高中物理教科版 (2019)必修 第三册5 微观世界的量子化课后测评

3.5微观世界的量子化 课时提升练（含解析）

一、选择题

1．下列物理学的发展史，表述正确的是（　　）

A．开普勒得出的开普勒第三定律中，其中是与中心天体质量无关的恒量

B．牛顿发现的万有引力定律中，引力常量是由牛顿测得

C．库仑发现的库仑定律，并测出了电子的电量

D．普朗克提出了能量子假说中，普朗克常量的单位是J·s

2．影响黑体辐射强度的因素是（　　）

A．只有温度 B．只有波长

C．与波长和温度都有关 D．与波长和温度都无关

3．下列说法中正确的是（　　　）

A．爱因斯坦第一个提出能量子的概念

B．黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关

C．物体的长度是量子化的

D．温度升高，物体辐射的紫光增强，辐射的红光减弱

4．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

5．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　）

A．T1>T2

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．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律

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

6．下列说法错误的是（　　）

A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关

B．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、射线的波长依次减小

C．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为

D．通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直

7．国际单位制（缩写SI）定义了米（m）、秒（s）等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m·s-1.历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率Δν=9 192 631 770 Hz定义s；1983年用真空中的光速c=299 792 458 m·s-1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义（对应关系如图，例如，s对应Δν，m对应c）。新SI自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是（　　）

A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性

B．用铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率定义s，辐射9 192 631 770个周期的持续时间为1 s

C．用真空中的光速c（m·s-1）定义m，因为长度l与速度v存在l=vt，而s已定义

D．因为普朗克常量h（J·s）的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位

8．对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）

A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波

B．黑体是黑色的且其自身辐射电磁波

C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关，还与材料的种类及其表面状况有关

D．黑体是一种理想化模型，实际物体没有绝对黑体

9．关于电磁振荡与电磁波，下列说法正确的是（　　）

A．雷达的最大侦察距离等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播的距离

B．黑体可以吸收一切光，普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，黑体的热辐射实质上是电磁辐射

C．红外线有很强的穿透本领，医学上常用于透视人体，过强的紫外线照射有利于人体的皮肤健康

D．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场一定能产生磁场，变化的磁场也一定能产生变化的电场

10．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

11．关于物理学史，下列说法错误的是

A．伽利略通过斜面实验推断出自由落体运动的速度随时间均匀变化，他开创了研究自然规律的科学方法，这就是将数学推导和科学实验相结合的方法

B．牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律

C．奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场

D．爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子

12．下列说法正确的是（　　）

A．光电效应演示实验中，弧光灯照射原本就带电的锌板，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电

B．根据玻尔的原子理论，能够解释复杂原子的光谱现象

C．车站、机场安检时，利用了α射线具有较强的穿透能力去探测箱子内的危险物品

D．黑体是一种理想化模型，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

13．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

14．下列说法正确的是（　　）

A．安培提出了分子电流，成功解释了磁化现象

B．在电磁波谱中，紫外线的频率比射线的频率高

C．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子的假设

D．只要穿过闭合导体回路的磁场发生变化，闭合回路中就一定会产生感应电流

15．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作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黑体谱相关的说法正确的是（　　）

A．一切物体都在辐射电磁波

B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关

C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射

D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

二、解答题

16．请思考：量子论关于能量的观点与经典物理学的观点有什么不同？请结合图，与同学们交流体会。

17．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。

参考答案

1．D

【详解】

A．根据万有引力定律得

变形得

所以，是与中心天体质量有关的恒量，A错误；

B．牛顿发现的万有引力定律中，引力常量是由卡文迪许通过扭秤测得的，B错误；

C．库仑通过库仑扭秤实验发现的库仑定律，并没有测出电子的电量，C错误；

D．普朗克提出了能量子假说中，普朗克常量的单位是J·s，D正确。

故选D。

2．C

【详解】

黑体辐射与波长和温度都有关系，故C正确，ABD错误。

故选C。

3．B

【详解】

A．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”，故A错误；

B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故B正确；

C．“物体的长度”可以分割，可以取小数，不能体现量子化的思想，故C错误；

D．当物体温度的升高时，它辐射的红光增强，辐射的紫光减弱，故D错误。

故选B。

4．B

【详解】

ABC．根据黑体辐射的实验规律，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，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释，故B正确，AC错误；

