同步课时精练（二十四）5.4初识光量子与量子世界（含解析）

同步课时精练（二十四）5.4 初识光量子与量子世界（后附解析）
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．单摆的等时性是由惠更斯首先发现的
B．奥斯特发现了磁能生电
C．麦克斯韦最先通过实验捕捉到了电磁波
D．普朗克提出了能量子假说
2．下面说法正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
B．黑体辐射电磁波的强度与温度有关
C．爱因斯坦提出了能量子假说
D．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光
3．下列说法正确的是(　　)
A．C的半衰期会随着周围环境温度的变化而改变
B．爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C．一个处于n=3能级状态的氢原子自发跃迁时，最多能发出3种频率的光子
D．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了量子说
4．在人类对波粒二象性的认识过程中，下列说法不正确的是（　　）
A．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念
B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说
C．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长
5．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
6．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能，若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量) ( )
A．hv B．Nhv/2 C．Nhv D．2Nhv
7．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，与材料的种类及表面状况无关
C．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
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
8．“质点”概念的提出采用了建立理想化模型的科学思维方法，以下研究中与其相同的是（　　）

A．图1中探究两个互成角度的力的合成规律
B．图2中黑体辐射的研究
C．图3中卡文迪什扭秤实验
D．图4中探究向心力大小的表达式
9．下列描述的物理现象正确的是（　　）
A．电磁波在介质中传播的速度只与介质有关
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关
C．验钞机检验钞票真伪体现了红外线的荧光作用
D．导体回路的磁通量发生变化时，导体回路中就一定产生感应电流
10．下面是教材中的四幅插图，下列说法正确的是（　　）
A．由甲图可知当两个相邻的分子间距离大于r0时，随它们之间的距离增大分子力先变小后增大
B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度升高，其内能一定增大
C．从图丙可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D．图丁中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用
11．关于黑体辐射的实验规律不正确的有
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C．能正确解释黑体辐射实验规律的是普朗克提出的能量量子化理论
D．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是温度、材料、表面状况
12．太阳帆航天器是一种利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，如图所示。在没有空气的宇宙中，太阳光光子会连续撞击太阳帆，使太阳帆获得的动量逐渐增加，从而产生加速度。太阳帆飞船无需燃料，只要有阳光，就会不断获得动力加速飞行。有人设想在探测器上安装有面积极大、反射功率极高的太阳帆，并让它正对太阳。已知太阳光照射太阳帆时每平方米面积上的辐射功率为 P0，探测器和太阳帆的总质量为 m，太阳帆的面积为 s，每个光子的能量为p，此时探测器的加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
13．下列对物理学史的描述中正确的是（　　）
A．首次发现电磁感应现象规律的物理学家是法拉第
B．电场这个“场”的概念最先是由库仑提出的
C．赫兹首先用实验证实电磁波的存在
D．普朗克首先提出“量子”概念来解释黑体辐射
14．关于黑体辐射图象，下列判断正确的是__________.
