高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 能量量子化课后作业题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册5 能量量子化课后作业题，共4页。试卷主要包含了以下关于光子的说法正确的是，下列说法正确的是，光子的发射和吸收过程是等内容，欢迎下载使用。

1．以下关于光子的说法正确的是( )
A．光子的能量跟它的频率无关
B．紫光光子的能量比红光光子的能量小
C．光子是具有质量、能量和体积的实物微粒
D．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子
2．关于对热辐射的认识，下列说法正确的是( )
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
3．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
4．(多选)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的能量子大
D．电磁波波长越长，其能量子越大
5．热辐射是指所有物体都要向外辐射电磁波的现象．辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量．在研究同一物体在不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所示的图线，图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示某种波长的电磁波的辐射强度．则由Mλ­λ图线可知，同一物体在不同温度下( )
A.向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同
B．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的
C．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小
D．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动
6．(多选)光子的发射和吸收过程是( )
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跃迁到高能级，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，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值
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
8．(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是( )
A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε
B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
C．能量子与电磁波的频率成正比
D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
9．[2023·山西太原高二期末]关于能量量子化，下列说法正确的是( )
A．能量子假说最早是由爱因斯坦提出来的
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
B组 能力提升练
10．[2023·山东临沂高二期中]请你结合所学知识，判断下列说法正确的是( )
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．奥斯特发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
C．法拉第发明了世界上第一台发电机——圆盘发电机
D．牛顿通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念
11.
[2023·山东枣庄高二联考]我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平．高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”．与4G相比，5G具有“高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点．与4G相比，5G使用的电磁波( )
A．波长更长
B．能量子的能量更小
C．能量子的能量更大
D．传播速度更快
12．硅光电池是将光辐射的能量转化为电能．若有N个波长为λ0的光子打在硅光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量，c为真空中的光速)( )
A．heq \f(c,λ0)B．Nheq \f(c,λ0)
C．Nhλ0D．2Nhλ0
13．小灯泡的功率P＝1W，设其发出的光向四周均匀辐射，平均波长λ＝10－6m，求在距离d＝1.0×104m处，每秒钟落在垂直于光线方向、面积为1cm2的球面上的光子数是多少？(h＝6.63×10－34J·s)
课时分层作业(二十六) 能量量子化
1．解析：根据ε＝hν可知光子的能量与光子的频率成正比，故A错误；在可见光范围内，紫光的频率最大，红光的频率最小，根据ε＝hν，可知紫光光子的能量比红光光子的能量大，故B错误；光子具有能量，但没有静止质量，也没有具体的体积，它不是实物粒子，故C错误；光是在空间传播的电磁波，是不连续的，是一份一份的能量，每一份叫做一个光子，故D正确．
答案：D
2．解析：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，故A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特性，故C错误；除光源外，常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，故D错误．
答案：B
3．解析：根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素知其只与温度有关．
答案：A
4．解析：微观粒子的能量变化是跳跃式的，故A正确；由ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，故B正确；红光的频率比绿光的小，由ε＝hν可知，红光的能量子比绿光的能量子小，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．
答案：AB
5．解析：由Mλ­λ图线可知，对于同一物体，随着温度的升高，一方面，各种波长电磁波的辐射强度都有所增加，向外辐射的电磁波的总能量增大；另一方面，辐射强度的极大值向短波方向移动，波长范围增大．故D正确，A、B、C错误．
答案：D
6．解析：原子处于激发态不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式放出能量，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发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即hν＝Em－En(m>n)，故A、B错误，C、D正确．
答案：CD
7．解析：微波是电磁波中按波长分类波长较小的一种，微波是指波长在10－3m到10m之间的电磁波，故A正确；微波是电磁波，电磁波既能在介质中传播也能在真空中传播，而声波是机械波，只能在介质中传播，故B错误；黑体向外辐射的是热量，是以光子的形式辐射的，而光是电磁波，所以黑体的热辐射实际上是电磁辐射，故C正确；普朗克在研究黑体辐射的过程中提出了黑体辐射的能量是一份一份的，从而提出了能量子的假说，故D正确．
答案：ACD
8．解析：由普朗克能量子假说可知，带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，故A错误，B正确；能量子ε＝hν与电磁波的频率ν成正比，故C正确；能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误．
答案：BC
9．解析：能量子假说最早是由普朗克提出的，故A错误；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，而它的观点是正确的，故D错误．
答案：B
10．解析：麦克斯韦预言了电磁波的存在，并提出了电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，故B错误；法拉第发明了世界上第一台发电机——圆盘发电机，故C正确；普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念，故D错误．
答案：C
11．解析：由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”的特性，已知电磁波的波长与频率的关系为λ＝eq \f(c,f)，由此可知频率越高波长越短，则与4G相比，5G使用的电磁波波长更短，故A错误；已知能量子的能量为ε＝hν，由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，则与4G相比，5G使用的电磁波能量子的能量更大，故B错误、C正确；电磁波的传播速度与光速相等，在真空中为c＝3×108m/s，故D错误．
答案：C
12．解析：由于单个光子的能量为ε＝hν，所以N个光子的总能量E总＝Nhν，又因为ν＝eq \f(c,λ0)，解得E总＝Nheq \f(c,λ0)，故B正确．
答案：B
13．解析：每秒钟小灯泡发出的能量为E＝Pt＝1J
1个光子的能量为ε＝hν＝eq \f(hc,λ)＝eq \f(6.63×10－34×3×108,10－6)J＝1.989×10－19J
小灯泡每秒钟辐射的光子数为n＝eq \f(E,ε)＝eq \f(1,1.989×10－19)≈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1cm2的球面上的光子数为N＝eq \f(n,S)＝eq \f(5×1018,1.256×1013)≈3.98×105(个).
答案：3.98×105(个)