2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：课时23　能量量子化 Word版含解析

2020-2021学年高中物理新教材人教版必修第三册作业：课时23　能量量子化 Word版含解析

一、单项选择题(每小题6分，共48分)‎ ‎1．硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能的．若有N个频率为ν的光子打在硅光电池的极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)(　C　)‎ A．hν B.Nhν C．Nhν D．2Nhν 解析：根据普朗克量子假说，每个光子能量为ε＝hν，所以N个光子的总能量E＝Nε＝Nhν，故C正确．‎ ‎2．已知某单色光的波长为λ，真空中光速为c，普朗克常量为h，则电磁波辐射的能量子ε的值为(　A　)‎ A．h B. C. D．以上均不正确 解析：由光速、波长的关系可得出光的频率ν＝，从而ε＝hν＝h，故A选项正确．‎ ‎3．以下宏观概念中，属于“量子化”的是(　D　)‎ A．物体的长度 B．物体所受的重力 C．物体的动能 D．人的个数 解析：人的个数的数量只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．长度、力以及动能的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的．故D正确，ABC错误．‎ ‎4．对ε＝hν的理解，下列说法错误的是(　B　)‎ A．能量子的能量与频率成正比 B．光的频率越高，光的强度就越大 C．光的频率越高，光子的能量就越大 D．它适用于一切量子化现象 解析：ε＝hν适用于一切量子化现象，是所有的能量子具有的能量的计算公式，选项A、C、D正确，选项B错误．‎ ‎5．关于爱因斯坦的光子说，下列说法正确的是(　C　)‎ A．光只是在传播时才是一份一份的 B．光既然是一个一个的光子，所以它不可能具有波动性 C．空间传播的光是一个一个的光子流，光子的能量与频率有关 D．空间传播的光是一个一个的光子流，光子的能量与光的传播速度有关 解析：由爱因斯坦的观点可知，光在发射、吸收、传播的各个过程中，都是由一个个能量子组成的，A错误；光的波粒二象性说明微观粒子具有波动性，B错误；光子能量与光的频率有关，而与传播速度无关，C正确，D错误．‎ ‎6．下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中错误的是(　B　)‎ A．微波是指波长在10－‎3 m到‎10 m之间的电磁波 B．微波和声波一样都只能在介质中传播 C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 解析：微波的波长范围是‎1 mm到‎10 m，A正确．微波能在真空中传播，B不正确．黑体热辐射实际上是电磁辐射，C正确．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，D正确．‎ ‎7．太阳光是由不同颜色的光混合而成的，不同颜色的光频率不同，已知红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色光的频率依次增加，那么，按照普朗克的能量子假设，一个能量子的能量ε最大的是(　B　)‎ A．红光 B．紫光 C．都一样 D．无法确定 ‎8．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3.0×‎108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(　A　)‎ A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W C．7.0×10－10 W D．1.2×10－18 W 解析：因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，可解得P＝ W≈2.3×10－18 W.‎ 二、多项选择题(每小题8分，共16分)‎ ‎9．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是(　BC　)‎ A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C．能量子与电磁波的频率成正比 D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 解析：由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，A错误，B正确；最小能量值ε＝hν，C正确．‎ ‎10．2006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中正确的是(　ACD　)‎ 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 解析：‎ 根据热辐射的定义知，A正确；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，B错误；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C、D正确．‎ 三、非选择题(共36分)‎ ‎11．(10分)牛顿把白光通过三棱镜后在光屏上形成七色光带的现象叫作色散现象，这个彩色光带叫作光谱．光谱是电磁辐射(不论是在可见光区域还是在不可见光区域)的波长成分和强度分布的记录，有时却只是波长成分的记录．‎ 问题：你知道光谱有哪些种类吗？‎ 答案：光谱有两大类：线状谱、连续谱．‎ ‎12．(12分)太阳离我们十分遥远，太阳是一个庞大的火球，给我们光和热．利用望远镜，人们能看清楚太阳表面的光斑和黑子．而太阳大气中的化学成分，单靠望远镜是看不出来的．‎ 问题：科学家是如何确定太阳大气中的成分的？‎ 答案：由于每种元素的原子都有自己的特征谱线，不同的元素，其特征谱线不同，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定其化学组成．这种方法叫作光谱分析．只要将太阳大气中的谱线与各元素的特征谱线进行比对，很容易就能知道太阳大气中的化学成分．‎ ‎13．(14分)“神光Ⅱ”装置是我国规模最大的高功率固体激光系统，利用它可以获得能量为2 400 J、波长λ＝0.35 μm的紫外激光．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少？‎ 答案：4.23×1021个 解析：紫外激光的波长已知，由此可求得紫外激光能量子的值，再根据紫外激光发射的总能量为2 400 J，即可求得紫外激光所含光子数．‎ 紫外激光能量子的值为ε0＝＝ J≈‎ ‎5.68×10－19 J.‎ 则该紫外激光所含光子数n＝＝≈4.23×1021(个)．‎