2019-2020学年人教新课标选修3-5 17.1能量量子化 达标作业（解析版)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年人教新课标选修3-5 17.1能量量子化 达标作业（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 56.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-11 22:25:20 | ||
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文档简介
17.1能量量子化
达标作业（解析版)
1．太阳发生核反应时会放出大量中微子及能量。假设太阳释放的能量是由“燃烧氢”的核反应提供，式中v为中微子，这一核反应平均每放出2个中微子相应释放28MeV的能量。已知太阳每秒约辐射2.8×1039MeV的能量，地球与太阳间的距离约为1.5×1011m，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到中微子数目的数量级为（ ）
A．1011 B．1014 C．1017 D．1020
2．第26届国际计量大会通过决议，正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义，于2019年5月20日起正式生效。比如，“千克”不再以具体实物的质量定义，而将以量子力学中的普朗克常数为基准，经过一系列物理换算，算出质量。与普朗克常数相关的表达式如物质波波长：。下列属于用国际单位制的基本单位来表示普朗克常数单位的是
A． B． C． D．
3．下列说法中正确的是（ ）
A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布与黑体的温度无关
B．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩钍
C．比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定
D．放射同位素经、衰变会生成，其中经过了3次衰变和2次衰变
4．以下哪位科学家首先提出能量子的概念 （ ）
A．楞次 B．安培
C．普朗克 D．焦耳
5．2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T：常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量，k是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下几个选项，不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是：
A． B． C．J·K-1 D．
6．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射的电磁波
B．爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”
C．黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关
D．常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波
7．关于物理学史，下列说法错误的是
A．伽利略通过斜面实验推断出自由落体运动的速度随时间均匀变化，他开创了研究自然规律的科学方法，这就是将数学推导和科学实验相结合的方法
B．牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律
C．奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场
D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子
8．下列有关黑体的说法，正确的有
A．黑体并不向外辐射电磁波
B．普朗克提出能量子假说能够很好的解释黑体辐射规律
C．温度升高，各种波长的辐射强度都减小
D．温度升高，黑体辐射强度极大值向波长较短的方向移动
9．下列说法正确的是（ ）
A．电子的发现使人们认识到原子是可以再分的
B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
D．康普顿效应为物质波理论提供了实验支持
10．关于黑体和黑体辐射，下列叙述正确的是( )
A．爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射电磁波
C．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
D．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
11．小灯泡的功率P=1W，设其发光向四周均匀辐射，平均波长λ=10-6cm，求在距离d =1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向上面 S =1cm2上的光电子数是多少？( h = 6.63 ×10-34J·S)
12．生活中很多地方杀毒都用到紫外线，紫外线的波长范围大致是100nm﹣400nm ． 100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值是多少？
13．对应于3.4×10－19 J的能量子，其电磁辐射的频率为_______ Hz，电磁辐射的波长为_______ m。(h＝6.63×10－34 J·s)
14．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0．35μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6．63×10－34J·s，则该紫外激光所含光子数为________个（取两位有效数字）。
参考答案
1．B
【解析】由题中条件可算得太阳每秒放出2×＝2×1038个中微子，中微子向四面八方辐射，成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为，故B正确，ACD错误。故选B。
2．B
【解析】
【详解】
根据公式可得h=λP，因波长单位是m，动量单位是kg?m/s，那么普朗克常量h单位：m?kg?m/s=kg?m2/s=kg?m/s2?m?s=N?m?s=J?s=A2?Ω?s2，故B正确，ACD错误。
3．D
【解析】
【详解】
一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，故A错误；钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5个半衰期，1g钍经过120天后还剩，故B错误；比结合能越大，原子核越稳定，越牢固，故C错误；钍衰变成氡，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次α衰变，2次β衰变，故D正确。
4．C
【解析】
【详解】
首先详细地总结了感应电流方向所满足的规律，是由楞次发现的，故A错误；安培提出了分子电流假说，故B错误；普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，故C正确；焦耳提出了焦耳定律，故D错误；故选C
5．A
【解析】
【详解】
由可得，则k的单位是：，则不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是A，故选A.
6．C
【解析】
【详解】
温度高的物体和温度低的物体都向外辐射电磁波，选项A错误；普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”，选项B错误；黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关，选项C正确；常温下我们看到物体是因为物体在不断反射可见光，不是物体辐射电磁波，选项D错误.
