人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步5 能量量子化课时作业

这是一份人教版 (2019)必修 第三册第十三章 电磁感应与电磁波初步5 能量量子化课时作业，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．光波是概率波，物质波是机械波
B．微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小
C．普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的
D．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性
2．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，真空中光速为c，普朗克常量为h，则该激光器每秒发射的光量子数为 （ ）
A．B．C．D．
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存在的。如果说h严格等于零，那么宇宙的物质、宇宙的物质能量，将在十亿万分之一秒的时间内全部变为辐射。”其中h是普朗克常量，关于它的单位，若用国际单位制的基本单位可表示为（ ）
A．kg·m2/s2B．kg·m/s2C．kg·m2/sD．kg·m2·s3
4．关于近代物理研究，下列说法正确的有（ ）
A．汤姆孙发现组成阴极射线的粒子是α粒子
B．光电效应实验中，光强越强，光电子动能越大
C．普朗克假设微观粒子的能量是量子化的，解释了黑体辐射现象
D．一个光子与一个静止的电子碰撞而散射，其频率不会发生改变
5．首先发现中子的是（ ）
A．查德威克B．普朗克C．爱因斯坦D．贝可勒东
6．下列关于牛顿运动定律的说法中正确的是( )
A．惯性就是物体保持静止状态的性质
B．力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的
C．物体运动状态改变的难易程度就是加速度
D．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零
7．关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A．可见光不是电磁波
B．微波炉用来加热的微波不是电磁波
C．黑体既会吸收电磁波也会反射电磁波
D．电磁波传播是一份一份的，每一份称为一个光子
8．2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（ ）
A．是计算机运算的一种程序B．表示运算速度的一个单位
C．表示微观世界的不连续性观念D．类似于质子、中子的微观粒子
9．下列说法中正确的是（ ）
A．光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性
B．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动
C．核泄漏事故污染物Cs137核反应方程式为，其中x为正电子
D．一氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子
10．波粒二象性是微观世界的基本特征，下列说法正确的是（ ）
A．光电效应现象揭示了光的波动性
B．黑体辐射的强度与温度无关
C．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等
D．康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面
11．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向。如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．图中光束①是红光，光束②是蓝光
B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快
C．若光束①、②先后通过同一小孔，则①衍射现象更明显
D．若光束①、②从透明介质层以相同逐渐增大的入射角射向空气中，则①先发生全反射
二、多选题
12．下列说法正确的是（ ）
A．只有温度高的物体才会有热辐射
B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量
C．黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以有较强的辐射
D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关
13．下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是（ ）
A．黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射
B．黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光）
C．黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释
D．黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释
14．波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有（ ）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．爱因斯坦首先提出了能量子假说
D．动能相等的质子和电子，电子的德布罗意波长长
三、解答题
15．如图所示，在高h1=40m的光滑水平平台上，质量m=3kg的小物块压缩轻弹簧后被锁扣K锁住储存了一定量的弹性势能E。若打开锁扣K，物块将以一定的水平速度v1向右滑下平台，做平抛运动，并恰好能从竖直放置的光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道。B点的高度h2=20m，圆弧轨道的圆心O与平台等高，∠BOC=，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L=140m的水平粗糙轨道CD平滑连接；小物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，取g=10m/s2。
(1)求小物块由A到B的运动时间；
(2)求小物块原来压缩轻弹簧时储存的弹性势能Ep的大小；
(3)若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点P（P点没画出）。设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为，求的取值范围。
16．对应于的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？（普朗克常量h=6.63×10-34J·s，结果保留3位有效数字）
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．光子在空间各点出现的可能性的大小（概率）可用波动规律来描述．所以从光子的概念上看，光波是一种概率波．光波和物质波都属于概率波，且都具有波粒二象性，故A错误；
B．根据测不准关系，可知微观粒子的动量和位置的不确定量一个变大的同时，另一个变小，故B错误；
C．普朗克的量子化假设是为了解释黑体辐射规律，故C错误；
D．光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性，故D正确。
故选D。
2．A
【解析】
每个光子的能量，设每秒(t=1s)激光器发出的光子数是n，
则，即：，，故A正确，B、C、D错误；
故选A．
【点睛】求出每个光子的能量，每秒内发出的光子数与每个光子能量的乘积是激光器每秒做的功，每个光子的能量．
3．C
【详解】
根据能量子表达式可知
用国际单位制的基本单位可表示为
故ABD错误，C正确。
故选C。
4．C
【解析】
阴极射线粒子是电子，选项A错误．光电效应中光强影响光电子数量，光的频率影响光电子的最大初动能，选项B错误．普朗克假设微观粒子的能量是量子化的，解释了黑体辐射现象，选项C正确；根据康普顿效应，光子与电子碰撞后散射，其能量减小，频率发生改变．故D错误；故选C．
5．A
【详解】
A．查德威克发现了中子，A正确；
B．普朗克首次提出了能量子的概念，B错误；
C．爱因斯坦最早认识到能量子的意义，提出光子说，C错误；
D．贝克勒尔发现天然放射性现象，揭示了原子核可以再分，D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
A.惯性就是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质；故A项错误.
