1、能量量子化(15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)1.下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是()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.随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波【解析】选B。一切物体都在辐射电磁波,故A正确;一般物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关,还与材料的种类和表面状况有关,故B不正确;随着温度升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故C正确;能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体,故D正确。2.下列描绘三种温度下黑体辐射强度与波长关系
2、的图中,符合黑体辐射实验规律的是()【解析】选B。黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量,温度越高,辐射强度越大,故A、D错误;黑体辐射的波长分布情况也随温度而变,如温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,在500以至更高的温度时,则顺次发射可见光以至紫外辐射。即温度越高,辐射的电磁波的波长越短,故C错误,B正确。3.某激光器能发射波长为的激光,发射功率为P,c表示光速,h为普朗克常量,则激光器每秒发射的光量子数为()A.B.C.D.Phc【解析】选A。每个光量子的能量=h=,每秒发射的总能量为P,则每秒发射的光量子数n=。4.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光
3、。已知三种光的波长分别为a、b和c,则下列关系式正确的是()A.abcB.a=b+cC.abcD.=+【解析】选D。根据h=En-Em,从能级图可以看出a的能量最大,频率最大,波长最小;b的能量最小,频率最小,波长最大,即acb,由ha=E3-E1=E3-E2+E2-E1=hb+hc得,=+,所以选项D正确。二、非选择题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)5.第26届国际计量大会决定,质量单位“千克”用普朗克常量h定义,“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的数值为6.6310-34,根据能量子定义,h的单位是,该单位用国际单位制中的力学基本单位表示
4、,则为。【解析】能量子=h,则h=,故h的单位为Js。由W=Fs=mas可知,1 J=1 kg(m/s2)m,故1 Js=1 kgm2/s答案:Jskgm2/s(10分钟20分)6.(6分)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6.6310-34 Js,光速为3.0108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A.2.310-18 WB.3.810-19 WC.7.010-10 WD.1.210-18 W【解析】选A。因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉,所以察觉到绿光所接收到的最小功率P=,式中E=6,t=1 s,又=h=,可解得P=2.310-18 W。7.(14分)对应于3.410-19 J的能量子,其电磁辐射的频率和波长各是多少?(普朗克常量取6.6310-34 Js)【解析】根据公式=h和=得=Hz=5.131014 Hz,= m=5.8510-7 m。答案:5.131014 Hz5.8510-7 m
