四川省资阳市普州高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5:4.1量子概念的诞生 学业测评(含解析)

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名称 四川省资阳市普州高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5:4.1量子概念的诞生 学业测评(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-07-12 13:00:50

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4.1量子概念的诞生
1.某单色光在真空中的波长为,已知真空中的光速为 c ,普朗克常量为 h ,则该单色光 每个光子的能量为( )
A. B. C. D.
2.下列宏观概念是“量子化”的是(  )
A.物体的质量
B.木棒的长度
C.花生米的粒数
D.物体的动能
3.红外热象仪是利用被测物体的红外辐射进行探测成像的一种器材。它可以作为对电力系统线路状态进行监测的一种手段。红外热象仪可通过红外线遥感测出架空高压输电线各处的温度高低,根据发热点(一般在电线接头处)相对周围环境温度的温升来判断线路缺陷。请思考:红外热象仪为什么要选择红外线来进行遥感呢?线路中有缺陷的地方温度为什么高呢?以下几种答案中正确的是
A.红外线光子能量小,红外热象仪发射红外线时消耗能量少;线路中温度高的地方电流大
B.红外线光子能量小,红外热象仪发射红外线时消耗能量少;线路中温度高的地方电阻大
C.一切物体都在不停地发射红外线,不同的物体在不同的温度下发射红外线的频率和强度不同,线路中温度高的地方电流大
D.一切物体都在不停地发射红外线,不同的物体在不同的温度下发射红外线的频率和强度不同,线路中温度高的地方电阻大
4.下列说法正确的是
A.铀核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量
B.发生光电效应时,入射光越强,则光子的能量就越大,光电子的最大初动能就越大
C.用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核,都可以打出质子,因此人们断定质子是原子核的组成部分
D.用能量为11.0 eV的光子照射处于基态的氢原子,可使其跃迁到激发态
5.下列说法中错误的是(  )
A.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
B.天然放射现象的发现,揭示了原子核是由质子和中子组成的
C.据图可知,原子核A裂变成原子核B和C要放出核能量
D.据图可知,原子核D和E聚变成原子核F要放出能量
6.下列说法正确的是(????)
A.普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论
B.结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C.衰变说明原子核内部在电子
D.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式裂变反应
7.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.牛顿提出的能量微粒说
D.以上说法均不正确
8.在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔,小孔可看作黑体,由小孔的热辐射特性,就可以确定炉内的温度.如图所示,就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象.则下列说法正确的是(  )
A.T1>T2
B.T1C.随着温度的升高,黑体的辐射强度都有所降低
D.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较长方向移动
9.根据课本黑体辐射的实验规律,以下判断不正确的是(?? )
A.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,而是处在最大与最小波长之间
B.温度越高,辐射强度最大的电磁波的波长越短
C.温度越高,辐射强度的极大值就越大
D.在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大
10.a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示,若只将a光换成b光照射同一干涉仪,形成的光的干涉图样如图乙所示.则下述正确的是:
A.a光光子的能量较大
B.在水中a光传播的速度较大
C.b光光子的能量较大
D.若用a光照射某金属时不能发生光电效应,则用b 光照射该金属时也不能发生光电效应
11.如图所示,一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光,取其中的a、b、c三种色光,并分别让这三种色光通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹,比较这三种色光的光子能量以及产生的干涉条纹间距大小,下面说法正确的是
A.a的光子能量最大
B.a的光子能量最小
C.a形成的干涉条纹间距最大
D.a形成的干涉条纹间距最小
12.下列关于物理史实的说法中正确的是 .
A.普朗克根据黑体辐射的规律,提出了能量子的观点
B.贝克勒尔通过研究铀矿石,发现了天然放射现象
C.玻尔根据粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型
D.汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子,并精确测量出点子的电荷量
13.关于热辐射下列说法中正确的是
A.物体在室温时辐射的主要成分是波短较长的电磁波
B.随着温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多
C.给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色
D.辐射强度按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
14.人体表面辐射本领的最大值落在波长为940μm处,它对应的是何种辐射?能量子的值为多大?
15.有一个成语叫做“炉火纯青”,原意说的是道士炼丹时候的温度控制,温度高低主要是靠看火焰的颜色,温度低的时候,是偏红的,温度最高的时候,才呈现青色,所以炉火纯青表示温度已经足够高了。怎样用热辐射来解释温度与颜色的关系?
参考答案
1.C
【解析】
根据爱因斯坦光子说,1个光子的能量E=hγ,其中γ为光子的频率,而光速c=λγ,故一个光子的能量:,故C正确,ABD错误;故选C.
2.C
【解析】
粒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.故只有C正确;故选C.
点睛:量子化在高中要求较低,只需明确量子化的定义,知道“量子化“指其物理量的数值会是一些特定的数值即可.
3.D
【解析】
用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图象转换成视频图象的设备,我们称为红外热成像仪.
【详解】
红外线光子能量小,波长长,容易绕过障碍物;一切物体都在不停地发射红外线,不同的物体在不同的温度下发射红外线的频率和强度不同;线路中温度高的地方电阻大,发热多,温度高,D正确.
