邻水县第二中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：4.1量子概念的诞生 巩固练习（含解析）
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| 名称 | 邻水县第二中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：4.1量子概念的诞生 巩固练习（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 211.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 06:52:26 | ||
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4.1量子概念的诞生
1．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除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．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
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
2．提出能量子概念并解释了黑体辐射规律的科学家是（ ）
A．牛顿 B．爱因斯坦 C．普朗克 D．霍金
3．根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)( )
A． B． C．hλ D．
4．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（ ）
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．温度越高，物体辐射的电磁波越强
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关
D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
5．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）
A．一个处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，最多将向外辐射六种不同频率的光子
B．个原子核经过两个半衰期后一定剩下个
C．轻核聚变反应方程中，表示电子
D．一个光子与一个静止的电子碰撞而散射，其频率会发生改变
6．P、Q两种不同波长的光，以相同的入射角从玻璃射向空气，P光发生全反射，Q光射入空气，则（ ）
A．玻璃对P光的折射率小于对Q光的折射率
B．玻璃中P光的波长大于Q光的波长
C．玻璃中P光的速度大于Q光的速度
D．P光的光子能量大于Q光的光子能量
7．热辐射是指所有物体在一定的热辐射的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是 指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量.在研究某一 黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体强度与波长的关系如图.图中横轴λ表示电磁波的 波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同 温度下( )
A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同
B．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小
C．辐射强度的极大值随温度升高而向长波方向移动
D．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动
8．根据黑体辐射的实验规律，以下判断正确的是（ ）
A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大
B．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大波长与最小波长之间
C．温度越高，辐射强度的极大值就越大
D．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短
9．自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（ ）
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异
B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象
10．下列说法正确的有（ ）
A．医学上用激光切除肿瘤，利用的是激光亮度高的特点
B．光学镜头增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的
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．红外线具有很强的穿透本领，常用来在医学上做人体透视
11．在__________提出的量子说启发下，_________提出了光子说，光子的能量_________，其中h称为普朗克常量，___________．
12．（1）功率为P的光源向四周发出光子，光速为c，光波的波长为，普朗克常量为h，求每秒发出的光子数．
（2）在离光源d处有一挡板挡光，设挡板对光是完全吸收的，且挡板正对光源，求光子在挡板上产生的压强．
13．太阳的辐射功率（太阳每秒辐射的能量）为，已知射到大气层的太阳能只有45%到达地面，另有55%被大气层吸收和反射，而未到达地面．若射到地球上的太阳光可视为垂直于地球表面，把太阳光看成是频率为的单色光，求地球表面上的面积每秒接收到多少个光子？已知太阳到地球的距离为．（最后结果保留两位有效数字）
参考答案
1．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，故A错误；
BC、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，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；
D、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，这个小孔就成了一个黑体，故选项D错误．
点睛：本题考查黑体的相关知识，在学习过程中注意掌握．
2．C
【解析】
1900年，德国柏林大学教授普朗克首先提出了“量子论”。在同一年的12月24日普朗克用能量量子化的假说，成功地解释了黑体辐射规律，故ABD错误，C正确。
故选C。
3．A
【解析】
光子能量为：E=hv，光子频率、波长、光速之间关系为，联立可得：，故A正确，BCD错误．
4．B
【解析】
AB．一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况也有关，这是黑体辐射的特性，C错误；
D．常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．
5．D
【解析】
A．一个处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，最多向外辐射三种不同频率的光子，故A错误；
B．半衰期是大量放射性元素原子核衰变的统计规律，故B错误；
C．根据质量数守恒可知X的质量数
