13.5 能量量子化 一、选择题（共 14 题） 1．关于电磁场、电磁波下列说法正确的是（　　） A．变化的磁场一定能产生变化的电场 B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低 C．观察者接近频率恒定的波源时，接收到波的频率比波源的频率小 D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，而不向外辐射电磁波 2．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　） A．黑体是黑色的，且其自身辐射电磁波 B．黑体辐射电磁波的强度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 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 3．已知某单色光的波长为  ，在真空中光速为 c ，普朗克常量为 h ，则电磁波辐射的能量子  的值为（ ） A． h c  B． h  C． c h D．以上均不正确 4．一盏电灯发光功率为 100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长   6.0 �107 m 灯 r  10m 远处，以电灯为球心的球面上， 1m 的面积每秒通过的能量子数约为（ 2 17 A． 2 �10 个 C． 2 �1015 个 16 B． 2 �10 个 D． 2 �1023 个 5．关于能量量子化，下列说法正确的是（　　） A．能量子假设最早是由爱因斯坦提出来的 B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 C．电磁波的波长越长，其能量子越大 D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，因而它一定是错误的观点 6．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（ ） ） ，在距电 A．温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射的电磁波 B．爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子” C．黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关 D．常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波 7．两束可见光的波长分别为 的光所对应的物理量）（ A．这两束光的光子的动量 B．这两束光的光子的能量 1 和 2 ，其中 1  2 ．则（下列表述中，脚标“1”和“2”分别代表波长为 1 和 2 ） p1  p2 1   2 C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压 U e1  U e 2 Ek1 1  E D．这两束光均能使某金属发生光电效应，逸出光电子的最大初动能之比 k 2  2 8．下列说法中正确的是（　　） A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说 B．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能 Ek 越大，则这种金属的逸出功 W0 越大 C．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应 D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后 波长变短 9．关于下列物理常数，单位正确的是（　　） A．静电常量 k N·kg2/m2 B．普朗克常量 h J·s C．动摩擦因数  N/kg D．电阻率  10．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 Ω/m 11．下列说法错误的是（　　） A．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就能够产生感应电流 B．变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场 C．光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量 D．微观世界的某些极少数带电微粒的能量的变化可以是连续的 12．下列说法正确的是(　　) A．微观粒子的能量变化是跳跃式的 B．能量子与电磁波的频率成正比 C．红光的能量子比绿光大 D．电磁波波长越长，其能量子越大 13．下列说法正确的有（ ） A．研究表明，一般物体的电磁辐射仅与温度有关 B．电子的衍射图样证实了电子的波动性 C．α 粒子散射实验是估测原子核半径最简单的方法 D．结合能越大的原子核，核子的平均质量越大 14．某半导体激光器发射波长为 1.5×10-6m，功率为 5.0×10-3W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为 107 m，普朗克常量 h＝6.63×10-34J·s，该激光器发出的 A．是紫外线 B．是红外线 C．光子能量约为 1.3×10-18J D．光子数约为每秒 3.8×1016 个 二、填空题 15．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有______。 16．热辐射 （1）概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的___________有关，所以叫热辐射。 （2）特点：温度升高时，热辐射中波长较___________的成分越来越强。 （3）黑体：能够完全吸收入射的各种波长的___________而不发生反射。 17．