2016-2017学年高中物理人教版3-5：17.1　能量量子化 作业 Word版含答案

课时17. 1　能量量子化
1. 2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是(　　)
A. 微波是指波长在10-3
m到10
m之间的电磁波
B. 微波和声波一样都只能在介质中传播
C. 黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D. 普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
2. 关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是(　　)
A. 振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B. 带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C. 能量子与电磁波的频率成正比
D. 这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
3. 已知某单色光的波长为λ，在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为(　　)
A. 　　　　B. 　　　　C. 　　　　D. hcλ
4. 某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，真空中光速为c，普朗克常量为h，则该激光器每秒发射的光量子数为(　　)
A.
B.
C.
D.
5. 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18
J，已知可见光的平均波长约为550
nm，普朗克常量为6. 63×10-34
J·s，则进入人眼能引起人的眼睛视觉效应的光子数至少为(　　)
A. 1个
B. 3个
C. 30个
D. 300个
6. 下列各图能正确反映黑体辐射规律的是(　　)
7. 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着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约为37
℃(已知0
℃的绝对温度为273
K)，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。根据以上理论可知，老鼠发出最强的热辐射的波长为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. 7. 8×10-5
m
B. 9. 4×10-6
m
C. 1. 16×10-4
m
D. 9. 7×10-8
m
8. 炼钢工人通过观察炼钢炉内的颜色，就可以估计出炉内的温度，这是根据什么道理
9. 二氧化碳能强烈吸收红外长波辐射，这种长波辐射的波长范围约是1. 4×10-5
m~1. 6×10-5
m，相应的能量子的值的范围是　　　　　　　　。
10. 在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X射线在内的各种能量子，其能量的最大值等于电子的动能。若伦琴射线管阳极与阴极间所加电压为6×104
V，则伦琴射线管所发出的X射线的最短波长是多少
11. 某广播电台发射功率为10
kW、在空气中波长为187. 5
m的电磁波，试问:
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个X能量子
(2)若发射的X能量子在各个方向可视为均匀的，求在离天线2. 5
km处、直径为2
m的碟状天线每秒接收的X能量子个数以及接收功率。
12. 处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变。若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体。单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=σT4，其中常量σ=5. 67×10-8
W/(m2·K4)。
在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。有关数据及数学公式:太阳半径Rs=696000
km，太阳表面温度Ts=5770
K，球面积公式S=4πR2，其中R为球半径。
(1)太阳热辐射的能量绝大多数集中在波长为2×10-7
m~1×10-5
m的范围内，求相应的频率范围。
(2)若不考虑太阳吸收的能量，每小时从太阳表面辐射的总能量为多少
参考答案
1. ACD　2. BC　3. A　4. A　5. B　6. A　7. B
8. 根据热辐射的规律可知，当物体的温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大，温度越高红光成分减少，频率比红光大的其他颜色的光，如橙、黄、绿、蓝、紫等光的成分就增多。因此可根据炉内光的颜色大致估计炉内的温度。
9. 1. 25×10-20
J~1. 42×10-20
J
10. 2. 1×10-11
m
11. (1)1031(个)
(2)4×1023(个)
4×10-4
W
12. (1)3×1013
Hz~1. 5×1015
Hz
(2)1. 38×1030
J