电荷数
则X为，故C错误；
D．光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量減小，根据可知，光子的频率减小，故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．根据临界角公式，光束的折射率小，光束的折射率大，故A错误；
B．在玻璃球体中，光的波长
是光在真空中的波长，光的折射率大，频率大，在真空中的波长短，由知在玻璃球体中，光的波长小于光的波长，故B错误；
C．根据可知玻璃中光的速度小于光的速度，故C错误；
D．光的折射率大，频率大，根据可知光的光子能量大，所以光的光子能量大于光的光子能量，故D正确。
故D正确。
7．D
【解析】
由辐射强度图线可知，向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的变化而不同，选项A错误；向外辐射的最大辐射强度随温度升高而增大，向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而增大，选项B错误；由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，选项C错误，D正确。
8．BCD
【解析】
AB．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大波长与最小波长之间，故A错误，B正确；
C．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，则辐射强度的极大值也就越大，故C正确；
D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确。
故选BCD。
9．AC
【解析】
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异，所以A正确；
B．用于杀菌消毒的是紫外线，不是红外线，所以B错误；
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波，所以C正确；
D．普朗克最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，但是成功解释光电效应现象的是爱因斯坦，所以D错误。
故选AC。
10．AC
【解析】
A．激光的其中一个特点是亮度高，把激光束汇聚起来照射到物体上，可以使物体的被照部分在极短时间内熔化，医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，故A正确；
B．增透膜是利用光的干涉原理制成的，当光程差为光在膜中波长的一半时，出现反射光减弱，减少光的反射损失，从而增加光的透射，则增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的，故B错误；
C．由黑体辐射规律可知，辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故C正确；
D．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；红外线具有明显的热效应，用于加热物体，故D错误。
故选AC。
11．普朗克 爱因斯坦
【解析】
[1][2]在普朗克出的量子说启发下，爱因斯坦提出了光子说；
[3][4]光子的能量，其中h称为普朗克常量，由公式可知，其单位为。
12．（1） （2）
【解析】
（1）单个光子的能量为
光源每秒辐射的能量为P，故每秒发出的光子数为
（2）光源发出的光子均匀分布在以光源为中心的球面上，以d为半径作一个球面，则单位时间内照到挡板单位面积上的光子数为
单个光子的动量为
光压等于单位时间照到挡板单位面积上的光子动量的变化量，而挡板对光是完全吸收的，所以光子在挡板上产生的压强为
13．个
【解析】
设想有一个以太阳中心为球心，以太阳到地球表面距离（近似等于太阳到地球的距离R）为半径的大球，这个大球面上单位面枳每秒接收到辐射的功率为：
（式中P为太阳的辐射功率）
则地球表面上的面积每秒接收到的能量：
设地球表面上的面积每秒接收到的光子数为n，由于光子的能量为，则：
个．
1．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除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．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
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
2．提出能量子概念并解释了黑体辐射规律的科学家是（ ）
A．牛顿 B．爱因斯坦 C．普朗克 D．霍金
3．根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)( )
A． B． C．hλ D．
4．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（ ）
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．温度越高，物体辐射的电磁波越强
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关
D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
5．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）
A．一个处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，最多将向外辐射六种不同频率的光子
B．个原子核经过两个半衰期后一定剩下个
C．轻核聚变反应方程中，表示电子
D．一个光子与一个静止的电子碰撞而散射，其频率会发生改变
6．P、Q两种不同波长的光，以相同的入射角从玻璃射向空气，P光发生全反射，Q光射入空气，则（ ）
A．玻璃对P光的折射率小于对Q光的折射率
B．玻璃中P光的波长大于Q光的波长
C．玻璃中P光的速度大于Q光的速度
D．P光的光子能量大于Q光的光子能量
7．热辐射是指所有物体在一定的热辐射的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是 指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量.在研究某一 黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体强度与波长的关系如图.图中横轴λ表示电磁波的 波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同 温度下( )
A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同
B．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小
C．辐射强度的极大值随温度升高而向长波方向移动
D．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动
8．根据黑体辐射的实验规律，以下判断正确的是（ ）
A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大
B．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大波长与最小波长之间
C．温度越高，辐射强度的极大值就越大
