人教版（2019）高二物理必修第三册同步课时作业 （27）能量量子化

2020-2021学年高二物理人教版（2019）必修第三册同步课时作业
（27）能量量子化
一，选择题
1.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是（　　）
A.温度
B.材料
C.表面状况
D.以上都正确
2.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
3.物理学家金斯说过:“虽然h的数值很小,但是我们应当承认它是关系到保证宇宙的存在的。如果说h严格地等于0,那么宇宙间的物质能量将在十亿分之一秒的时间内全部变为辐射。”其中h是普朗克常量。关于h的单位,用国际单位制的基本单位表示,正确的是(??
)
A.J·s
B.J/s
C.kg·m2·s-1
D.kg·m2·s3
4.下列宏观概念中是“量子化”的是(??
)
A.物体的体积?????B.物体的质量?????C.物体的速度?????D.学生的个数
5.由实验测得的普朗克常量的大小为(??
)
A.6.63×10-34J/s?????B.6.63×1034J·s
C.6.63×10-34J·s?????D.6.63×10-34s/J
6.关于黑体和黑体辐射,下列叙述不正确的是(??
)
A.玻尔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
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短的方向移动
7.关于对黑体的认识,下列说法正确的是(??
)
A.黑体是黑色的且其自身辐射电磁波
B.黑体辐射电磁波的强度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
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
8.“非典”期间,很多地方用红外线热像仪监测人的体温,只要被测者从仪器前走过,便可知道他的体温是多少,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
9.普朗克能量子假说认为(???
)
A.在宏观领域,物体能量的变化是不连续的
B.在微观领域,物体的能量是连续变化的
C.物体辐射或吸收能量是一份一份进行的
D.辐射的频率越高,物体辐射的每一个能量子的能量就越大
10.关于对热辐射的认识,下列说法正确的是(??
)
A.温度越高,物体辐射的电磁波越强
B.冷的物体只吸收电磁波
C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关,与材料的种类及表面状况无关
D.常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色
11.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本领越大
B.在同一温度下,辐射本领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
C.温度越高,辐射本领的极大值越大
D.温度越高,辐射本领最大的电磁波的波长越短
12.1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说,这就是能量子假说,下列说法属于能量子假说内容的是(??
?)
A.物质发射(或吸收)能量时,能量不是连续的,而是一份一份进行的
B.能量子假说中将每一份能量单位,称为“能量子”
C.能量子假说中的能量子的能量,为辐射的频率,
为普朗克常量
D.能量子假说认为能量是连续的,是不可分割的
二，简答题
13.40瓦的白炽灯，有5%的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均波长为580
nm，那么该白炽灯每秒钟辐射的光子数为多少？（普朗克常量h＝6.63×10－34
J·s，光速c＝3×108
m/s）
14.小灯泡的功率P＝1
W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6
m，求在距离d＝1.0×104
m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1
cm2的球面上的光子数是多少？（h＝6.63×10－34
J·s，结果保留3位有效数字）
答案以及解析
1.答案：A
解析　影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确，B、C、D错误。
2.答案：C
解析：所谓“量子化”是指不连续的情况,而选项A、B、D作为宏观物体的特性,具有连续性,汽车个数不具有连续性
3.答案：C
解析：光子的能量可以由普朗克常量得出，即，所以，能量的单位是J，1J=1N·m=1kg·m2·s-2，波长的单位是m，光速的单位是m·s-1,所以h的单位用国际单位制的基本单位表示是kg·m2·s-1,选项C正确，A、B、D均错误。
4.答案：D
解析：所谓“量子化”应该是不连续的,是一份一份的,
故选项D正确,选项ABC错误。
5.答案：C
解析：由实验测得的普朗克常量的大小为h=6.63×10-34J·s,C
正确。
6.答案：A
解析：普朗克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,故A错误;能100%地吸收入射的电磁辐射,这样的物体称为黑体,故B正确;黑体辐射随着温度的升高,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CD正确。
7.答案：C
解析：黑体自身辐射电磁波,但不一定是黑色的,故A错误;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B错误,C正确;小孔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是小孔成了一个黑体,而不是空腔,故D错误。
8.答案：C
解析：根据辐射规律可知,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加;随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,人的体温的高低,直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度,通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道这个人的体温,
选项C正确.
9.答案：CD
解析：根据普朗克的量子假说分析可知CD正确。
10.答案：AD
解析：一切物体都在不停地向外辐射电磁波,且温度越高,辐射的电磁波越强,A正确,B错误;选项C是黑体辐射的特性,C错误;常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色,D正确。
11.答案：BCD
解析：在同一温度下,辐射本领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,A错误,B
正确;黑体辐射的本领与温度有关,温度越高,黑体辐射的本领越大,且辐射本领的极大值也越大,C正确;随着温度的升高,黑体福射本领的极大值向波长较短的方向移动,D正确.
12.答案：ABC
解析：根据能量量子假说的内容分析可知ABC正确。
13.答案：5.8×1018个
解析　波长为λ的光子能量为ε＝hν＝h　①
设白炽灯每秒内发出的光子数为n，白炽灯电功率为P，则n＝　②
式中η＝5%是白炽灯的发光效率。
联立①②式得n＝
代入题给数据得n＝5.8×1018（个）
14.答案：3.98×105个
解析　每秒钟小灯泡发出的能量为E＝Pt＝1
J
1个光子的能量
ε＝hν＝＝
J＝1.989×10－19
J
小灯泡每秒钟辐射的光子数
n＝＝＝5×1018（个）
距离小灯泡d的球面面积为
S＝4πd2＝4π×（1.0×104）2m2＝1.256×109m2＝1.256×1013cm2
每秒钟射到1
cm2的球面上的光子数为
N＝＝＝3.98×105（个）。