四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：4.1量子概念的诞生 跟踪训练（含解析）

4.1量子概念的诞生
1．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．牛顿提出的能量微粒说
2．科学家设想在未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船．设某飞船所在地每秒每单位面积接收的光子数为n，光子平均波长为，太阳帆板面积为S，反射率为100%，光子动量．设太阳光垂直射到太阳帆板上，飞船总质量为m，则飞船加速度的表达式为（ ）
A． B． C． D．
3．某半导体激光器发射波长为1.5×10－6 m，功率为5.0×10－3 W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10－7 m，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，该激光器发出的
A．是紫外线
B．是红外线
C．光子能量约为1.3×10－13 J
D．光子数约为每秒3.8×1017个
4．关于黑体辐射的强度与波长的关系,如图正确的是(　　)
A． B． C．D．
5．关于热辐射，下列说法中正确的是(　　 )
A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关
B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的
C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值
D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动
6．下列宏观概念中，是量子化的为（ ）
A．物体的质量
B．弹簧振子的能量
C．汽车的个数
D．卫星绕地球运行的轨道
7．如图所示为、温度时的黑体辐射强度与波长的关系，则两温度的关系为（ ）
A． B．
C． D．无法确定
8．能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10-18J，已知可见光的平均波长为0.6 μm，普朗克常数h=6.63×10-34J·s，恰能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为 ( )
A．1个 B．3个 C．30个 D．300个
9．三种不同的入射光A、B、C分别射在三种不同的金属a、b、c表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λA＞λB＞λC，则（ ）
A．用入射光A照射金属b和c，金属b和c均可发生光电效应现象
B．用入射光A和B照射金属c，均可使金属c发生光电效应现象
C．用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象
D．用入射光B和C照射金属a，均可使金属a发生光电效应现象
10．黑体辐射的实验规律如图所示，由下图可知(　　)
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加
B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
11．下列说法正确的是(　　)
A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关
B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射
C．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍
D．普朗克最先提出了能量子的概念
12．如图所示为研究光电效应现象的实验，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是______
A．入射光强度较弱???
B．入射光波长太长
C．电源电压太高 ???
D．光照射时间太短
13．为引起人眼的视觉，进入人眼的绿光的能量至少为每秒E=10-16J.假设在漆黑的夜晚，在距人s=100m远处点亮一只绿光小灯泡，为使人看到它的光线，小灯泡的功率至少为多大？（人用一只眼看，瞳孔直径为4mm）
14．波长为的单色光，问：（1）这一单色光的频率是多大？（2）此单色光的1个光子的能量是多少J？合多少eV?（普朗克常量 = 6.6310-34 J.s）
参考答案
1．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．
2．D
【解析】
时间内太阳帆板接收的光子数为
这些光子的总动量大小
反射后光子的总动量大小
则飞船所受力
联立得
由牛顿第二定律得
故D正确。
故选D。
3．B
【解析】
AB．该激光的波长比可见光的波长长，属于红外线．故A错误，B正确．
C．光子能量 E＝h＝6.63×10﹣34×J＝1.326×10﹣19 J．故C错误．
D．每秒钟发出的光子数 n＝＝≈3.8×1016个．故D错误．
4．B
【解析】
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正确，ACD错误．
点晴：解决本题的关键知道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．
5．C
【解析】
A、辐射强度按照波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性,故A错误.?
B、黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，但不是所黑体一定是黑的，故B错误；
C、根据黑体辐射规律可以知道一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值，故C正确；
D、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，故D错误；
故选C
6．C
【解析】
量子一词来自拉丁语quantus，意为“多少”，代表“相当数量的某事”．在物理学中常用到量子的概念，量子是一个不可分割的基本个体．例如，一个“光的量子”是光的单位．而量子力学、量子光学等等更成为不同的专业研究领域．其基本概念是所有的有形性质也许是“可量子化的“．“量子化“指其物理量的数值会是一些特定的数值，而不是任意值．
【详解】
汽车的个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．其它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．
7．B
【解析】
根据黑体辐射的实验规律可知，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以。
A. 与分析结果不符，故A不符合题意；
B. 与分析结果相符，故B符合题意；
C. 与分析结果不符，故C不符合题意；
D. 无法确定与分析结果不符，故D不符合题意；
8．B
【解析】
每个光子的能量为E0=hγ＝h，能引起人的眼睛视觉效应的最小能量E=10-18J，由E=nE0得能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少，故B正确，ACD错误；
9．CD
【解析】
试题分析：恰能使金属逸出光电子说明入射光的频率恰好等于金属的极限频率，由题意知入射光的频率；A的频率最小，照射金属b和c，金属b和c均不能发生光电效应现象，A错误；A、B光的频率都小于C的，用入射光A和B照射金属c，金属c不能发生光电效应现象，B错误；C的频率比AB的都大，所以用入射光C照射金属a与b，金属a、b均可发生光电效应现象，C正确；A的频率小于B、C的，所以用入射光B、C照射金属a，能使金属a发生光电效应现象，D正确．
考点：考查了光电效应
【名师点睛】光电效应产生的条件是入射光的频率大于等于金属的极限频率，波长越大频率越小，然后根据光电效应的条件，当入射光的频率大于极限频率，会发生光电效应进行判断．
10．AC
【解析】
从图中可以看出，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，故本题选AC．
11．BCD
【解析】
【详解】
A.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；
B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射，故B正确；
C.根据量子化的理论，带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍，故C正确；
D. 普朗克最先提出了能量子的概念，选项D正确.
12．B
【解析】光的强度和光照时间都不能决定能否发生光电效应；光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，则可能是没有发生光电效应，即入射光的频率过小，波长较大造成的； 电源电压也不能决定光电管中能否有光电流；故选项B正确，ACD错误；故选B.
点睛：此题考查光电效应的条件，要知道只有当入射光的频率大于金属极限频率时才能发生光电效应，与入射光的强度即照射时间无关.
13．
【解析】
由能量关系可知：，其中?t=1s，解得:
.
14．（1）、5.0×1014Hz （2）、3.315×10-19J、合2.07eV
【解析】
（1）由，该单色光的频率为：；
（2）1个光子的能量为：；