D．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短
9．自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温人们习惯采用如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（ ）
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异
B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波
D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象
10．下列说法正确的有（ ）
A．医学上用激光切除肿瘤，利用的是激光亮度高的特点
B．光学镜头增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的
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．红外线具有很强的穿透本领，常用来在医学上做人体透视
11．在__________提出的量子说启发下，_________提出了光子说，光子的能量_________，其中h称为普朗克常量，___________．
12．（1）功率为P的光源向四周发出光子，光速为c，光波的波长为，普朗克常量为h，求每秒发出的光子数．
（2）在离光源d处有一挡板挡光，设挡板对光是完全吸收的，且挡板正对光源，求光子在挡板上产生的压强．
13．太阳的辐射功率（太阳每秒辐射的能量）为，已知射到大气层的太阳能只有45%到达地面，另有55%被大气层吸收和反射，而未到达地面．若射到地球上的太阳光可视为垂直于地球表面，把太阳光看成是频率为的单色光，求地球表面上的面积每秒接收到多少个光子？已知太阳到地球的距离为．（最后结果保留两位有效数字）
参考答案
1．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，故A错误；
BC、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，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；
D、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，这个小孔就成了一个黑体，故选项D错误．
点睛：本题考查黑体的相关知识，在学习过程中注意掌握．
2．C
【解析】
1900年，德国柏林大学教授普朗克首先提出了“量子论”。在同一年的12月24日普朗克用能量量子化的假说，成功地解释了黑体辐射规律，故ABD错误，C正确。
故选C。
3．A
【解析】
光子能量为：E=hv，光子频率、波长、光速之间关系为，联立可得：，故A正确，BCD错误．
4．B
【解析】
AB．一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误，B正确；
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况也有关，这是黑体辐射的特性，C错误；
D．常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误．
5．D
【解析】
A．一个处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，最多向外辐射三种不同频率的光子，故A错误；
B．半衰期是大量放射性元素原子核衰变的统计规律，故B错误；
C．根据质量数守恒可知X的质量数
电荷数
则X为，故C错误；
D．光子与电子碰撞后，电子能量增加，故光子能量減小，根据可知，光子的频率减小，故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．根据临界角公式，光束的折射率小，光束的折射率大，故A错误；
B．在玻璃球体中，光的波长
是光在真空中的波长，光的折射率大，频率大，在真空中的波长短，由知在玻璃球体中，光的波长小于光的波长，故B错误；
C．根据可知玻璃中光的速度小于光的速度，故C错误；
D．光的折射率大，频率大，根据可知光的光子能量大，所以光的光子能量大于光的光子能量，故D正确。
故D正确。
7．D
【解析】
由辐射强度图线可知，向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度随温度的变化而不同，选项A错误；向外辐射的最大辐射强度随温度升高而增大，向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而增大，选项B错误；由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，选项C错误，D正确。
8．BCD
【解析】
AB．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大波长与最小波长之间，故A错误，B正确；
C．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，则辐射强度的极大值也就越大，故C正确；
D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确。
故选BCD。
9．AC
【解析】
A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异，所以A正确；
B．用于杀菌消毒的是紫外线，不是红外线，所以B错误；
C．红外线是波长比紫外线长的电磁波，它们都是横波，所以C正确；
D．普朗克最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，但是成功解释光电效应现象的是爱因斯坦，所以D错误。
故选AC。
10．AC
【解析】
A．激光的其中一个特点是亮度高，把激光束汇聚起来照射到物体上，可以使物体的被照部分在极短时间内熔化，医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，故A正确；
B．增透膜是利用光的干涉原理制成的，当光程差为光在膜中波长的一半时，出现反射光减弱，减少光的反射损失，从而增加光的透射，则增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的，故B错误；
C．由黑体辐射规律可知，辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故C正确；
D．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；红外线具有明显的热效应，用于加热物体，故D错误。
故选AC。
11．普朗克 爱因斯坦
【解析】
[1][2]在普朗克出的量子说启发下，爱因斯坦提出了光子说；
[3][4]光子的能量，其中h称为普朗克常量，由公式可知，其单位为。
12．（1） （2）
【解析】
（1）单个光子的能量为
光源每秒辐射的能量为P，故每秒发出的光子数为
（2）光源发出的光子均匀分布在以光源为中心的球面上，以d为半径作一个球面，则单位时间内照到挡板单位面积上的光子数为
单个光子的动量为
光压等于单位时间照到挡板单位面积上的光子动量的变化量，而挡板对光是完全吸收的，所以光子在挡板上产生的压强为
13．个
【解析】
设想有一个以太阳中心为球心，以太阳到地球表面距离（近似等于太阳到地球的距离R）为半径的大球，这个大球面上单位面枳每秒接收到辐射的功率为：
（式中P为太阳的辐射功率）
则地球表面上的面积每秒接收到的能量：
设地球表面上的面积每秒接收到的光子数为n，由于光子的能量为，则：
个．