2024-2025学年高中物理第十七章1能量量子化练习含解析新人教版选修3-5

PAGEPAGE51能量量子化基础巩固1.关于对黑体的相识,下列说法正确的是()A.黑体只汲取电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还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,与材料的种类及表面状况无关D.假如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汲取,最终不能从小孔射出,这个空腔就成了一个黑体解析:黑体自身辐射电磁波,不肯定是黑的,选项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,选项B错误,选项C正确。小孔只汲取电磁波,不反射电磁波,因此小孔成了一个黑体,而不是空腔,选项D错误。答案:C2.能正确说明黑体辐射试验规律的是()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说明D.牛顿提出的能量微粒说解析:依据黑体辐射的试验规律:随着温度的上升,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。只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满足的说明,故选项B正确。答案:B3.红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是()A.红光 B.橙光 C.黄光 D.绿光解析:在红、橙、黄、绿四种颜色的光中,红光的波长最长而频率最小,由光子的能量ε=hν可知红光光子能量最小。答案:A4.已知某种单色光的波长为λ,在真空中光速为c,普朗克常量为h,则电磁波辐射的能量子ε的值为()A.h解析:由波速公式v=λν可得ν=由光的能量子公式ε=hν=h故选项A正确。答案:A5.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射试验规律的是()解析:随着温度的上升,辐射强度增加,辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,选项A正确。答案:A6.(2024·上海卷)光子的能量与其()A.频率成正比 B.波长成正比C.速度成正比 D.速度的二次方成正比解析:由E=hν、c=λν得E=hν=hcλ,可见光子的能量与其频率成正比答案:A7.某激光器能放射波长为λ的激光,放射功率为P,c表示光速,h为普朗克常量,则激光器每秒放射的能量子数为()A.解析:每个能量子ε=hν=hcλ,每秒发射的总能量为P答案:A8.已知功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量。假定所发出的可见光的波长都是560nm,计算灯泡每秒内发出的光子数。光速c=3.0×108m/s,普朗克常量h=6.63×10-34J·s。答案:1.4×1019个实力提升1.(多选)下列叙述正确的是()A.一切物体都在辐射电磁波B.一般物体辐射电磁波的状况只与温度有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关D.黑体能够完全汲取入射的各种波长的电磁波解析:依据热辐射的定义知,选项A正确;依据热辐射和黑体辐射的特点知,一般物体辐射电磁波的状况除与温度有关外,还与材料种类和表面状况有关,而黑体辐射只与黑体的温度有关,故选项B错误,选项C正确;依据黑体的定义知选项D正确。答案:ACD2.(多选)对于带电微粒的辐射和汲取能量时的特点,以下说法正确的是()A.以某一个最小能量值一份一份地辐射B.辐射和汲取的能量是某一最小值的整数倍C.汲取的能量可以是连续的D.辐射和汲取的能量是量子化的解析:依据普朗克提出的理论知选项A、B、D正确,即能量是不连续的,而是量子化的,选项C错误。答案:ABD3.(多选)黑体辐射的试验规律如图所示,由图可知()A.随温度的上升,各种波长的辐射强度都增加B.随温度的降低,各种波长的辐射强度都增加C.随温度的上升,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度的降低,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动解析:由题图可知,随温度的上升,各种波长的辐射强度都有所增加,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,当温度降低时,上述变更相反。故正确选项为A、C。答案:AC4.一束红光从空气射入玻璃,则这束红光的能量子将()A.变小 B.变大C.不变 D.不能确定解析:能量子为ε=hν,光从空气射入玻璃后频率并不变更,因此选项C正确。答案:C5.★在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过养分关系构成食物链,在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发觉老鼠的。假设老鼠的体温约37℃,它发出的最强的热辐射的波长为λmin。依据热辐射理论,λmin与辐射源的热力学温度T的关系近似为Tλmin=2.90×10-3m·K。则老鼠发出最强的热辐射的波长为()A.7.8×10-5m B.9.4×10-6mC.1.16×10-4m D.9.7×10-8m解析:λmin=2答案:B6.神光Ⅱ装置是我国自行研制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多少个?(取两位有效数字)解析:每个光子的能量ε=hν=n=Eε=Eλhc=2400答案:4.2×1021个7.★太阳光垂直射到地面上时,地面上1m2接收太阳光的功率为1.4kW,其中可见光部分约占45%。(1)假设认为可见光的波长约为0.55μm,日地间距离R=1.5×1011m。普朗克常量h=6.63×10-34J·s,估算太阳每秒射出的可见光能量子数有多少个;(2)若已知地球的半径为6.4×106m,估算地球接收的太阳光的总功率。解析:(1)设地面上垂直阳光每平方米面积上每秒接收的可见光能量子数为n,则有Pt×45%=nhn=Pt·λ×45%hc则太阳每秒射出的可见光能量子数N=n·4π