A．T1B．T1>T2>T3>T4
C．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度
D．测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度
15．新冠病毒疫情期间，医用的额温枪被我们熟悉。因为其快速测温，无接触测温的特点，在医院、机场、火车站、小区、海关等地方被广泛使用。额温枪，学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”，据了解，测温原理中最关键的，是从“电磁波信息”到“温度信息”的这一转换过程，和黑体辐射有关。下列有关说法正确的是：（　　）
A．额温枪扫人的头部，对人体有辐射伤害
B．额温枪接收人体辐射的电磁波，推测其重要结构为红外接收传感器
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关，还与黑体的材料有关
D．辐射的能量是不连续的
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：A．单摆的等时性是由伽利略首先发现的，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，就是电生磁现象；法拉第发现了电磁感应现象，也就是磁生电现象，故B错误；
C．麦克斯韦提出了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故C错误；
D．普朗克提出了能量子假说，故D正确。
答案：D。
2．B
解析：A．根据麦克斯韦电磁电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，而均匀变化的电场会产生稳定的磁场，不均匀变化的电场才会产生变化的磁场，所以变化的电场不一定产生变化的磁场，同理变化的磁场也是如此，故A错误；
B．黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关，温度越高，辐射电磁波的强度越大，故B正确
C．据物理学史可知能量子假说是普朗克提出的，故C错误；
D．验钞机利用其的发出的紫外线照射钞票上隐藏的荧光标记，识别钞票的真伪，故D错误。
答案：B。
3．D
解析：A．衰变是原子核内的变化，与元素所处的温度、压强、单质或化合物等状态无关，故A错误；
B．爱因斯坦为解释光电效应实验，提出光子说，并给出了光电效应方程，故B错误；
C．一个处于n＝3能级状态的氢原子自发跃迁时，最多只能放出2种频率光子，故C错误；
D．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子，故D正确。
答案：D。
4．A
解析：A．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了量子理论；爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，故A符合题意；
B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，故B不符合题意；
C．德布罗意首先提出了物质波的猜想，之后电子衍射实验证实了他的猜想，故C不符合题意；
D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长，故D不符合题意。
答案：A。
5．C
解析：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．小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误。
答案：C。
6．C
解析：据光子说可知：光子能量与频率有关，一个光子能量为E=hv(h为普朗克常量)，N个光子的能量为Nhv，所以C正确．
思路分析:根据光子能量的关系式E=hv，计算出一个光子的能量，再用总个数乘以一个光子的能量等于总能量．
试题点评：考查光子能量的计算
7．B
解析：A．黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，这样的物体称为黑体，但不一定黑色的，故A错误。
BC．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C错误，B正确。
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，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，因此小孔成了一个黑体，故D错误。
答案：B。
8．B
解析：A．合力与分力是等效代替的关系，所以探究两个互成角度的力的合成规律是利用了等效的实验方法，故A错误；
B．任何物体都会反射电磁波，只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一种理想化的模型，故B正确；
C．卡文迪什在测量万有引力常量时，所用的物理思想方法是放大法，故C错误；
D．探究影响向心力大小因素实验时，所用的物理思想方法时控制变量法，故D错误；
答案：B。
9．B
解析：A．电磁波的传播速度在真空中达到最大，等于3×108m/s，而在其它介质中，电磁波的速度减小，故A错误；
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，故B正确；
C．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用，故C错误；
D．闭合导体回路的磁通量发生变化时，导体回路中就一定产生感应电流，故D错误。
答案：B。
10．B
解析：A．由甲图可知，当两个相邻的分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，分子力随它们之间的距离增大先增大后减小，故A错误；
B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度升高，其内能一定增大，故B正确；
C．从图丙可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较小的方向移动，即向频率较大的方向移动，故C错误；
D．图丁中一只水黾能停在水面上，主要是因为水的表面张力的原因，故D错误。
答案：B。
11．D
解析：A．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。故A正确；
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故B正确；
C．能正确解释黑体辐射实验规律的是普朗克提出的能量量子化理论。故C正确；
D．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是温度，与材料、表面状况无关。故D错误。
本题选错的，答案：D。
12．A
解析：每秒光照射到帆面上的能量
E=P0s
光子的平均能量
ε=hf
光子的频率
每秒射到帆面上的光子数
联立可得
每个光子的动量
光射到帆面被反弹，由动量定理得
Ft=2Ntp
对飞船，由牛顿第二定律得
F=ma
联立解得
故A正确，BCD错误。
13．ACD
解析：A．首次发现电磁感应现象规律的物理学家是法拉第，故A正确；
B．电场这个“场”的概念最先是由法拉第提出的，故B错误；
C．赫兹首先用实验证实电磁波的存在，故C正确；
D．普朗克首先提出“量子”概念来解释黑体辐射，故D正确。
答案：ACD。
14．BC
解析：AB．因随着温度的升高，辐射强度增强，同时辐射强度的极大值向波长较短方向移动，所以T1>T2>T3>T4．故A错误，B正确；
CD．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度，选项C正确，D错误；
答案：择BC。
15．BD
解析：AB．“额温枪”工作时接收了物体辐射的红外线，对人体没有辐射伤害，故其重要结构为红外接收传感器，故A错误，B正确；
CD．黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关，与材料无关，且黑体辐射的能量是不连续的，故C错误，D正确。
答案：BD。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页