B.力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的，；故B项正确.
C.物体运动状态改变的难易程度取决于物体惯性大小；故C项错误.
D.物体的速度为零，加速度不一定为零，故合力不一定为零；故D项错误.
7．D
【详解】
A．光是电磁波谱中的一员，可见光属于电磁波，故A错误；
B．微波炉用来加热的微波是波长较短的电磁波，故B错误；
C．能全部吸收入射到其表面的所有电磁波而不发生反射的物体是黑体，故C错误；
D．根据爱因斯坦的光子说，电磁波包括光的传播是一份一份的，每一份称为一个光子，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
量子是不可分割的最小的单元，体现了物质的不连续性，即通常所说的“量子化”。
故选C。
9．B
【详解】
A．光电效应、康普顿效应都说明光具有粒子性，故A错误；
B．黑体辐射中，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B正确；
C．根据电荷数守恒、质量数守恒可知，x的电荷数为，质量数为，所以 x为电子，故C错误；
D．一个氢原子处在n=4的能级，由较高能级跃迁到较低能级时，最多可以发出4→3、3→2和2→1三种种频率的光，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，A错误；
B．黑体辐射的强度与温度有关，B错误；
C．动能相等的质子和电子，它们的动量不同，根据
可知，德布罗意波的波长不相等，C错误；
D．康普顿效应表明光子有动量，揭示了光的粒子性的一面，D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A．①光的偏折程度较大，则折射率较大，蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光，故A错误；
B．根据知，蓝光的折射率大，在介质中的速度小，则光束①比光束②传播速度更慢，故B错误；
C．蓝光的折射率大，频率大，知蓝光的波长小，波长越长，衍射现象越明显，所以②光衍射更明显，故C错误；
D．根据知，蓝光的折射率大，临界角小，增大入射角，①先发生全发射，故D正确。
故选D。
12．CD
【详解】
A．任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高辐射的能量越多，故A错误；
BC．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，故B错误，C正确；
D．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，与构成黑体的材料、形状无关，而一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关，故D正确。
故选CD。
13．ABD
【详解】
A．如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。故A项正确；
B．黑体的温度升高时，一方面，各种波长的辐射强度都有增加（包括可见光和不可见光），另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故B项正确；
CD．黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释，普朗克提出能量量子化理论对黑体辐射的实验规律进行了解释。故C项错误，D项正确。
14．ABD
【详解】
A．光电效应现象说明光是一份一份的，揭示了光的粒子性，A正确；
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样，说明中子具有波动性，B正确；
C．普朗克首先提出了能量子假说，C错误；
D． 若质子和电子动能相等，根据
可知电子的动量小，又根据德布罗意波长公式
电子的德布罗意波长比质子的长，D正确。
故选ABD。
15．(1)2s；(2)200J；(3)
【详解】
(1)设小物块从A运动到B的时间为t，小物块从A到B做平抛运动，竖直方向
代入数据解得
(2)小物块从A到B过程做平抛运动，竖直分速度
小物块沿轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道，在B点
解得
打开锁扣后弹簧的弹性势能转化为小物块的动能，由能量守恒定律得
代入数据解得
(3)小物块停在D点时动摩擦因数最小，停在C点时动摩擦因数最大，小物块停在D点时，物块在CD上的路程
小物块停在C点时，物块在CD上的路程
对整个过程，由能量守恒定律得

代入数据解得
，
则μ的取值范围是
16．，
【详解】
能量子与频率的关系为
解得其电磁辐射的频率为
频率与波长的关系为
解得其电磁辐射的波长为