课时跟踪检测（二十五） 量子化现象-高中物理必修三（粤教版）

课时跟踪检测（二十五）量子化现象A组—重基础·体现综合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．以上都正确解析：选A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。2．普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是()A．6.02×10－23mol B．6.625×10－3mol·sC．6.626×10－34J·s D．1.38×10－16mol·s解析：选C普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为6.626×10－34J·s，在记忆时关键要注意它的单位。3．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)()A．hν B．eq\f(1,2)NhνC．Nhν D．2Nhν解析：选C光子能量与频率有关，一个光子能量为ε＝hν，N个光子能量为Nhν，故C正确。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解析：选B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，选项A错误，选项B正确；选项C描述的是黑体辐射的特性，选项C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，选项D错误。5．一个氢原子从低能级跃迁到高能级，该氢原子()A．吸收光子，吸收光子的能量等于两能级之差B．吸收光子，能量减少C．放出光子，能量增加D．放出光子，能量减少解析：选A氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较低能级向较高能级跃迁时吸收光子，能量增加，吸收光子的能量等于两能级之差，A正确，B、C、D错误。6．[多选]光子的发射和吸收过程中()A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B．原子不能从低能级向高能级跃迁C．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或是放出的光子的能量都等于始、末两个能级的能量差解析：选CD由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发态时不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式释放能量。光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是辐射光子，光子的能量总等于两能级的能量差，即hν＝Em－En(m>n)，故C、D选项正确。7．[多选]对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射的黑体谱相关的说法中正确的是()A．微波是指波长在10－3m到10m之间的电磁波B．微波和声波一样都只能在介质中传播C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说解析：选ACD由电磁波谱知微波是波长10－3m到10m之间的电磁波，A正确；微波是一种电磁波，传播不需要介质，B错误；黑体向外辐射电磁波，其强度按波长的分布只与它的温度有关，C正确；普朗克研究黑体的热辐射时提出了能量子假说，D正确。8．[多选]下列说法正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性解析：选CD一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以不能说有的光是波，有的光是粒子，A错误；虽然光子和电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以不能说光子和电子是同样的一种粒子，B错误；波长长，容易发生干涉、衍射，波动性强，反之，波长短，光子能量大，粒子性强，C正确；干涉、衍射是波特有的现象，光电效应说明光具有粒子性，D正确。9．光是一种电磁波，可见光的波长的大致范围是400～700nm。400nm、700nm电磁辐射的能量子的值各是多少？(h＝6.63×10－34J·s)解析：根据公式ν＝eq\f(c,λ)和ε＝hν可知：400nm对应的能量子ε1＝heq\f(c,λ1)＝6.63×10－34×eq\f(3.0×108,400×10－9)J≈4.97×10－19J。700nm对应的能量子ε2＝heq\f(c,λ2)＝6.63×10－34×eq\f(3.0×108,700×10－9)J≈2.84×10－19J。答案：4.97×10－19J2.84×10－19JB组—重应用·体现创新10．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为()A.eq\f(λP,hc)B.eq\f(hP,λc)C.eq\f(cPλ,h) D．λPhc解析：选A每个光量子的能量ε＝hν＝eq\f(hc,λ)，每秒钟发射的总能量为P，则n＝eq\f(Pt,ε)＝eq\f(λP,hc)。11．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解析：选C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，直接决定了辐射的红外线强度按波长的分布情况，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，故C正确，A、B、D错误。12．太阳辐射到地球表面单位面积的电磁波的功率P0约为1400W/m2。其中包含了各种波长的红外线、可见光、紫外线等，以可见光部分最强。为了研究方便，我们认为太阳光辐射到地球表面的电磁波全部是波长λ0约为600nm(1nm＝10－9m)的可见光，每秒至少有5个这样的光子进入人眼才能引起视觉，人眼睛的瞳孔面积约为S0＝10mm2，则人眼能看到最远的与太阳相同的恒星到地球的距离R和日地距离r的比值约为(已知光速c＝3×108m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)()A．9×104 B．9×107C．9×1010 D．9×1014解析：选B设太阳辐射电磁波的功率为P，由题意有P0＝eq\f(P,4πr2)，人眼能看到最远的与太阳辐射电磁波功率相同的恒星辐射到地球表面单位面积的电磁波的功率P1＝eq\f(P,4πR2)，又P1·S0t＝eq\f(5hc,λ0)，联立解得eq\f(R,r)＝eq\r(\f(P0,P1))≈9×107，选项B正确。13．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光子数之比为4∶5，则这两束光的光子能量和波长之比为()A．4∶5,4∶5 B．5∶4,4∶5C．5∶4,5∶4 D．4∶5,5∶4解析：选B由E＝nε知，能量相同时n与ε成反比，所以光子能量比为5∶4；又根据ε＝hν＝heq\f(c,λ)，所以波长之比为4∶5，B正确。14．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U成正比，即ν＝kU。已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为()A.eq\f(h,2e)B.eq\f(2e,h)C．2heD.eq\f(1,2he)解析：选B根据物理单位知识，表达式及变形式两侧单位是一致的，由本题中涉及的物理量：ν、U、e、h及与其有联系的能量表达式E＝hν，E＝Ue，由上式得h的单位与eq\f(Ue,ν)的单位相同，即h单位可用V·C·s表示，题中ν＝kU，即k＝eq\f(ν,U)，单位可用eq\f(1,V·s)表示，选项B中eq\f(2e,h)单位等效于eq\f(C,V·C·s)＝eq\f(1,V·s)，故选项B正确，A、C、D错误。15．在半径r＝10m的球壳中心有一盏功率为P＝40W的钠光灯(可视为点光源)，发出的钠黄光的波长为λ＝0.59μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108m/s。试求每秒钟穿过S＝1cm2球壳面积的光子数目。解析：钠黄光的频率ν＝eq\f(c,λ)＝eq\f(3×108,0.59×10－6)Hz≈5.1×1014Hz，则一个光子的能量E0＝hν＝6.63×10－34×5.1×1014J≈3.4×10－1