5.4 初識(shí)光量子與量子世界 練習(xí)（含答案）

試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)魯科版（2019）必修第三冊(cè)5.4初識(shí)光量子與量子世界一、單選題1．對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．黑體不僅能吸收電磁波，也能反射電磁波B．黑體是黑色的且其自身輻射電磁波C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除了與溫度有關(guān)，還與材料的種類(lèi)及其表面狀況有關(guān)D．黑體是一種理想化模型，實(shí)際物體沒(méi)有絕對(duì)黑體2．由中國(guó)健康發(fā)展研究中心發(fā)布《國(guó)民視覺(jué)健康報(bào)告》白皮書(shū)顯示，我國(guó)學(xué)生的近視患病率在逐年增加。課業(yè)負(fù)擔(dān)重、沉迷電子產(chǎn)品已成為影響青少年視力的兩大“殺手”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)采用激光“焊接”視網(wǎng)膜技術(shù)來(lái)治療近視，所用激光的波長(zhǎng)。已知普朗克常量，光在真空中傳播速度，則該激光中每個(gè)光子的能量為（）A． B． C． D．3．關(guān)于對(duì)黑體的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．黑體不僅能吸收電磁波，也能反射電磁波B．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān)C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及表面狀況無(wú)關(guān)D．如果在一個(gè)空腔壁上開(kāi)一個(gè)很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)空腔就成了一個(gè)黑體4．近日，由義烏城建攜手中國(guó)移動(dòng)建設(shè)的浙江省首個(gè)5G停車(chē)場(chǎng)——江濱綠廊三公園停車(chē)場(chǎng)正式投入運(yùn)營(yíng)。在過(guò)去的10年，義烏市通信行業(yè)經(jīng)歷了從2G、3G、4G到5G的飛速發(fā)展。5G信號(hào)使用的電磁波頻率更高，每秒傳送的數(shù)據(jù)量也實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)的增大。相比與4G信號(hào)，下列判斷正確的是（）A．5G信號(hào)的光子能量更大B．5G信號(hào)的衍射更明顯C．5G信號(hào)的傳播速度更大D．5G信號(hào)的波長(zhǎng)更長(zhǎng)5．下列說(shuō)法不符合事實(shí)的是（）A．普朗克提出能量子的概念 B．法拉第最早引入電場(chǎng)的概念C．伽利略提出了加速度的概念 D．庫(kù)倫通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了靜電力常量6．能量子假設(shè)是對(duì)經(jīng)典物理學(xué)思想與觀念的一次突破?！罢駝?dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍”，作出這一大膽假設(shè)的科學(xué)家是（）A．庫(kù)侖 B．普朗克C．密立根 D．愛(ài)因斯坦7．一些重大物理現(xiàn)象和物理理論的發(fā)現(xiàn)常常同基本物理常量的發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確測(cè)定密切相關(guān)，在國(guó)際單位制中，下列物理常量的單位正確的是（）A．普朗克常量hJ·sB．萬(wàn)有引力常量GN·m/kg2C．勁度系數(shù)kkg·m2/s2D．動(dòng)摩擦因數(shù)μN(yùn)/kg8．在物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程中，許多科學(xué)家作出了突出貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．愛(ài)因斯坦提出了能量子假說(shuō) B．赫茲最早用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．麥克斯韋最早提出用電場(chǎng)線描述電場(chǎng) D．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)9．關(guān)于黑體與黑體輻射，下列說(shuō)法正確的是（）A．熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波B．黑體是黑色的C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及表面狀況無(wú)關(guān)D．煤煙很接近黑體，如置于陽(yáng)光下照射，煤煙溫度會(huì)不斷上升10．關(guān)于近代物理實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的有（

）A．黑體輻射的實(shí)驗(yàn)表明，微觀世界，能量也是連續(xù)變化的B．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，只要入射光照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，一定能發(fā)生光電效應(yīng)C．康普頓效應(yīng)表明，光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量D．一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子具有同樣的動(dòng)能時(shí)，質(zhì)子的德布羅意波波長(zhǎng)更長(zhǎng)11．關(guān)于下列物理常數(shù)，單位正確的是（）A．靜電常量k