4.C
【解析】
根据爱因斯坦质能方程可知,裂变时释放能量是因为发生了亏损质量,△E=△mC2,故A错误;发生光电效应时,入射光的频率越高,光子的能量越大,由:Ekm=hγ-W逸出功得,逸出的光电子的最大初动能就越大,而与入射光的强度无关,故B错误;用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核,都可以打出质子,因此人们断定质子是原子核的组成部分,选项C正确;11.0eV的能量不等于基态与其它能级间的能级差,所以不能吸收而发生跃迁,故D错误;故选C.
5.B
【解析】
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,故A正确;天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构,故B错误;据图可知,原子核A裂变成原子核B和C过程中有质量亏损,故会放出核能,故C正确;据图可知,原子核D和E聚变成原子核F过程中有质量亏损,故会放出核能,故D正确;此题选择错误的选项,故选B。
【点睛】
本题考查了α粒子散射实验、卢瑟福的原子核实结构模型、质量亏损等概念,目前各大省市对于近代物理初步的知识点考查较为简单,可以适当的记忆.
6.A
【解析】
普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论,A正确;比结合能越大的原子核越稳定,B错误;衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子,同时释放一个电子,原子核内部没有电子,C错误;太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应,D错误.
7.B
【解析】
黑体辐射实验规律: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.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说,即能量量子化理论.故B正确,A、C、D错误;故选B.
【点睛】考查黑体辐射实验规律的应用,理解经典理论与能量微粒说的内容,注意黑体辐射与热辐射的区别.
8.A
【解析】
不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的,温度越高向外辐射的能量中,频率小的波越多,所以T1>T2.故A正确,B错误;向外辐射的最大辐射强度随温度升高而增大,故C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,故D错误;故选A.
【点睛】
本题考查的是读图能力,由图可得出波长与辐射强度及温度之间的关系,黑体的辐射不仅与温度有关,还与波长及频率有关.
9.D
【解析】
AD、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,而是处在最大与最小波长之间,故A不符合题意,D符合题意;
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,则辐射强度的极大值也就越大,辐射强度最大的电磁波的波长越短.故BC不符合题意.
故选D
【点睛】
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.
10.BC
【解析】
根据双缝干涉条纹的间距公式比较出两束光的波长大小关系,从而得出频率关系和折射率关系,根据,去判断光子能量的大小以及在介质中的速度大小.根据光子能量的大小判断是否能够发生光电效应.
【详解】
a光的间距大于b光,由得a光的波长大于b光的波长,根据知,a光的频率小于b光的频率,根据公式可知b光光子的能量大,A错误C正确;a光的频率小于b光的频率,a光的折射率小于b光的折射率,根据得,a光的折射率小,则a光在水中的传播速度大,B正确;若用a光照射某金属没有光电子逸出,因为a光的频率小于b光,所以b光照射该金属时不一定没有光电子逸出,D正确.
11.BC
【解析】
根据光的偏折程度比较出三种色光的折射率大小,从而得出频率、波长大小,根据双缝干涉条纹的间距公式比较条纹间距的大小.
【详解】
c光的偏折程度最大,则c光的折射率最大,则频率最大,根据,知c光的光子能量最大,a光的光子能量最小,A错误B正确;a光的频率最小,则a光的波长最长,根据知,a光形成的干涉条纹间距最大,C正确D错误.
【点睛】
解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较出光的折射率大小,知道折射率、频率、波长等大小的关系:折射率越大,光的频率越大,波长越小.
12.AB
【解析】
普朗克为解释黑体辐射的规律,提出了能量子的观点,所以A正确;贝克勒尔通过研究铀矿石,发现了天然放射现象,故B正确;卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,所以C错误;汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子,密立根通过油滴实验精确测量出点子的电荷量,故D错误.
13.BCD
【解析】
A、物体在室温时辐射的主要成分是波长较长的电磁波,以不可见的红外光为主,故A错误;
B、随着温度的升高热辐射中较短波长的成分越来越多,故B正确;
C、给一块铁块加热依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色,故C正确;
D、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D正确;
故选BCD.
【点睛】
热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象.温度较低时热辐射,主要以不可见的红外光进行辐射,当温度为300℃时热辐射中最强的波长在红外区.当物体的温度在500℃以上至800℃时,热辐射中最强的波长成分在可见光区.
14.红外辐射 2.12×10-22J
【解析】查表可得波长为940 μm的辐射为红外辐射,E=hν=h=J=2.12×10-22J
【答案】见解析
【解析】黑体辐射与温度之间有着密切的关系,热辐射的光谱是连续光谱,辐射光谱的性质与温度有关,在室温下,大多数物体辐射不可见的红外光。但当物体被加热到500℃左右时,开始发出暗红色的可见光,随着温度的不断上升,辉光逐渐亮起来,而且波长较短的辐射越来越多,大约在1500℃时就会变成明亮的白炽光。这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量,在不同光谱区域的分布是不均匀的,而且温度越高,光谱中与能量最大的辐射相对应的频率也越高。因此,火焰颜色也随之而改变。