7．D
【解析】
【详解】
伽利略通过斜面实验推断出自由落体运动的速度随时间均匀变化，他开创了研究自然规律的科学方法，这就是将数学推导和科学实验相结合的方法，选项A正确；牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律……牛顿运动定律和万有引力定律，选项B正确； 奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场，选项C正确；普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.
8．BD
【解析】
【详解】
A．如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就叫做黑体；黑体可以辐射出任何频率的电磁波，选项A错误.
B．普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故B正确．
CD．当黑体温度升高时，辐射的各个频率的部分的强度均变大，同时辐射强度极大值向波长较短的方向移动，选项C错误，D正确．
9．ABC
【解析】
【详解】
电子的发现使人们认识到原子是可以再分的，选项A正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，选项B正确；卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项C正确；康普顿效应表明光子有能量，也有动量，为光的粒子性理论提供了实验支撑，故D错误.
10．BC
【解析】
【详解】
A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，A错误。
B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射电磁波，是一个理想模型，B正确。
C.根据黑体辐射规律可知，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，C正确。
D.黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D错误。
11．射到1cm2的球面上的光子数为： 4×105（个）
【解析】
【分析】
光子的能量，真空中光子的频率γ、波长与光速的关系为：．单位时间内，灯泡发出的能量为，求出总的光子数，这些光子在相同时间内到达以光源为球心的同一球面上，根据数学知识求出在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目．
【详解】
设离灯104m远处每平方厘米面积上灯照射的能量为，则有①；设穿过的光子数为n，则有②，代入数据解得：n=4×105个．
12．100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值分别是19.9X10-17J和4.98X10-17J
【解析】
【详解】
由，100nm电磁波辐射的能量子ε的值：E1＝6.626×10?34×≈19.9×10?17J；400nm电磁波辐射的能量子ε的值：E2＝6.626×10?34×≈4.98×10?17J。
13．
【解析】
【详解】
根据E=hv可得 ；
波长：
14．4．2×1021
【解析】每个光子的能量E0＝hν＝h，故所含的光子数为
n＝＝＝个≈4．2×1021个
达标作业（解析版)
1．太阳发生核反应时会放出大量中微子及能量。假设太阳释放的能量是由“燃烧氢”的核反应提供，式中v为中微子，这一核反应平均每放出2个中微子相应释放28MeV的能量。已知太阳每秒约辐射2.8×1039MeV的能量，地球与太阳间的距离约为1.5×1011m，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到中微子数目的数量级为（ ）
A．1011 B．1014 C．1017 D．1020
2．第26届国际计量大会通过决议，正式更新了千克、安培、开尔文和摩尔四个基本单位的定义，于2019年5月20日起正式生效。比如，“千克”不再以具体实物的质量定义，而将以量子力学中的普朗克常数为基准，经过一系列物理换算，算出质量。与普朗克常数相关的表达式如物质波波长：。下列属于用国际单位制的基本单位来表示普朗克常数单位的是
A． B． C． D．
3．下列说法中正确的是（ ）
A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布与黑体的温度无关
B．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩钍
C．比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定
D．放射同位素经、衰变会生成，其中经过了3次衰变和2次衰变
4．以下哪位科学家首先提出能量子的概念 （ ）
A．楞次 B．安培
C．普朗克 D．焦耳
5．2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T：常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量，k是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下几个选项，不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是：
A． B． C．J·K-1 D．
6．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射的电磁波
B．爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”
C．黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关
D．常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波
7．关于物理学史，下列说法错误的是
A．伽利略通过斜面实验推断出自由落体运动的速度随时间均匀变化，他开创了研究自然规律的科学方法，这就是将数学推导和科学实验相结合的方法
B．牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律
C．奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场
D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子
8．下列有关黑体的说法，正确的有
A．黑体并不向外辐射电磁波
B．普朗克提出能量子假说能够很好的解释黑体辐射规律
C．温度升高，各种波长的辐射强度都减小
D．温度升高，黑体辐射强度极大值向波长较短的方向移动
9．下列说法正确的是（ ）
A．电子的发现使人们认识到原子是可以再分的
B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
