人教版 (2019)必修 第三册5 能量量子化优秀练习题

人教版必修第三册 13.5 能量量子化

一、单选题

1．下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是（　　）

A．一切物体都在辐射电磁波

B．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

C．黑体辐射强度的极大值跟温度无关

D．一般物体辐射电磁波的强度与温度有关

2．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，如图所示为黑体辐射的实验规律图，下列说法正确的是（　　）

A．黑体热辐射的强度与波长无关

B．黑体热辐射只能是高温下才能进行，低温下不辐射

C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值

D．从图象看出随着温度的升高，各种波长的辐射强度是先增加后减小

3．两束可见光的波长分别为和，其中．则（下列表述中，脚标“1”和“2”分别代表波长为和的光所对应的物理量）（       ）

A．这两束光的光子的动量

B．这两束光的光子的能量

C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压

D．这两束光均能使某金属发生光电效应，逸出光电子的最大初动能之比

4．四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（　　）

A．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

B．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小

C．英国物理学家瑞利提出的辐射强度按波长分布的理论公式与实验相符

D．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符

5．2018年诺贝尔物理学家授予给科学家阿赫阿什金，以表彰他在激光镊子方面所做出的贡献，激光镊子是指利用激光在物体上的折射作用对物体施加作用力，从而达到操作微小物体的目的，激光束并非完全是平行光，光束中存在一个最细的部位，称为光源，当物体处于光腰下方时，由于激光的作用，物体会受到激光向上的力，当物体处于光腰上方时，由于激光的作用，物体会受到向下的力，从而使物体总能束缚在光腰部位。现在研究某个物体的受力，如图所示，只考虑入射的1、2两束激光，它们原本与书脂呈一定夹角，经过物体析射后光线刚好沿着竖直方向向上，且所有光线都经过折射透过了物体，两束光线强度相同，两束激光的总功率为P，激光频率为。以下说法错误的是（       ）

A．单位时间透过物体的光子个数为

B．通过物体的光子动最为

C．两束光线对物体产生的作用力竖直向下

D．可知物体此时位于光腰的下方

6．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）

A．黑体是黑色的，且其自身辐射电磁波

B．黑体辐射电磁波的强度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

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，这个空腔就成了一个黑体

7．自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温各学校都配置了如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）

A．额温枪能测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线存在差异

B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒

C．红外线是波长比紫外线短的电磁波

D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点，并成功解释了光电效应现象

8．华为手机麒麟9000型芯片是5nm制作工艺，光刻机是芯片制造的核心设备之一。光刻机通过一系列的光源能量，将光束透射过画着线路图的掩模，用透镜将线路图成比例缩小后映射到涂有化学层的硅片上，受到光线照射的部分，可以被冲洗掉，在硅片上就得到了掩膜上的电路图。芯片的制作过程需要用较大能量光子的光照射，应选用的光源是（　　）

A．波长长的光源 B．频率大的光源

C．强度小的光源 D．强度大的光源

9．能正确解释黑体辐射实验规律的是（　　）

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解释

D．牛顿提出的微粒说

10．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温为37℃，它发出的最强的热辐射的波长为，根据热辐射理论，与辐射源的绝对温度的关系近似为，普朗克常量。那么老鼠发出最强的热辐射的波长和老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子（又叫作光子）的能量分别是（　　）

A．        B．       

C．      D．     

11．2020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

12．2020年为了做好疫情防控工作，很多场所都利用红外线测温枪对进出人员进行体温检测，红外测温枪与传统的热传导测温仪器相比，具有响应时间短、测温效率高、操作方便、防交叉感染（不用接触被测物体）的特点。下列说法中正确的是（　　）

A．红外测温枪利用了一切物体都在不停的发射红外线，而且发射红外线强度与温度有关，温度越高发射红外线强度就越大

B．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线

C．红外线也属于电磁波，其波长比红光短

D．爱因斯坦最早提出“热辐射是一份一份的、不连续的”观点

13．关于电磁场、电磁波下列说法正确的是（　　）

A．变化的磁场一定能产生变化的电场

B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低

C．观察者接近频率恒定的波源时，接收到波的频率比波源的频率小

D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，而不向外辐射电磁波

14．黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法错误的是（　　）

A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加

B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动

C．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波

D．不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波

15．把“能量子”概念引入物理学的物理学家是（       ）

A．托马斯·杨 B．麦克斯韦 C．普朗克 D．赫兹

二、填空题

16．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有______。

17．概念：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的______，这个最小的能量值ε叫能量子。

18．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的______而不发生反射。

三、解答题

19．太阳光垂直照射到地面上时，地面接收太阳光的功率为1.4kW，其中可见光部分约占45%．

（1）假如认为可见光的波长约为，日地间距离，普朗克常量，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？

（2）若已知地球的半径，估算地球接收的太阳光的总功率．

20．太阳的辐射功率（太阳每秒辐射的能量）为，已知射到大气层的太阳能只有45%到达地面，另有55%被大气层吸收和反射，而未到达地面．若射到地球上的太阳光可视为垂直于地球表面，把太阳光看成是频率为的单色光，求地球表面上的面积每秒接收到多少个光子？已知太阳到地球的距离为．（最后结果保留两位有效数字）

21．在一杯开水中放入一支温度计，可以看到开水的温度是逐渐降低的。根据能量量子化理论，开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？

22．19世纪末开尔文爵士曾说，物理学的大厦已经建成，物理学中已没有什么新东西可发现，剩下的只是把测量做得更精确。不过在地平线上有“两朵乌云”。简述这“两朵乌云”是什么？

参考答案：

1．C

2．C

3．B

4．D

5．D

6．C

7．A

8．B

9．B

10．B

11．C

12．A

13．B

14．D

15．C

16．增加

17．整数倍

18．电磁波

19．（1）个   （2）

20．个

21．见解析

22．见详解