1、第5节 能量量子化A组基础达标1关于对黑体的认识，下列说法正确的是()A黑体吸收电磁波，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，与材料种类及表面状况无关D如果在一个空腔壁上钻一个很小的孔，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】能100%地吸收入射到其表面的电磁波，这样的物体称为黑体，所以黑体不一定是黑色的，故A错误；一般物体除去与温度有关外，还和物体的材料及表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温
2、度有关，故B错误，C正确；如果在一个空腔上开一个小孔，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，这个小孔就成了一个绝对的黑体，故D错误2普朗克常量是自然界的一个基本常数，它的数值是()A6.021023 molB6.625103 molsC6.6261034 JsD1.381016 mols【答案】C【解析】普朗克常量是一个定值，由实验测得它的精确数值为6.6261034 Js，在记忆时关键要注意它的单位3一束红光从空气射入玻璃，则这束红光的能量子将()A变小B变大C不变D不能确定【答案】C【解析】光由空气射入玻璃时，频率不发生变化，由h可知，红光的能量子不变，C正确4
3、关于对热辐射的认识，下列说法正确的是()A热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波B温度越高，物体辐射的电磁波越强C辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关D常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色【答案】B【解析】一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A错误、B正确；选项C是黑体辐射的特性，C错误；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，D错误5一个氢原子从高能级跃迁到低能级，该氢原子()A吸收光子，能量增加B吸收光子，能量减少C放出光子，能量增加D放出光子，能量减少【答案】D【解析】氢原子的能级是分裂的，当氢原子从高能级向低能
4、级跃迁时，会放出光子，能量减少，放出光子的能量等于跃迁前后的能级差，所以看起来氢原子发出的光谱线是分裂的，一条条的，不是连续的D正确6影响黑体辐射强度的因素是()A只有温度B只有波长C与波长和温度都有关D与波长和温度都无关【答案】C【解析】黑体辐射与波长和温度都有关系，故C正确7能正确解释黑体辐射实验规律的是()A能量是连续的经典理论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【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在增加；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
5、较满意的解释，故B正确8(多选)下列说法正确的是()A只有温度高的物体才会有热辐射B黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量C黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以有较强的辐射D一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关【答案】CD【解析】任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高辐射的能量越多，A错误；能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，B错误、C正确；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只依赖于物体的温度，与构成黑体的材料、形状无关，而一般物体辐射电磁波的情
6、况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况有关，D正确9(多选)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【答案】AB【解析】微观粒子的能量变化是跳跃式的，A正确；由h可知，能量子与电磁波的频率成正比，B正确；红光的频率比绿光小，由h可知，红光的能量子比绿光小，C错误；电磁波波长越长，其频率越小，能量子越小，D错误10两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体上的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为54，则这两束光的光子能量和波长之比分别为()A4545B54
7、45C5454D4554【答案】D【解析】两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打到物体表面的光子数之比为54，根据EnE0可得光子能量之比为45，再根据E0hh，光子能量与波长成反比，故光子波长之比为54故选D11用红外线热像仪可以监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，你能说出这其中的原理吗？【解析】根据辐射规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分大人的体温的高低，直接决定了他辐射的红外线的频率和强
8、度，通过监测被测者辐射的红外线的情况就可知道这个人的体温B组能力提升12下列各种说法中错误的是()A普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说B一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的照射时间太短C光的频率越高，则其能量越大D任何一个实物粒子都对应着一种波，这种波是概率波【答案】B【解析】普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，故A正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率太小，故B错误；由h可知C正确；实物粒子都对应着一种概率波，这是德布罗意物质波假设，故D正确13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
9、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37 绝对温度为(27337) K，它发出的最强的热辐射的波长为min根据热辐射理论， min与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tmin2.90103 mK则老鼠发出最强的热辐射的波长为()A7.8105 mB9.4106 mC1.16104 mD9.7108 m【答案】B【解析】由Tmin2.90103 mK可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为min m m9.4106 m，B正确14王师傅是炼钢厂的一名老工人，有丰富的经验，他能够通过观察炉内的颜色，比较准确地估计出炉内的温度，被工人戏称为“温度计”王师傅能够准确判断炉
10、温的科学道理是什么？【答案】见解析【解析】热辐射与物体的温度有关，给铁块加热时，随温度的升高，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至黄白色因此，炼钢工人估计炉内的温度，是根据辐射的强度与温度的关系来确定的15太阳辐射到地球表面的功率约为1 400 W/m2其中包含了各种波长的红外线、可见光、紫外线等，以可见光部分最强作为一种简化，我们认为太阳光全部是平均波长600 nm(1 nm109 m)的黄绿光，每秒至少有5个这样的光子进入人眼才能引起视觉，人眼睛的瞳孔约为10 mm2，则人眼所能看到的最远的恒星(恒星状况与太阳相同)的距离是日地距离的倍数是(已知普朗克常数h6.631034 Js)()
11、A9104B9107C91010D91014【答案】B【解析】每秒刚好引起视觉的光子能量为E5h5设此时单位面积射入眼睛的功率为P1，则P1 W/m21.661013 W/m2设日地距离为r，太阳的辐射总功率为P，则辐射到地球的单位面积的功率为P0；设人眼能看到的最远的恒星(总辐射功率也为P)的距离为R，则该恒星辐射到地球的单位面积的功率为P1两式相比可得9107，故B正确，A、C、D错误16某光子的能量为3.71019 J，则它的频率和波长各是多少？【答案】5.581014 Hz538 nm【解析】根据普朗克能量子的理论h，可得频率为 Hz5.581014 Hz根据c，可得波长为 m5.38
12、107 m538 nm17氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光，这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为20 mW，则每秒发射多少个光子？【答案】3.141019 J6.371016 个【解析】由c，知该光子频率为hh6.631034 J3.141019 J发光功率P，则n6.371016 个18盾牌座UY是目前发现的体积第二的恒星，它是一颗红超巨星；R136a1则是目前发现的质量最大的恒星，是颗蓝超巨星，如图所示对于“红巨星”和“蓝巨星”，你能判断出哪种恒星的表面温度更高么？说出你的理由【答案】见解析【解析】蓝巨星表面的温度比红巨星表面的温度高根据黑体辐射的现象可知，当温度越高时，其辐射的最强的电磁波的波长越短，蓝光波长比红光波长短，故蓝巨星的表面温度比红巨星的表面温度高