D．康普顿效应为物质波理论提供了实验支持
10．关于黑体和黑体辐射，下列叙述正确的是( )
A．爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射电磁波
C．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
D．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
11．小灯泡的功率P=1W，设其发光向四周均匀辐射，平均波长λ=10-6cm，求在距离d =1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向上面 S =1cm2上的光电子数是多少？( h = 6.63 ×10-34J·S)
12．生活中很多地方杀毒都用到紫外线，紫外线的波长范围大致是100nm﹣400nm ． 100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值是多少？
13．对应于3.4×10－19 J的能量子，其电磁辐射的频率为_______ Hz，电磁辐射的波长为_______ m。(h＝6.63×10－34 J·s)
14．神光“Ⅱ”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长λ为0．35μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6．63×10－34J·s，则该紫外激光所含光子数为________个（取两位有效数字）。
参考答案
1．B
【解析】由题中条件可算得太阳每秒放出2×＝2×1038个中微子，中微子向四面八方辐射，成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为，故B正确，ACD错误。故选B。
2．B
【解析】
【详解】
根据公式可得h=λP，因波长单位是m，动量单位是kg?m/s，那么普朗克常量h单位：m?kg?m/s=kg?m2/s=kg?m/s2?m?s=N?m?s=J?s=A2?Ω?s2，故B正确，ACD错误。
3．D
【解析】
【详解】
一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，故A错误；钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5个半衰期，1g钍经过120天后还剩，故B错误；比结合能越大，原子核越稳定，越牢固，故C错误；钍衰变成氡，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次α衰变，2次β衰变，故D正确。
4．C
【解析】
【详解】
首先详细地总结了感应电流方向所满足的规律，是由楞次发现的，故A错误；安培提出了分子电流假说，故B错误；普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，故C正确；焦耳提出了焦耳定律，故D错误；故选C
5．A
【解析】
【详解】
由可得，则k的单位是：，则不能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是A，故选A.
6．C
【解析】
【详解】
温度高的物体和温度低的物体都向外辐射电磁波，选项A错误；普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”，选项B错误；黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关，选项C正确；常温下我们看到物体是因为物体在不断反射可见光，不是物体辐射电磁波，选项D错误.
7．D
【解析】
【详解】
伽利略通过斜面实验推断出自由落体运动的速度随时间均匀变化，他开创了研究自然规律的科学方法，这就是将数学推导和科学实验相结合的方法，选项A正确；牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律……牛顿运动定律和万有引力定律，选项B正确； 奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场，选项C正确；普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.
8．BD
【解析】
【详解】
A．如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就叫做黑体；黑体可以辐射出任何频率的电磁波，选项A错误.
B．普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故B正确．
CD．当黑体温度升高时，辐射的各个频率的部分的强度均变大，同时辐射强度极大值向波长较短的方向移动，选项C错误，D正确．
9．ABC
【解析】
【详解】
电子的发现使人们认识到原子是可以再分的，选项A正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，选项B正确；卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，选项C正确；康普顿效应表明光子有能量，也有动量，为光的粒子性理论提供了实验支撑，故D错误.
10．BC
【解析】
【详解】
A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，A错误。
B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射电磁波，是一个理想模型，B正确。
C.根据黑体辐射规律可知，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，C正确。
D.黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D错误。
11．射到1cm2的球面上的光子数为： 4×105（个）
【解析】
【分析】
光子的能量，真空中光子的频率γ、波长与光速的关系为：．单位时间内，灯泡发出的能量为，求出总的光子数，这些光子在相同时间内到达以光源为球心的同一球面上，根据数学知识求出在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目．
【详解】
设离灯104m远处每平方厘米面积上灯照射的能量为，则有①；设穿过的光子数为n，则有②，代入数据解得：n=4×105个．
12．100nm、400nm电磁波辐射的能量子ε的值分别是19.9X10-17J和4.98X10-17J
【解析】
【详解】
由，100nm电磁波辐射的能量子ε的值：E1＝6.626×10?34×≈19.9×10?17J；400nm电磁波辐射的能量子ε的值：E2＝6.626×10?34×≈4.98×10?17J。
13．
【解析】
【详解】
根据E=hv可得 ；
波长：
14．4．2×1021
【解析】每个光子的能量E0＝hν＝h，故所含的光子数为
n＝＝＝个≈4．2×1021个