135能量量子化(練習(xí)題)

一、單項(xiàng)選擇題：

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步13.5能量量子化普朗克在1900年將“能量子”引入物理學(xué)，開創(chuàng)了物理學(xué)的紀(jì)元．在以下宏觀概念中，具有“量子化”特征的是( )人的個(gè)數(shù)【答案】A

D．物體的長度【解析】依據(jù)普朗克量子化觀點(diǎn)，能量是不連續(xù)的，是一份一份地變化的，屬于“不AA，B、C、D熱像儀監(jiān)測人的體溫，只要被測者從儀器前走過，便可知道他的體溫是多少，關(guān)于其中原理，以下說法正確的選項(xiàng)是( )人的體溫會影響四周空氣溫度，儀器通過測量空氣溫度便可知道人的體溫儀器發(fā)出的紅外線遇人反射，反射狀況與被測者的溫度有關(guān)強(qiáng)且較短波長的成分強(qiáng)強(qiáng)且較長波長的成分強(qiáng)【答案】C【解析】依據(jù)輻射規(guī)律可知，隨著溫度的上升，各種波長的輻射強(qiáng)度都增加；隨著溫的體溫，C關(guān)于對熱輻射的生疏，以下說法中正確的選項(xiàng)是()B．溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng)D．常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色【答案】B【解析】一切物體都不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強(qiáng)，對于狀況有關(guān)；常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色．對黑體輻射電磁波的波長分布的影響因素是()溫度 B．材料 C．外表狀況D．以上都正確【答案】A【解析】黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，A種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射試驗(yàn)規(guī)律的是( )【答案】A【解析】隨著溫度的上升，黑體輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系：一方面，各種波長的輻射A.以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．一切物體都在輻射電磁波物體輻射電磁波的狀況只與溫度有關(guān)D．黑體能夠完全吸取入射的各種波長的電磁波【答案】B【解析】依據(jù)熱輻射定義知A對；依據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知一般物體輻射電磁波長的分布只與黑體溫度有關(guān)，B，CDB一盞燈發(fā)光功率為100W，假設(shè)它發(fā)出的光向四周均勻輻射，光的平均波長6.0×10－1m2的面積每秒通過的光子(能量子)數(shù)約(普朗克常量＝6.63×10－34J·s，光速＝3.0×108m/s)( )A．2×1015C．2×1017C

B．2×1016D．2×102310mEE＝

100

；設(shè)穿0 0 4π2c Eλ過的光子數(shù)為，則有：nh＝E；解得：＝0 ，代入數(shù)據(jù)，得：＝2×1017個(gè)，故λ 0 hcC能量子ε的值為( )c hA．h B.λ λcC.hλ D．以上均不正確【答案】Ac cλ【解析】由波速公式λAJ，可見光的平均波長為0.6μm，普朗克常量＝6.63×10－34Js恰能引起人眼的感覺進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為( )個(gè)C．30【答案】B

B．3D．300【解析】每個(gè)光子的能量為E＝h

cE10－18J，0 λE Eλ由E＝nE0

得能引起人眼的感覺，進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為n＝

E＝hc＝010－18×6×10－7

個(gè)≈3B.6.63×10－34×3×108在自然界生態(tài)系統(tǒng)中，蛇與老鼠和其他生物通過養(yǎng)分關(guān)系構(gòu)成食物鏈，在維持生態(tài)37℃，它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長為λ.依據(jù)熱輻射理論，λ與輻min min射源確實(shí)定溫度T的關(guān)系近似為Tλ＝2.90×10－3m·K，則老鼠發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長為()A．7.8×10－5mC．1.16×10－4m【答案】B【解析】由Tλmin

minB．9.4×10－6mD．9.7×10－8m＝2.90×10－3m·Kλ＝min2.90×10－3m·K 2.90×10－3T ＝273＋37

m≈9.4×10－6m，B紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測地面物體的狀況．地球大氣中的水汽(HO)、二氧化碳(CO2 2的某些波長的電磁波，只有一局部能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收．如圖1夠接收到的波長范圍是()A．2.5～3.5μmC．5～7μm【答案】D

B．4～4.5μmD．8～13μm8～13μm；二氧化碳5～13μm.D.二、多項(xiàng)選擇題以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是A．一切物體都在輻射電磁波D．黑體能夠完全吸取入射的各種波長的電磁波【答案】ACD【解析】依據(jù)熱輻射定義知A對；依據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知一般物體輻射電磁波長的分布只與黑體溫度有關(guān)，BCDA、C、D。B．當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí)，說明它的溫度不太高D．早、晚時(shí)分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，說明中午時(shí)分太陽溫度最高【答案】BC【解析】由輻射強(qiáng)度隨波長變化關(guān)系圖知：隨著溫度的上升各種波長的波的輻射強(qiáng)度B、C熱輻射是指全部物體在肯定的溫度下都要向外輻射電磁波的現(xiàn)象，輻射強(qiáng)度是指垂λ表黑體在不同溫度下A．向外輻射同一波長的電磁波的輻射強(qiáng)度一樣B．輻射強(qiáng)度的極大值隨溫度上升而向短波方向移動C．向外輻射的電磁波的總能量隨溫度上升而減小D．向外輻射的電磁波的波長范圍是一樣的【答案】BD【解析】從圖中可以看出，溫度越高，向外輻射同一波長的電磁波的輻射強(qiáng)度越大，AB的總能量隨溫度上升而增加，故CDB、D。三．非選擇題5%580＝6.63×10－34J·s，c＝3×108m/s)【答案】5.8×1018個(gè)c【解析】波長為λ的光子能量為：ε＝hν＝h①ληPηPλ式中，η＝5%是白熾燈的發(fā)光效率．聯(lián)立①②式得：n＝hc≈5.8×1018(個(gè))187.5m＝6.63×10－34J·s，＝3×108m/s)該電臺每秒從天線放射多少個(gè)能量子？假設(shè)放射的能量子在以天線為球心的同一球面上的分布視為均勻的，求在離天線2.5km2m【答案】(1)9.4×1030個(gè) 個(gè)4×10－4W【解析】(1)每個(gè)能量子的能量hc6.63×10－34×3×108ε＝hν＝λ＝

187.5

J≈1.06×10－27JPt＝≈9.4×1030個(gè)(2)設(shè)球狀天線每秒接收能量子數(shù)為n個(gè)，以電臺放射天