高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第五节 量子化现象练习题

6.5量子化现象同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．光子的能量与之成正比的是（　　）

A．光速 B．光的频率 C．光的波长 D．光速的平方

2．在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，下列说法正确的是（       ）

A．爱因斯坦提出了能量子假说

B．麦克斯韦最早提出用电场线描述电场

C．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在

D．法拉第发现了电流的磁效应

3．人类在探索自然规律的进程中总结了许多科学方法，如分析归纳法、演绎法、等效替代法、控制变量法、理想实验法等。在下列研究中，运用理想实验法进行研究的是（　　）

A．牛顿发现了万有引力定律

B．伽利略得出力不是维持物体运动的原因

C．爱因斯坦提出相对论

D．普朗克提出量子论

4．下列选项中，说法正确的是

A．光电效应揭示了光的波动性，爱因斯坦发现了光电效应的规律

B．普朗克提出了能量子的假说，爱因斯坦利用能量子假说成功解释了黑体辐射的强度按波长分布的规律

C．放射性元素放出的α粒子是原子核内的两个质子和两个中子组成的

D．结合能指的是把核子分开需要的能量，比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越小，原子核越稳定

5．下列论述中正确的是

A．开普勒根据万有引力定律得出行星运动规律

B．爱因斯坦的狭义相对论，全面否定了牛顿的经典力学规律

C．普朗克把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念

D．玻尔提出的原子结构假说，成功地解释了各种原子光谱的不连续性

6．下列说法中正确的是（　　）

A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说

B．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越大

C．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应

D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短

7．右图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则( 　　)

A．各种波长的辐射强度都有减少

B．只有波长短的辐射强度增加

C．辐射电磁波的波长先增大后减小

D．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

8．下列说法中错误的是

A．热辐射的辐射强度按波长的分布情况随温度的变化而有所不同

B．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

C．如图在一个空腔上开一个小孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸热最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体

D．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度强

9．一盏电灯发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长，在距电灯远处，以电灯为球心的球面上，的面积每秒通过的能量子数约为（       ）

A．个 B．个

C．个 D．个

10．下列关于能量量子化的说法，正确的是（　　）

A．能量子与电磁波的频率成反比 B．电磁波波长越长，其能量子越大

C．微观粒子的能量是不连续（分立）的 D．能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的

11．黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系。此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献，如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，从中可以看出（　　）

A．温度越高，辐射电磁波的波长越短

B．温度越低，辐射电磁波的波长越长

C．同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强

D．不同温度时辐射强度的最大值变化无规律可循

12．下列说法正确的是（）

A．波尔理论认为电子的轨道是量子化的，电子在这些轨道上绕核转动时由于有加速度会不断向外辐射出电磁波

B．光电效应揭示了光的粒子性，光电效应表明光子具有能量和动量

C．裂变产生的中子速度很大，于是要通过镉棒将快中子变成慢中子，链式反应才能进行

D．黑体辐射中电磁波的辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料以及表面积无关

13．下列说法正确的是（　　）

A．变化的电场产生变化的磁场

B．红外线能使荧光物质发光

C．红光的能量子比绿光的能量子大

D．黑体不反射电磁波，但可以辐射电磁波

14．假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子发生碰撞后，电子向某一方向运动，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光子的散射，散射后的光子跟原来相比

A．光子将从电子处获得能量，因而频率增大

B．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上

C．由于电子受到碰撞，散射光子的频率低于入射光子的频率

D．散射光子虽改变原来的运动方向，但频率不变.

15．有人设想在进行宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，薄膜面积为S，每秒每平方米面积照射到的太阳光能为E，若探测器总质量为M，光速为c，则探测器获得的加速度大小的表达式是（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．判断下列说法的正误。

（1）黑体不一定是黑色的物体。(        )

（2）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫绝对黑体。(        )

（3）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。(        )

（4）黑体是不存在的，是理想模型。(        )

（5）微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。(        )

（6）能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(        )

17．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波(      )

18．黑体辐射的规律如图所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都有________（填“增加”、“减少”“不变”），辐射强度的极大值向波长较_____（填“较长”、“较短”）的方向移动．

19．如右图所示，一验电器与锌板相连，在A处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．

（1）验电器指针带____________电（填“正”或“负”）．

（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转．那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针____________（填“有”或“无”）偏转．

（3）实验室用功率P=1 500 W的紫外灯演示光电效应．紫外线波长λ=2 53 nm，阴极离光源距离d=0.5 m，原子半径取r=0.5×10-10 m，则阴极表面每个原子每秒钟接收到的光子数为________________．(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)

三、综合题（共4题）

20．在巴耳末系中波长最长的光子能量约为多少？

21．纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求：

（1）每次“点焊”视网膜的时间．

（2）在这段时间内发出的激光光子的数量．

22．在网上查阅资料，写一篇关于普朗克和爱因斯坦生平的小论文。

23．静止的钍(Th)核发生β衰变时放出一个β粒子而变成一个镤(Pa)核，同时产生了一个能量为ε的中微子．已知真空中光速为C，普朗克常量为h．求：

①该中微子的频率；       ②衰变后β粒子和镤核的合动量的大小．

参考答案：

1．B

2．C

3．B

4．C

5．C

6．A

7．D

8．C

9．A

10．C

11．C

12．D

13．D

14．C

15．A

16．     正确     正确     正确     正确     正确     正确

17．错误

18．     减少     较长

19．     正．     无     5个

20．

21．（1）   （2）个

22．

普朗克( Max Planck，18581947)，近代伟大的德国物理学家，量子论的奠基人，1858年4月23日生于基尔。1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子。由于这一发现对物理学的发展做出的贡献，他获得1918年诺贝尔物理学奖。在纳粹攫取德国政权后，他以个科学家对科学、对祖国的满腔热情与纳粹分子展开了为捍卫科学的尊严而斗争。1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，终年89岁。普朗克的墓在哥廷根市公墓内，其标志是一块简单的矩形石碑，上面只刻着他的名字，下角写着:尔格·秒。

爱因斯坦在1879年3月出生于德国的小镇乌尔德一个普通的犹太家庭，10岁时，他进入古典氛围很浓的路德中学，12岁时读完了《欧几里德几何》，并证明了毕达哥拉斯定理，13岁时，他读了康德的哲学名著《纯粹理性批判》和《自然科学通俗读本》， 1905年，爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位，并提出光子假设、成功解释了光电效应(因此获得1921年诺贝尔物理奖);同年创立狭义相对论，1915年创立广义相对论，1933年移居美国、在普林斯顿高等研究院任职，1940年加入美国国籍同时保留瑞士国籍。1955年4月18日，爱因斯坦于美国新泽西州普林斯顿逝世，享年76岁。1999年12月，爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为20世纪的“世纪伟人”爱因斯坦的理论为核能的开发奠定了理论基础，为帮助对抗纳粹，他曾在利西拉德等人的协助下曾致信美国总统富兰克林・罗斯福、直接促成了曼哈顿计划的启动，而二战后他积极倡导和平、反对使用核武器，并签署了《罗素爱因斯坦宣言》。爱因斯坦开创了现代科学技术新纪元，被公认为是伽利略、牛顿之后最伟大的物理学家，也是批判学派科学哲学思想之集大成者和发扬光大者。

23．①   ②