2019-2020年高中物理 第17章 第1節(jié) 能量量子化練習 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第17章 第1節(jié) 能量量子化練習 新人教版選修3-5 1．黑體與黑體輻射． (1)熱輻射：我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫作熱輻射．物體的溫度升高，熱輻射中較短波長的成分越來越強． (2)黑體：如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體． (3)黑體輻射：一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)，而黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)． 2．黑體輻射的實驗規(guī)律(黑體輻射的強度與波長的關(guān)系)． 黑體輻射實驗中，隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度都有增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動． 3．能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)． (1)能量量子化：宏觀物體的能量是連續(xù)的；而普朗克認為微觀粒子的能量是量子化的，或說微觀粒子的能量是分立的，即帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍． (2)能量子：不可再分的最小能量值ε叫作能量子，且ε＝hν．式中的ν是電磁波的頻率，h叫作普朗克常量，其值為h＝ 1．關(guān)于對黑體的認識，下列說法正確的是(C) A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的 B．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān) C．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無關(guān) D．如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，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，這個空腔就成了一個黑體 解析：黑體自身輻射電磁波，不一定是黑的，故選項A錯誤；黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，故選項B錯誤，選項C正確；小孔只吸收電磁波，不反射電磁波，因此是小孔成了一個黑體，而不是空腔，故選項D錯誤． 2．(多選)下列敘述正確的是(ACD) A．一切物體都在輻射電磁波 B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān) C．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān) D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波 解析：根據(jù)熱輻射定義知A對；根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(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溫度有關(guān)，B錯、C對；根據(jù)黑體定義知D對． 3．能正確解釋黑體輻射實驗規(guī)律的是(B) A．能量的連續(xù)經(jīng)典理論 B．普朗克提出的能量量子化理論 C．以上兩種理論體系任何一種都能解釋 D．牛頓提出的能量微粒說 解析：根據(jù)黑體輻射的實驗規(guī)律，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加；另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到較滿意的解釋，故B正確． 4．(多選)下述說法正確的是(AB) A．微觀粒子的能量變化是跳躍式的 B．能量子與電磁波的頻率成正比 C．紅光的能量子比綠光大 D．電磁波波長越長，其能量子越大 5．(多選)對一束太陽光進行分析，下列說法正確的是(AC) A．太陽光是由各種單色光組成的復合光 B．組成太陽光的各單色光中，能量最強的光為紅光 C．組成太陽光的各單色光中，能量最強的光為紫光 D．組成太陽光的各單色光的能量都相同 解析：由公式ε＝hν可以知道，光的頻率越大能量越強．組成太陽光的各單色光中，紫光的頻率最大，故其能量最強． 6．某紅光的波長為6.35 m，求其能量子的值． 解析：根據(jù)公式ν＝和ε＝hν，可求得能量子的值． 7．下列敘述錯誤的是(B) A．一切物體都在輻射電磁波 B．一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān) C．黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān) D．黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波 解析：一般物體輻射僅與溫度有關(guān)，而黑體輻射除與溫度有關(guān)外，還與頻率及波長有關(guān)． 8．我們周圍的一切物體都在向外輻射電磁波、這種輻射與物體的溫度有關(guān)，物理學家通過實驗研究黑體的輻射，得到了如圖所示的輻射強度——波長的關(guān)系圖象，你通過分析該圖得到的正確結(jié)論是：________________________________________________________________________. 解析：黑體的輻射是指由理想放射物放射出來的輻射，在特定溫度及特定波長放射最大量的輻射．同時，黑體是可以吸收所有入射輻射的物體，不會反射任何輻射，故黑體是絕對黑色的．由圖象可知，當波長變短，頻率增大，而溫度升高時，黑體的輻射就增強． 答案：溫度升高，黑體的輻射增強，波長變短，頻率增大． 9．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射規(guī)律的是(A) 解析：黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射越強越大，故B、D錯誤．黑體輻射的波長分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時，主要以不可見的紅外光進行輻射，在500 ℃以至更高的溫度時，則順次發(fā)射可見光以至紫外輻射．即溫度越高，輻射的電磁波的波長越短，故C錯誤A正確． 10．(多選)某光源放出波長在500～600 nm之間的各種光子，若已知該光源的發(fā)光功率為1 mW，則它每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)可能是(BC) A．2.0　　　　　B．3.0 C．2.6 D．1.5 解析：每秒發(fā)出的光子數(shù)與發(fā)光功率和波長之間的關(guān)系為n＝，故光子數(shù)的范圍在個之間． 11．二氧化碳能強烈吸收紅外長波輻射，這種長波輻射的波長范圍約是1.410－5～1.610－5 m，相應(yīng)的頻率范圍是__________________，相應(yīng)的光子能量范圍是________________．“溫室效應(yīng)”使大氣全年的平均溫度升高，空氣溫度升高，從微觀上看就是空氣中分子的__________________．(已知普朗克常量h＝6.6310－34 Js，真空中的光速c＝3.0108 ms－1.結(jié)果取兩位有效數(shù)字．) 解析：本題給出了波長范圍，運用ν＝公式代入計算，得到頻率范圍為1.9～2.1 Hz，再由ε＝hν代入計算得到光子能量范圍為1.3～1.4 J，溫度在微觀上是反映物質(zhì)分子無規(guī)則熱運動的劇烈程度，因此空氣溫度升高，從微觀上看就是空氣分子的無規(guī)則運動(熱運動)加?。? 答案：2.1～1.9 Hz(寫成1.9～2.1 Hz也可) 1．4～1.3J(寫成1.3～1.4 J或?qū)?.3寫成1.2也可) 無規(guī)則運動(熱運動)加劇或無規(guī)則運動(熱運動)平均動能更大 12．對應(yīng)于3.4 J的能量子，其電磁輻射的頻率和波長各是多少？ 解析：根據(jù)公式ε＝hν和ν＝得： 答案：