在__________提出的量子说启发下，_________提出了光子说，光子的能量 E  _________，其中 h 称 为普朗克常量， h  6.63 �10 34 ___________． 18．黑体∶ （1）定义∶某种物体能够____吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就叫作____。 （2）黑体辐射的特点∶黑体辐射电磁波的强度按____的分布只与黑体的____有关。 三、综合题 19．对应于 7.4 �10 19 J 的能量子，其电磁辐射的频率和波长各是多少？ 20．黑体就是绝对不发光的物体，看上去一定是黑色的，这句话对吗？ 21．静止的钍(Th)核发生 β 衰变时放出一个 β 粒子而变成一个镤(Pa)核，同时产生了一个能量为 ε 的中微 子．已知真空中光速为 C，普朗克常量为 h．求： ① 该中微子的频率； ②衰变后 β 粒子和镤核的合动量的大小． 22．19 世纪末开尔文爵士曾说，物理学的大厦已经建成，物理学中已没有什么新东西可发现，剩下的只是 把测量做得更精确。不过在地平线上有“两朵乌云”。简述这“两朵乌云”是什么？参考答案： 1．B 【详解】 A．均匀变化的磁场将产生恒定的电场，A 错误； B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低，B 正确； C．观察者接近频率恒定的波源时，根据多普勒效应，接收到波的频率比波源的频率大，C 错误； D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，也向外辐射电磁波，D 错误。 故选 B。 2．C 【详解】 A．黑体自身辐射电磁波，但不一定是黑色的，故 A 错误； BC．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 B 错误，C 正确； D．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 D 错误。 故选 C。 3．A 【详解】 根据 E  hv ，又 v  c c E  h ，故 A 正确，BCD 错误．  ，所以  故选：A。 4．A 【详解】 光是电磁波，辐射能量也是一份一份进行的，100W 灯泡每秒产生光能 E  100J ，设灯泡每秒发出的能量 子数为 n，则能量为 E  nh c  2 在以电灯为球心的球面上，1m 的面积每秒通过的能量子数 n�  故 A 正确。 n E 100 �6.0 �107   4 r 2 4 r 2hc 4 �3.14 �102 �6.63 �1034 �3 �108 个 =2.4 �1017 个 故选 A。 5．B 【详解】 A．能量子假设最早是由普朗克提出的，故 A 错误； B．微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故 B 正确； C．根据   h  hc  可知，电磁波的波长越长，其能量子越小，故 C 错误； D．能量子假说与宏观世界中对能量的认识相矛盾，而它的观点是正确的，故 D 错误。 故选 B。 6．C 【详解】 温度高的物体和温度低的物体都向外辐射电磁波，选项 A 错误；普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了 “能量子”，选项 B 错误；黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关，选项 C 正确；常温下 我们看到物体是因为物体在不断反射可见光，不是物体辐射电磁波，选项 D 错误. 7．B 【详解】 A．由光子的动量 p   B．由 h  ，可知 p1  p2 ，故 A 错误； c   可知，两种光子的频率关系为 1   2 ，根据 εhν 可得光子的能量 1   2 ，故 B 正确； C．两束光都能使某种金属发生光电效应，由光电效应方程 Ek  hν  W0 ，可知频率越大的光对应的光电子 的最大初动能越大，又由 Ek  e � Uc ，可知最大初动能越大，遏止电压越大，所以遏止电压 错误； D．根据光电效应方程 Ek  hν  W0 ， W0 �0 和 εhν  可知， Ekl 1 � Ek2  2 U c 2  U cl ，故 C 故 D 错误。 故选 B。 8．A 【详解】 A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说，故 A 正确； B．根据光电效应方程 Ek  hν  W0 可知，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，则这种金属的 逸出功越小，故 B 错误； C．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度无关，故 C 错误； D．入射光子与晶体中的电子碰撞，动量变小，根据光子动量 h  p 可知其波长变长，故 D 错误。 故选 A。 9．B 【详解】 A ．由物理公式可知 F k q1q2 r2 m 2 /C2 ，A 错误； k 的单位是 N � B．由物理公式 εhν  s ，B 正确； h 的单位是 J � C．动摩擦因数仅仅是一个数值，没有单位，C 错误； D．由物理公式可知 R  的单位是 Ωm � ，D 错误； 故选 B。 l s 10．B 【详解】 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满意的解释，B 对． 11．D 【详解】 A．根据楞次定律可知，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就能够产生感应电 流，故 A 不符题意； B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生了电场，变化的电场产生了磁场，故 B 不符题意； C．赫兹最早用实验证实光是一种电磁波——传播着的电磁场，光具有能量，故 C 不符题意； D．微观世界的某些极少数带