N·kg2/m2 B．普朗克常量h

J·sC．動(dòng)摩擦因數(shù)N/kg D．電阻率

12．對(duì)黑體輻射電磁波的波長(zhǎng)分布的影響因素是(

)A．溫度 B．材料 C．表面狀況 D．以上都正確13．下列說(shuō)法正確的是（）A．只有高溫物體才能產(chǎn)生熱輻射，黑體一定是黑色的B．穿過(guò)某一面積的磁通量為零，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生D．變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)14．以下關(guān)于輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系的說(shuō)法中正確的是（）A．物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長(zhǎng)的電磁波B．當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí)，說(shuō)明它的溫度不太高C．當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)會(huì)呈現(xiàn)赤紅色，說(shuō)明此時(shí)輻射的電磁波中該顏色的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D．早、晚時(shí)分太陽(yáng)呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，說(shuō)明中午時(shí)分太陽(yáng)溫度最高15．普朗克常量是自然界的一種基本常數(shù)，它的數(shù)值是（）A．6.02×10-23mol B．6.625×10-3mol·sC．6.626×10-34J·s D．1.38×10-16mol·s二、填空題16．定義：組成黑體的振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的______，這個(gè)不可再分的______叫作能量子。17．隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有______。18．概念：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的______，這個(gè)最小的能量值ε叫能量子。19．普朗克的假設(shè)∶振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的_____。即能的輻射或者吸收只能是______的。這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作_____。三、解答題20．1900年4月27日，英國(guó)著名物理學(xué)家開(kāi)爾文男爵在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)提出“物理學(xué)的兩朵烏云”，查閱資料簡(jiǎn)述這“兩朵烏云”是什么？21．經(jīng)測(cè)量，人體表面輻射本領(lǐng)的最大值落在波長(zhǎng)為940μm處，根據(jù)電磁輻射的理論得出，物體最強(qiáng)輻射的波長(zhǎng)與物體的絕對(duì)溫度的關(guān)系近似為T(mén)λm=2.90×10-1mK，由此估算人體表面的溫度和輻射的能量子的值各是多少？(h=6.63×10-34J·s)22．黑體就是絕對(duì)不發(fā)光的物體，看上去一定是黑色的，這句話對(duì)嗎？23．某高速公路自動(dòng)測(cè)速儀裝置如甲所示，雷達(dá)向汽車(chē)駛來(lái)的方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，每次發(fā)射時(shí)間約為，相鄰兩次發(fā)射時(shí)間間隔為，當(dāng)雷達(dá)向汽車(chē)發(fā)射無(wú)線電波時(shí)，在顯示屏上呈現(xiàn)出一個(gè)尖形波；在接收到反射回來(lái)的無(wú)線電波時(shí)，在熒光屏上呈現(xiàn)出第二個(gè)尖形波，根據(jù)兩個(gè)波的距離，可以計(jì)算出汽車(chē)距雷達(dá)的距離，自動(dòng)打下的紙帶如圖乙所示，請(qǐng)根據(jù)給出的、、、（波速）求出汽車(chē)車(chē)速的表達(dá)式。24．醫(yī)生用紅外熱像儀監(jiān)測(cè)人的體溫，只要被測(cè)者從儀器前走過(guò)，便可知他的體溫是多少，你知道其中的道理嗎？答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)參考答案：1．D【解析】【分析】【詳解】AB．黑體吸收電磁波而不發(fā)生反射，黑體自身向外輻射電磁波，不一定是黑色的，故AB錯(cuò)誤；C．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與材料的種類(lèi)及其表面狀況無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤。D．任何物體都會(huì)反射電磁波，只吸收不反射電磁波的物體實(shí)際是不存在的，黑體是一種理想化的模型，故D正確。故選D。2．A【解析】【分析】【詳解】由代入數(shù)據(jù)可得每個(gè)光子的能量故選A。3．C【解析】【詳解】A．能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，而不發(fā)生發(fā)射，這樣的物體稱(chēng)為黑體，故A錯(cuò)誤；BC．黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，黑體輻射的強(qiáng)度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤，C正確；D．射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個(gè)小孔就成了一個(gè)黑體，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。4．A【解析】【分析】【詳解】A．因?yàn)?G使用的電磁波頻率比4G高，根據(jù)公式可知，5G信號(hào)的光子能量比4G光子能量更大，故A正確；BD．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長(zhǎng)相比，甚至比波長(zhǎng)還小；因5G使用的電磁波頻率更高，即波長(zhǎng)更短，故5G信號(hào)不容易發(fā)生明顯衍射，故BD錯(cuò)誤；C．任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都是相同的，在介質(zhì)中要看折射率，故C錯(cuò)誤。故選A。5．D【解析】【分析】【詳解】A．能量子的概念由普朗克提出的，故A正確；B．法拉第最早引入電場(chǎng)的概念，故B正確；C．伽利略提出了加速度的概念，故C正確；D．靜電力常量是一個(gè)無(wú)誤差常數(shù)，既不是庫(kù)侖通過(guò)扭秤測(cè)出來(lái)的，也不是后人通過(guò)庫(kù)侖扭秤測(cè)出來(lái)的，而是通過(guò)麥克斯韋的相關(guān)理論算出來(lái)的，故D錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤項(xiàng)，故選D。