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高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步5 能量量子化课后复习题
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步5 能量量子化课后复习题，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(多选)(2022·山西太原高二期末)关于能量量子化，下列说法正确的是( AB )
A．能量子假设最早是由普朗克提出来的
B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
C．电磁波的波长越长，其能量子越大
D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点
解析：能量子假设最早是由普朗克提出的，故A正确；微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故B正确；根据ε＝hν＝eq \f(hc,λ)，可知，电磁波的波长越长，其能量子越小，故C错误；能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，但它的观点是正确的，故D错误。
2．(2022·江苏阜宁实验高中高二学业考试)下列说法正确的是( B )
A．微观粒子的能量变化是连续的
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
解析：微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A错误；由能量子的表达式ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；红光的频率比绿光小，由ε＝hν可知，红光的能量子比绿光小，故C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，故D错误。
3．太阳光是由不同颜色的光混合而成的，不同颜色的光频率不同，已知红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的频率依次增加，那么，按照普朗克的能量子假设，一个能量子的能量ε最小的是( A )
A．红光 B．紫光
C．都一样 D．无法确定
解析：七种色光中红光的频率最小，由ε＝hν可知A正确。
4．关于对黑体的认识，下列说法正确的是( C )
A．黑体只吸收电磁波，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．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，这个小孔就成了一个黑体
解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，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，B错误，C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此空腔成了一个黑体，而不是小孔，D错误。
5．(2022·北京101中学高二下学期期末)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( B )
A．10－21 J B．10－18 J
C．10－15 J D．10－12 J
解析：一个处于极紫外波段的光子的能量约为E＝eq \f(hc,λ)≈2×10－18 J，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B。
6．(多选)下列说法正确的是( CD )
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差
D．原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的光谱只有一些分立的亮线
解析：原子的能量是量子化的；原子从高能级会自发地向低能级跃迁，并向外放出光子；原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，光子的能量hν＝E初－E末，即光子的能量等于前后两个能级之差；由于能级的分立性，放出的光子的能量也是分立的，使得原子的光谱是一些分立的亮线，故选C、D。
二、非选择题(共12分)
7．(12分)在半径r＝10 m的球壳中心有一盏功率为P＝40 W的钠光灯(可视为点光源)，发出的钠黄光的波长为λ＝0.59 μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108 m/s。试求每秒钟穿过S＝1 cm2球壳面积的光子数目。
答案：9.4×1012个
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＝6.63×10－34×5.1×1014 J≈3.4×10－19 J，
又钠光灯在t＝1 s内发出光能E＝Pt＝40×1 J＝40 J那么在t＝1 s内穿过S＝1 cm2球壳面积的光能量
E1＝eq \f(SE,4πr2)＝eq \f(1×10－4×40,4×3.14×102) J≈3.2×10－6 J，
则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数
n＝eq \f(E1,E0)＝eq \f(3.2×10－6,3.4×10－19)≈9.4×1012(个)。
一、选择题(本题共6小题，每题8分，共48分)
1．(多选)(2022·山西太原高二期末)关于能量量子化，下列说法正确的是( AB )
A．能量子假设最早是由普朗克提出来的
B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
C．电磁波的波长越长，其能量子越大
D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点
解析：能量子假设最早是由普朗克提出的，故A正确；微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故B正确；根据ε＝hν＝eq \f(hc,λ)，可知，电磁波的波长越长，其能量子越小，故C错误；能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，但它的观点是正确的，故D错误。
2．(2022·江苏阜宁实验高中高二学业考试)下列说法正确的是( B )
A．微观粒子的能量变化是连续的
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
解析：微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A错误；由能量子的表达式ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；红光的频率比绿光小，由ε＝hν可知，红光的能量子比绿光小，故C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，故D错误。
3．太阳光是由不同颜色的光混合而成的，不同颜色的光频率不同，已知红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的频率依次增加，那么，按照普朗克的能量子假设，一个能量子的能量ε最小的是( A )
A．红光 B．紫光
C．都一样 D．无法确定
解析：七种色光中红光的频率最小，由ε＝hν可知A正确。
4．关于对黑体的认识，下列说法正确的是( C )
A．黑体只吸收电磁波，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．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，这个小孔就成了一个黑体
解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，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，B错误，C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此空腔成了一个黑体，而不是小孔，D错误。
5．(2022·北京101中学高二下学期期末)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( B )
A．10－21 J B．10－18 J
C．10－15 J D．10－12 J
解析：一个处于极紫外波段的光子的能量约为E＝eq \f(hc,λ)≈2×10－18 J，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同，故选B。
6．(多选)下列说法正确的是( CD )
A．原子的能量是连续的，原子的能量从某一能量值变为另一能量值，可以连续变化
B．原子从低能级向高能级跃迁时放出光子
C．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，且光子的能量等于前后两个能级之差
D．原子放出的光子的能量是分立的，所以原子的光谱只有一些分立的亮线
解析：原子的能量是量子化的；原子从高能级会自发地向低能级跃迁，并向外放出光子；原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，光子的能量hν＝E初－E末，即光子的能量等于前后两个能级之差；由于能级的分立性，放出的光子的能量也是分立的，使得原子的光谱是一些分立的亮线，故选C、D。
二、非选择题(共12分)
7．(12分)在半径r＝10 m的球壳中心有一盏功率为P＝40 W的钠光灯(可视为点光源)，发出的钠黄光的波长为λ＝0.59 μm，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中光速c＝3×108 m/s。试求每秒钟穿过S＝1 cm2球壳面积的光子数目。
答案：9.4×1012个
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＝6.63×10－34×5.1×1014 J≈3.4×10－19 J，
又钠光灯在t＝1 s内发出光能E＝Pt＝40×1 J＝40 J那么在t＝1 s内穿过S＝1 cm2球壳面积的光能量
E1＝eq \f(SE,4πr2)＝eq \f(1×10－4×40,4×3.14×102) J≈3.2×10－6 J，
则每秒钟穿过该球壳1 cm2面积的光子数
n＝eq \f(E1,E0)＝eq \f(3.2×10－6,3.4×10－19)≈9.4×1012(个)。
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