D．牛顿提出的微粒说只能局限于解决宏观物体的低速运动，不能解释黑体辐射实验规律，故D错误。

故选B。

5．B

【详解】

A．由图可知，随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以T1>T2，故A正确，不符合题意；

B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意；

C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好的解释了黑体辐射的实验规律,故C正确，不符合题意；

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，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。

故选B。

6．B

【详解】

A．根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，故A正确；

B．电磁波谱按照波长从长到短排列顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，故B错误；

C．根据爱因斯坦的光子说，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为

故C正确；

D．根据右手螺旋定则可知，通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直，故D正确。

由于本题选择错误的，故选B。

7．D

【详解】

A．为了保证了基本单位的稳定性，基本单位全部采用物理常量定义，故A正确；

B．用铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率定义s，辐射9 192 631 770个周期的持续时间为1 s，B正确；

C．真空中光速恒定，而时间单位已确定，因此可以利用速度公式确定长度，故C正确；

D．因为

而m、s等已经定义了，故可以用普朗克常量h（J·s）定义质量单位kg，故D错误。

本题选择不正确的，故选D。

8．D

【详解】

AB．黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外辐射电磁波，不一定是黑色的，故AB错误；

C．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，与材料的种类及其表面状况无关，故C错误。

D．任何物体都会反射电磁波，只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一种理想化的模型，故D正确。

故选D。

9．B

【详解】

A．雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半，A项错误；

B．黑体可以吸收一切光，黑体辐射本质上是电磁辐射，普朗克最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，B项正确；

C．X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，过强的紫外线照射对人体的皮肤有害，C项错误；

D．变化的电场一定能产生磁场，变化的磁场一定能产生电场，但均匀变化的磁场只能产生恒定电场，D项错误。

故选B。

10．C

【详解】

A．一切物体都在辐射电磁波，故A正确；

B．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，故B正确；

C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C错误；

D．一般物体辐射电磁波的强度与温度有关，故D正确。

故选C。

11．D

【详解】

伽利略通过斜面实验推断出自由落体运动的速度随时间均匀变化，他开创了研究自然规律的科学方法，这就是将数学推导和科学实验相结合的方法，选项A正确；牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律……牛顿运动定律和万有引力定律，选项B正确； 奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场，选项C正确；普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.

12．D

【详解】

A．光照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带上正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，选项A错误；

B．玻尔的原子理论，只能够解释氢原子的光谱现象，选项B错误；

C．车站、机场安检时，利用了X-射线具有较强的穿透能力去探测箱子内的危险物品，选项C错误；

D．黑体是一种理想化模型，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，选项D正确。

故选D。

13．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。

14．ACD

【详解】

A．安培提出了分子电流，成功解释了磁化现象，A正确；

B．在电磁波谱中，紫外线的频率比γ射线的频率小，B错误；

C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并能很好地解释了黑体辐射的实验规律，C正确；

D．穿过闭合导体回路的磁场发生变化，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，导体回路中就一定会产生感应电流，D正确。

故选ACD。

15．ACD

【详解】

A．由热辐射的定义：任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的性质。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射，可知一切物体都在辐射电磁波，故A正确；

B．黑体辐射的特点是：理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射，其光谱特征仅与该黑体的温度有关，与黑体的材质无关；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，故B错误；

CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故CD正确。

故选ACD。

16．量子论认为能量是一份一份的进行辐射或吸收；经典物理学认为能量是连续变化的

【详解】

量子论关于能量的观点是：在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，也就是认为微粒辐射或吸收能量时只能一份一份的进行；

经典物理学中认为能量是连续变化的。

17．见解析

【详解】

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。