高中物理选修3-5 课时训练7 能量量子化.doc

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1、课时训练课时训练 7 能量量子化能量量子化一、非标准一、非标准 1.关于对黑体的认识,下列说法正确的是( )A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的 B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,与材料的种类及表面状况无关 D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收,最终不能从 小孔射出,这个空腔就成了一个黑体 答案:C 解析:黑体自身辐射电磁波,不一定是黑的,故选项 A 错误;黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体 的温度有关,故选项 B 错误,选项 C 正

2、确;小孔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是小孔成了一个黑体,而 不是空腔,故选项 D 错误。 2.单色光从真空射入玻璃时,它的( )A.波长变长,速度变小,光子能量变小 B.波长变短,速度变大,光子能量变大 C.波长变长,速度变大,光子能量不变 D.波长变短,速度变小,光子能量不变 答案:D 解析:因为光的频率不变,光子的能量不变;再根据折射率 n=可知,光的速度变小,波长变短。3.(多选)下列叙述正确的是( )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.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 答案:ACD 解

3、析:根据热辐射的定义,A 项正确;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 项错误,C 项正确;根据黑体 的定义知 D 项正确。 4.(多选)黑体辐射的实验规律如图所示,据此以下判断正确的是( )A.在同一温度下,波长越短的电磁波辐射强度越大 B.在同一温度下,辐射强度最大的电磁波波长不是最大的,也不是最小的,而是处在最大与最小波长之间 C.温度越高,辐射强度的极大值就越大 D.温度越高,辐射强度最大的电磁波的波长越短 答案:BCD 解析:根据题图中黑体辐射强度与波长的关系知选项 B、C、D 正确。 5

4、.(多选)一激光器发光功率为 P,发出的激光在折射率为 n 的介质中波长为 ,若在真空中速度为 c,普朗克 常量为 h,则下列叙述正确的是( )A.该激光在真空中的波长为 n B.该激光的频率为C.该激光器在时间 t 内辐射的能量子数为D.该激光器在时间 t 内辐射的能量子数为答案:AC 解析:由 n=知激光在介质中传播的速度 v=,在真空中的波长 真=n,故 A 正确。频率 =,故 B 错误。在时间 t 内辐射的能量 E=Pt,每个能量子 =h=h,故在时间 t 内辐射的能量子数为,故 C 正确,D 错误。6.能正确解释黑体辐射实验规律的是( ) A.能量的连续经典理论 B.普朗克提出的能量

5、量子化理论 C.以上两种理论体系任何一种都能解释 D.牛顿提出的能量微粒说 答案:B 解析:根据黑体辐射的实验规律,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强 度的极大值向波长较短的方向移动,只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释,故 B 正 确。 7.氦氖激光器发出波长为 633 nm 的激光,当激光器的输出功率为 1 mW 时,每秒发出的光子数为多少个? 答案:3.21015 解析:据 P=nh,=,得n=3.21015(个)。8.人眼对绿光较为敏感,正常人的眼睛接收到波长为 530 nm 的绿光时,只要每秒钟有 6 个光子射入瞳孔, 眼睛就能察觉。普

6、朗克常量为 6.6310-34 Js,光速为 3108 m/s。人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功 率为多少? 答案:2.310-18 W 解析:因每秒钟有 6 个绿光的光子射入瞳孔眼睛就能察觉,所以察觉绿光所接收的最小的功率为P=6=6h=6h,代入数据解得:P=2.310-18 W。 9.在自然界生态系统中,蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链,在维持生态平衡方面发挥着重要 作用。蛇是老鼠的天敌,它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约为 37,它发出的最强的 热辐射的波长为 m。根据热辐射理论,m与辐射源的绝对温度 T 的关系近似为 Tm=2.9010-3 mK。 (1)老鼠发出最强的热辐射的波长为( )A.7.810-5 m B.9.410-6 mC.1.1610-4 mD.9.710-8 m (2)老鼠发出的最强的热辐射属于( )A.可见光波段B.紫外波段 C.红外波段D.X 射线波段 答案:(1)B (2) C 解析:(1)老鼠的体温 T=(273+37) K=310 K, 由题设条件 m与 T 的近似关系式: Tm=2.9010-3 mK, 得 m= m9.410-6 m,B 正确。(2)可见光的波长范围为 4.010-77.010-7 m,m大于此范围上限,所以属于红外线,C 正确。也可根据 老鼠的体温不高不能辐射可见光进行判断。