出国留学物理(灵格斯3-5):17.1能量量子化(32页)
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高中物理学习材料唐玲收集整理第一节 能量量子化一、选择题(本题包括10小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分,共40分) 1.下列叙述正确的是(A.一切物体都在辐射电磁波B.C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 2.黑体辐射的实验规律如图1所示,图中画出了不同温度下,黑体辐射的强度与波长的关系,从图中可以看出()图1A.随温度的升高,各种波长的辐射强度都增加B.随温度的升高,各种波长的辐射强度都减小C.随温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度的升高,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动3.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是(A.温度B.C.表面状况D.以上都正确4.下列说法正确的是(A. B.C.D.电磁波波长越长,其能量子越大5.已知某单色光的波长为 ,在真空中光速为 ,普朗克常量为ℎ,则电磁波辐射的能量子 的值为( A.ℎB.ℎC.ℎD.以上均不正确6.单色光从真空射入玻璃时,它的( A. B. C.D.波长变短,速度变小,光量子能量不变7.关于光的传播,下列说法中正确的是( )A.各种色光在真空中传播速度相同,在介质中传B.各种色光在真空中频率不同,同一色光在各种C.同一色光在各种介质中折射率不同,不同色光D.各种色光在同一介质中波长不同,同一色光在真空中的波长比任何介质中波长都长 8.关于黑体辐射的实验规律正确的有(A.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加B.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较C.D.黑体辐射无任何实验9.对一束太阳光进行分析,下列说法正确的是( )A.B.在组成太阳光的各单色光中,其能量最强的光C.在组成太阳光的各单色光中,其能量最强的光D.组成太阳光的各单色光,其能量都相同 10.以下宏观概念,哪些是“量子化”的( ) A.物体的质量B.C.班里学生的个数D.物体的动量二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.请将正确的答案填到横线上)11.一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与 有关.12.在某种介质中,某色光的波长为 ,已知这种色光的能量子为 ,那么该介质对这种色光的折射率是 .三、计算及简答题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)给一铁块不断加热,铁块会依次呈现暗红、赤红、橘红,直至变成黄白色,这种变化说14.(10分)由能量的量子化假说可知,能量是一份一份的而不是连续的,但我们平时见到的宏观物体的温度升高或降低,为什么不是一段一段的而是连续的,试解释其原因.15.(14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6.63×10-34J ·s ,光速为3.0×108m/s ,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少?(1 nm =10-9m)16.(14分)氦氖激光器发射波长为 6 328的单色光,试计算这种光的一个能量子为多少?若该激光器的发光功率为18 mW ,则每秒钟发射多少个能量子?第一节能量量子化答题纸得分:一、选择题二、填空题11. 12.三、计算及简答题13.14.15.16.第一节能量量子化参考答案一、选择题1. ACD 解析:根据热辐射的定义,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,C正确;根据黑体的定义知D正确.2. AC 解析:由题图可知,随温度的升高,各种波长的辐射强度都增加,故选项A正确;随温度的升高,各种波长的辐射强度都增大,故选项B错误;随温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故选项C正确;随温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故选项D错误.3.A 解析:影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度,故选项A正确.4.AB 解析:微观粒子的能量变化是跳跃式的,选项A正确;由ℎ可知,能量子与电磁波的频率成正比,选项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,选项C错误;电磁波波长越长,其频率越小,能量子越小,选项D错误.5. A 解析:由光速、波长的关系可得出光的频率,ℎ=ℎ,故A选项正确.可知,光的速度变小,波6. D 解析:因为光的频率不变,光量子的能量不变;再根据折射率′长变短.7. ABD 解析:各种色光在真空中的传播速度都相同;同一介质对不同色光有不同的折射率;色光频率不变;同一色光在不同介质中波速不同,在不同介质中波长不同.8.AB9. AC 解析:根据棱镜散射实验得:太阳光是由各种单色光组成的复合光,故A对.根据能量子的概念得:光的能量与它的频率有关,而频率又等于光速除以波长,由于红光的波长最长,紫光的波长最短,可以得出各单色光中能量最强的为紫光,能量最弱的为红光,即B、D错,C对.10. C 解析:人数是自然数不连续.二、填空题11.材料的种类及表面状况解析:根据实验得出结论,一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的种类和材料的表面状况有关.12.ℎ解析:由ℎ=ℎ,得,所以该介质对这种色光的折射率为ℎℎ三、计算及简答题13.铁块颜色的变化表明辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同,温度越高,热辐射中较短波长的成分越来越强.14.由于宏观物质是由大量微粒组成的,每一个粒子的能量是一份一份的,这符合能量量子化假说,而大量粒子则显示出了能量的连续性,故我们平时看到的物体的温度升高或降低不是一段一段的,而是连续的.15. 2.3×10-18 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,式中,又ℎℎ,可解得 W=2. 3×10-18 W.16. 3.14×10-19 J 5.73×1016个解析:ℎ=ℎ= J =3.14×10-19 J每秒发射的能量子个数为个 5.73×1016个。
第5节 能量量子化核心素养物理观念科学思维科学探究1.了解黑体辐射和能量子的概念。
2.了解黑体辐射的实验规律。
3.知道能量子。
4.了解能级、跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念。
5.会计算原子跃迁时吸收或辐射光子的能量。
1.了解黑体辐射、一般辐射的特点。
2.理解能量量子化、轨道量子化,初步了解量子理论。
1.探究黑体辐射的实验规律。
2.探究量子理论形成的原因。
[观图助学]晒太阳使身体变暖,是通过什么方式改变人体内能的?冬天在火炉旁烤手是通过什么方式改变人体内能的?1.热辐射(1)定义:周围的一切物体都在辐射________,这种辐射与____________有关,所以叫热辐射。
(2)特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体的________不同而有所不同。
2.黑体(1)定义:某种物体能够____________入射的各种波长的电磁波而不发生_______,这种物体就叫作黑体。
(2)黑体辐射特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的_______有关。
电磁波物体的温度温度完全吸收反射温度[思考判断](1)热辐射只能产生于高温物体。
( )(2)能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。
( )(3)温度越高,黑体辐射电磁波的强度越大。
( )(4)黑体是一种客观存在的物质。
( )×√√×1.定义:普朗克认为,振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的________,当带电微粒辐射或吸收能量时,也是以这个最小能量值为单位____________地辐射或吸收的,这个不可再分的最小能量值ε叫作________。
2.能量子大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h 称为________常量。
h =6.626×10-34 J·s(一般取h =6.63×10-34 J·s)。
整数倍知识点二 能量子一份一份能量子普朗克3.能量的量子化:普朗克的假设认为微观粒子的能量是________的,或者说微观粒子的能量是________________的。