
A．紫色的自然灾害
B．实验曲线与经典物理理论的计算结果不符合，该结果出现在紫外区，故称
黑体辐射的“紫外灾难”
C．黑体温度达到一定值时，物体辐射的全部都是紫外线
D．黑体温度达到一定值时，物体辐射的全部都是紫色
解析 实验曲线与经典物理理论的计算结果不符合，随着波长变短，即向紫外区延伸时，计算的结果与实验曲线严重不符，该结果出现在紫外区，称其为黑体辐射的“紫外灾难”，故B正确，A、C、D错误．
答案 B
不连续的能量
2．最早提出量子假说的物理学家是 ( )．
A．爱因斯坦 B．牛顿
C．开普勒 D．普朗克
解析 普朗克是量子力学的奠基者，被称为量子力学之父．
答案 D
3．关于量子假说，下列说法正确的是 ( )．
A．为了解决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了量子假说
B．量子假说第一次提出了不连续的概念
C．能量的量子化就是能量的不连续化
D．量子假说认为光在空间中的传播是不连续的
解析 普朗克提出了量子假说，他认为，物质辐射(或吸收)的能量都是不连续的，是一份一份进行的．量子假说不但解决了黑体辐射的理论困难，而且重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学上崭新的一页，B、C正确．
答案 BC
物质的波粒二象性
4．下列说法正确的是 ( )．
A．光是一种电磁波
B．光是一种概率波
C．光子相当于高速运动的质点
D．光的直线传播只是宏观近似规律
解析 不能把光波看做是宏观力学中的介质波、连续波，它实质上是电磁波、概率波；也不能把光子看做宏观世界中的实物粒子、质点．
答案 ABD
