第四章 能量量子化 强化训练word版含答案

高中物理教科版 选修3-5能量量子化 强化训练
1．(2018衡水期末)下列宏观概念中，哪些是“量子化”的(　　)
A．物体的长度　　　　 B．物体所受的重力
C．物体的动能　　　 D．人的个数
【答案】D　解析：人数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．其他三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．故只有D正确．
2．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是(　　)
A．红光　　 B．橙光　　　　
C．黄光　　 D．绿光
【答案】A　解析：由?＝hν可知，红光的频率最小，其能量子值最小．选A．
3．能正确解释黑体辐射实验规律的是(　　)
A．能量的连续经典理论
B．普朗克提出的能量量子化理论
C．以上两种理论体系任何一种都能解释
D．牛顿提出的微粒说
【答案】B　解析：根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释，B对．
4．某单色光的波长为λ，在真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子?的值是(　　)
A．h　　　　 B．　　　　
C．　　 D．以上均不正确
【答案】A　解析：由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝，从而ε＝hν＝h，故A对．
5．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(　　)
A．温度　　 B．材料　　　　
C．表面状况　　 D．以上都正确
【答案】A　解析：根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素，得知其只与温度有关，A对．
6．(多选)(2018北京名校二模)1900年，普朗克在研究黑体辐射时，认为其辐射的能量是不连续的，而是一份一份的，由此引入了一个常量h(普朗克常量)，普朗克常量的引入开创了量子论．物理学家金斯曾说过这样一句话：“虽然h的数值很小，但是我们应当承认，它是关系到保证宇宙存在的．如果说h严格等于0，那么宇宙的物质，宇宙的物质能量，将在十亿万分之一秒的时间内全部变为辐射．”关于h的单位，用国际单位制中的基本单位表示，正确的是(　　)
A．J·s　　　　 B．J/s
C．kg·m2/s　　　 D．kg·m2·s3
【答案】AC　解析：光子的能量可以由普朗克常量得出，即E＝hν＝，所以h＝.能量的单位是J,1 J＝1 N·m＝1 kg·m2·s－2，波长的单位是m，光速的单位是m·s－1，所以h的单位是kg·m2·s－1或J·s.故A、C正确，B、D错误．
7．(多选)(2018周口期末)如图画出了四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系．从中可以看出，随着温度的改变，各种波长的辐射强度都会改变，另一方面，辐射强度的极大值也向某个方向移动．根据所学知识，下列的判定结果中正确的是(　　)
A．T1B．T1>T2>T3>T4
C．随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动
D．随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动
【答案】AC　解析：由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增大；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动．由上分析可知，A、C正确，B、D错误．
能力提升
9．(多选)激光在真空中传播速度为c，进入某种均匀介质时，传播速度变为真空中的.某激光光源的发光功率为P，发射激光的波长为λ，该激光进入上述介质时由于反射，入射能量减少了10%，该激光在这种介质中形成的光束横截面积为S，则(已知普朗克常量为h)(　　)
A．激光在此均匀介质中的波长变为在真空中波长的
B．激光在此均匀介质中的波长仍为λ
C．在垂直于光束传播方向的截面内，单位时间内通过单位面积的光子个数为
D．在垂直于光束传播方向的截面内，单位时间内通过单位面积的光子个数为
【答案】AC　解析：光在介质中传播速度为v，则有：v＝，由于光的频率不变，根据v＝λf，所以波长与波速成正比，即均匀介质中的波长变为在真空中波长的，故A正确，B错误；光源能量为P，进入介质的能量为P'＝(1－10%)P＝0.9P.设光子数为n，单光子能量为，因此单位时间入射到介质的总能量为n×S＝0.9P，因此单位时间进入介质光子数n＝，故C正确，D错误．
10．“神光二号”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？
【答案】4.23×1021个　解析：紫外激光的波长已知，由此可求得紫外激光能量子的值，再根据紫外激光发射的总能量为2 400 J，即可求得紫外激光所含光子数．
紫外激光能量子的值为
ε0＝＝ J＝5.68×10－19 J.
则该紫外激光所含光子数n＝＝＝4.23×1021个．