2024-2025學(xué)年新教材高中物理第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步課時(shí)23能量量子化作業(yè)含解析新人教版必修第三冊

PAGEPAGE3課時(shí)23能量量子化eq\o(\s\up7(作業(yè)時(shí)限：45分鐘作業(yè)滿分：100分),\s\do5())一、單項(xiàng)選擇題(每小題6分，共48分)1．硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能的．若有N個(gè)頻率為ν的光子打在硅光電池的極板上，這些光子的總能量為(h為普朗克常量)(C)A．hν B.eq\f(1,2)NhνC．Nhν D．2Nhν解析：依據(jù)普朗克量子假說，每個(gè)光子能量為ε＝hν，所以N個(gè)光子的總能量E＝Nε＝Nhν，故C正確．2．已知某單色光的波長為λ，真空中光速為c，普朗克常量為h，則電磁波輻射的能量子ε的值為(A)A．heq\f(c,λ) B.eq\f(h,λ)C.eq\f(c,hλ) D．以上均不正確解析：由光速、波長的關(guān)系可得出光的頻率ν＝eq\f(c,λ)，從而ε＝hν＝heq\f(c,λ)，故A選項(xiàng)正確．3．以下宏觀概念中，屬于“量子化”的是(D)A．物體的長度B．物體所受的重力C．物體的動(dòng)能D．人的個(gè)數(shù)解析：人的個(gè)數(shù)的數(shù)量只能取正整數(shù)，不能取分?jǐn)?shù)或小數(shù)，因而是不連續(xù)的，是量子化的．長度、力以及動(dòng)能的數(shù)值都可以取小數(shù)或分?jǐn)?shù)，甚至取無理數(shù)也可以，因而是連續(xù)的，非量子化的．故D正確，ABC錯(cuò)誤．4．對ε＝hν的理解，下列說法錯(cuò)誤的是(B)A．能量子的能量與頻率成正比B．光的頻率越高，光的強(qiáng)度就越大C．光的頻率越高，光子的能量就越大D．它適用于一切量子化現(xiàn)象解析：ε＝hν適用于一切量子化現(xiàn)象，是全部的能量子具有的能量的計(jì)算公式，選項(xiàng)A、C、D正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．5．關(guān)于愛因斯坦的光子說，下列說法正確的是(C)A．光只是在傳播時(shí)才是一份一份的B．光既然是一個(gè)一個(gè)的光子，所以它不行能具有波動(dòng)性C．空間傳播的光是一個(gè)一個(gè)的光子流，光子的能量與頻率有關(guān)D．空間傳播的光是一個(gè)一個(gè)的光子流，光子的能量與光的傳播速度有關(guān)解析：由愛因斯坦的觀點(diǎn)可知，光在放射、汲取、傳播的各個(gè)過程中，都是由一個(gè)個(gè)能量子組成的，A錯(cuò)誤；光的波粒二象性說明微觀粒子具有波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；光子能量與光的頻率有關(guān)，而與傳播速度無關(guān)，C正確，D錯(cuò)誤．6．下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中錯(cuò)誤的是(B)A．微波是指波長在10－3m到10mB．微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C．黑體的熱輻射事實(shí)上是電磁輻射D．普朗克在探討黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說解析：微波的波長范圍是1mm到10m，A正確．微波能在真空中傳播，B不正確．黑體熱輻射事實(shí)上是電磁輻射，C正確．普朗克在探討黑體的熱輻射問題時(shí)提出了能量子假說，D正確．7．太陽光是由不同顏色的光混合而成的，不同顏色的光頻率不同，已知紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種色光的頻率依次增加，那么，依據(jù)普朗克的能量子假設(shè)，一個(gè)能量子的能量ε最大的是(B)A．紅光 B．紫光C．都一樣 D．無法確定8．人眼對綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺．普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3.0×108A．2.3×10－18WB．3.8×10－19WC．7.0×10－10WD．1.2×10－18W解析：因每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，所以察覺到綠光所接收的最小功率P＝eq\f(E,t)，式中E＝6ε，又ε＝hν＝heq\f(c,λ)，可解得P＝eq\f(6×6.63×10－34×3.0×108,1×530×10－9)W≈2.3×10－18W.二、多項(xiàng)選擇題(每小題8分，共16分)9．關(guān)于對普朗克能量子假說的相識，下列說法正確的是(BC)A．振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或汲取的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍C．能量子與電磁波的頻率成正比D．這一假說與現(xiàn)實(shí)世界相沖突，因而是錯(cuò)誤的解析：由普朗克能量子假說可知帶電微粒輻射或汲取的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍，A錯(cuò)誤，B正確；最小能量值ε＝hν，C正確．10．2006年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩名美國科學(xué)家，以表彰他們發(fā)覺了宇宙微波背景輻射的黑體譜形態(tài)及其溫度在不同方向上的微小改變．他們的精彩工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)探討進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)．下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中正確的是(ACD)A．一切物體都在輻射電磁波B．一般物體輻射電磁波的狀況只與溫度有關(guān)C．黑體的熱輻射實(shí)質(zhì)上是電磁輻射D．普朗克在探討黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說解析：依據(jù)熱輻射的定義知，A正確；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的狀況除與溫度有關(guān)外，還與材料種類和表面狀況有關(guān)，而黑體輻射只與黑體的溫度有關(guān)，B錯(cuò)誤；普朗克在探討黑體輻射時(shí)最早提出了能量子假說，他認(rèn)為能量是一份一份的，每一份是一個(gè)能量子，黑體輻射本質(zhì)上是電磁輻射，故C、D正確．三、非選擇題(共36分)11．(10分)牛頓把白光通過三棱鏡后在光屏上形成七色光帶的現(xiàn)象叫作色散現(xiàn)象，這個(gè)彩色光帶叫作光譜．光譜是電磁輻射(不論是在可見光區(qū)域還是在不行見光區(qū)域)的波長成分和強(qiáng)度分布的記錄，有時(shí)卻只是波長成分的記錄．問題：你知道光譜有哪些種類嗎？答案：光譜有兩大類：線狀譜、連續(xù)譜．12．(12分)太陽離我們非常遙遠(yuǎn)，太陽是一個(gè)浩大的火球，給我們光和熱．利用望遠(yuǎn)鏡，人們能看清晰太陽表面的光斑和黑子．而太陽大氣中的化學(xué)成分，單靠望遠(yuǎn)鏡是看不出來的．問題：科學(xué)家是如何確定太陽大氣中的成分的？答案：由于每種元素的原子都有自己的特征譜線，不同的元素，其特征譜線不同，因此可以依據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定其化學(xué)組成．這種方法叫作光譜分析．只要將太陽大氣中的譜線與各元素的特征譜線進(jìn)行比對，很簡單就能知道太陽大氣中的化學(xué)成分．13．(14分)“神光Ⅱ”裝置是我國規(guī)模最大的高功率固體激光系統(tǒng)，利用它可以獲得能量為2400J、波長λ＝0.35μm的紫外激光．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，則該紫外激光所含光子數(shù)為多少？答案：4.23×1021個(gè)解析：紫外激光的波長已知，由此可求得紫外激光能量子的值，再依據(jù)紫外激光放射的總能量為2400J，即可求得紫外激光所含光子數(shù)．