13.5 能量量子化—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册（含答案）

第十三章
电磁感应与电磁波初步
第5节
能量量子化
一、单项选择题
1．红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少，关于其中原理，下列说法正确的是（
）
A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温
B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关
C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强
D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强
2．光在真空中传播，每份光子的能量取决于光的（
）
A．振幅
B．强弱
C．频率
D．速度
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．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
5．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
6．对原子光谱，下列说法错误的是（
）
A．原子光谱是不连续的
B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的
C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
D．分析物质发光的光谱可以鉴别物质中含哪些元素
7．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
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
9．一盏电灯发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长，在距电灯远处，以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的能量子数约为（
）
A．个
B．个
C．个
D．个
10．如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是（　　）
A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁
B．这群氢原子能够发出4种不同频率的光
C．从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光的波长最长
D．如果发出的光子中有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到?n=2能级发出的
二、多项选择题
11．下列说法正确的是（
）
A．微观粒子的能量变化是跳跃式的
B．能量子与电磁波的频率成正比
C．红光的能量子比绿光大
D．电磁波波长越长，其能量子越大
12．有关氢原子光谱的说法正确的是（
）
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关
13．下列有关玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是（
）
A．原子中的电子在某一定态时，电子绕原子核运动，但不向外辐射能量
B．原子中的电子运行轨道分布是连续的
C．氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子后，氢原子的能量增大
D．原子从低能级能级向高能级跃迁时，可吸收任何频率的光子
14．大量处于基态的氢原子，在某种单色光的照射下，只能辐射出3种不同频率的光子，其中两种光子频率为v1、v2，且vl）
A．该单色光的能量可能为hv2
B．该单色光的能量可能为h（v2－vl）
C．第三种光子的频率可能为v1＋v2
D．第三种光子的频率一定为v1－v2
15．某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m，功率为5.0×10-3W的连续激光．已知可见光波长的数量级为10-7m，普朗克常量h＝6.63×10-34J·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1.3×10-18J
D．光子数约为每秒3.8×1016个
三、填空题
16．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）。
17．氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氦离子．如图所示氦离子能级的示意图．现有一群氦离子处于n=3能级，当它们跃迁时最多能辐射出________
种能量的光子，辐射出的光子中能量的最大值为_________eV．
四、解答题
18．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）
19．太阳光垂直照射到地面上时，地面接收太阳光的功率为1.4kW，其中可见光部分约占45%．
（1）假如认为可见光的波长约为，日地间距离，普朗克常量，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？
（2）若已知地球的半径，估算地球接收的太阳光的总功率．
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
C
A
C
C
B
B
B
A
C
二、多项选择题
11
12
13
14
15
AB
BC
AC
AC
BD
三、填空题
16．4．2×1021
17．
3
48.4
四、解答题
18．个
19．（1）个
（2）