6．B【解析】【詳解】能量子假設(shè)是對(duì)經(jīng)典物理學(xué)思想與觀念的一次突破?！罢駝?dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍”，作出這一大膽假設(shè)的科學(xué)家是普朗克。故選B。7．A【解析】【分析】【詳解】A．普朗克常量h的單位是J·s，故A正確；B．萬(wàn)有引力常量G的單位是，故B錯(cuò)誤；C．勁度系數(shù)k的單位是，故C錯(cuò)誤；D．動(dòng)摩擦因數(shù)μ沒(méi)有單位，故D錯(cuò)誤。故選A。8．B【解析】【詳解】A．普朗克提出了能量子假說(shuō)，故A錯(cuò)誤；B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故B正確；C．首先用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)的科學(xué)家是英國(guó)的科學(xué)家法拉第，故C錯(cuò)誤；D．奧斯特發(fā)現(xiàn)了通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)，是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家，故D錯(cuò)誤。故選B。9．C【解析】【分析】【詳解】A．任何物體在任何溫度下都會(huì)發(fā)生熱輻射，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．黑體可以輻射電磁波，不一定是黑色的，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．黑體是一種理想模型，其輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)C正確；D．煤煙的溫度不會(huì)持續(xù)上升，因?yàn)槟芰坎粩啾晃盏耐瑫r(shí)，還伴隨著能量的輻射，最終將趨于平衡，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。10．C【解析】【詳解】A.黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律告訴我們能量不連續(xù)．故A錯(cuò)誤；B.光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，能否發(fā)生光電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，與光照時(shí)間也無(wú)關(guān)．故B錯(cuò)誤；C.康普頓效應(yīng)表明，光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量，故C正確．D.相同動(dòng)能的一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子，由可知，電子的動(dòng)量小于質(zhì)子的動(dòng)量，再由則電子的德布羅意波長(zhǎng)比質(zhì)子大，故D錯(cuò)誤．11．B【解析】【分析】【詳解】A．由物理公式可知k的單位是，A錯(cuò)誤；B．由物理公式h的單位是，B正確；C．動(dòng)摩擦因數(shù)僅僅是一個(gè)數(shù)值，沒(méi)有單位，C錯(cuò)誤；D．由物理公式可知的單位是，D錯(cuò)誤；故選B。12．A【解析】【詳解】一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，還與材料的種類(lèi)及表面情況有關(guān)；但黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)，溫度越高，黑體輻射的強(qiáng)度越大，隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。13．D【解析】【詳解】A．所有物體都能產(chǎn)生熱輻射，黑體是個(gè)完全吸收外來(lái)電磁輻射的理想模型，不是黑色的物體，A錯(cuò)誤；B．磁通量為零可能是因?yàn)榇艌?chǎng)方向與線圈平面平行，而該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，B錯(cuò)誤；C．閉合電路內(nèi)的磁通量發(fā)生變化時(shí)才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)，D正確。故選D。14．B【解析】【詳解】A．物體在某一溫度下能輻射不同波長(zhǎng)的電磁波，A錯(cuò)誤；B．黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高，則輻射強(qiáng)度的極大值也就越大；當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時(shí)，是由于它的輻射強(qiáng)度的極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)段在紅外部分，甚至波長(zhǎng)更長(zhǎng)，說(shuō)明它的溫度不太高，B正確；C．當(dāng)鐵塊的溫度較高時(shí)會(huì)呈現(xiàn)赤紅色，說(shuō)明此時(shí)輻射的電磁波中該顏色的光強(qiáng)度最強(qiáng)，C錯(cuò)誤；D．太陽(yáng)早、晚時(shí)分呈現(xiàn)紅色，而中午時(shí)分呈現(xiàn)白色，是由于大氣的吸收與反射了部分光的原因，不能說(shuō)明中午時(shí)分太陽(yáng)溫度最高，D錯(cuò)誤。故選B。15．C【解析】【分析】【詳解】普朗克常量是一個(gè)定值，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得它的精確數(shù)值為6.626×10-34，單位為J·s，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。16．

整數(shù)倍

最小能量值ε【解析】略17．增加【解析】略18．整數(shù)倍【解析】【分析】【詳解】略19．

整數(shù)倍

一份一份

能量子【解析】【分析】【詳解】[1][2][3]由理論可知，普朗克的假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍,即能的輻射或者吸收只能是一份一份的。這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。20．兩朵烏云指：一是光的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，二是能量輻射的問(wèn)題【解析】【詳解】?jī)啥錇踉浦福阂皇枪獾倪\(yùn)動(dòng)問(wèn)題，二是能量輻射的問(wèn)題。21．36℃，2.12×10-22J【解析】【詳解】人體表面的溫度為T(mén)==K≈309K≈36℃人體輻射的能量子的值為ε=h=6.63×10-34×J=2.12×10-22J22．不對(duì)【解析】【詳解】黑體可以完全吸收入射的電磁波