高中物理专题练习： 量子物理

课时作业6 能量量子化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解析：黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故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B错、C对；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。

答案：C2．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( )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。

答案：B3．关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是( )A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值εB．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍C．能量子与电磁波的频率成正比D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的解析：根据普朗克能量子假说知，A错误，B、C正确；普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，D错误。

答案：B、C4．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是( ) A．红光B．橙光C．黄光D．绿光解析：在四种颜色的光中，红光的波长最长而频率最小，由光子的能量ε＝hν可知红光光子能量最小。

答案：A5．某种光的光子能量为E，这种光在某一种介质中传播时的波长为λ，则这种介质的折射率为( )A.λE hB.λE chC.ch λED.h λE解析：这种光的频率为ν＝E h，则这种光在介质中的传播速度为v ＝νλ＝λE h。

高中物理-能量量子化专题强化训练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法中正确的是（）A．爱因斯坦第一个提出能量子的概念B．黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关C．物体的长度是量子化的D．温度升高，物体辐射的紫光增强，辐射的红光减弱2．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合史实的是（）A．法拉第发现了电流磁效应的规律B．普朗克把“能量子”概念引入物理学C．汤姆孙提出了原子的核式结构模型D．玻尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象3．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3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（）A．2.3×10-18 W B．3.8×10-19 WC．7.0×10-10 W D．1.2×10-18 W4．由于内部发生激烈的热核聚变，太阳每时都在向各个方向产生电磁辐射，若忽略大气的影响，在地球上垂直于太阳光的每平方米的截面上，每秒钟接收到的这种电磁辐射的总能量约为1.4×103J。

已知：日地间的距离R=1.5×1011m，普朗克常量h=6.6×10﹣34J•s。

假如把这种电磁辐射均看成由波长为0.55μm的光子组成的，那么，由此估算太阳每秒钟向外辐射的光子总数的数量级约为（）A．1045B．1041C．1035D．10305．下列说法正确的是（）A．微观粒子的能量变化是连续的B．电磁波的波长越长，其能量子的能量越高C．英国物理学家麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在D．空腔壁上开很小的孔，射入孔的电磁波最终不能从空腔射出，这个空腔就成了黑体6．2018年11月16日，第26届国际度量衡大会上，经过60个成员国代表投票表决，重新定义了千克．新定义以普朗克常数为基准，从而使1千克脱离了实际物体．其中h是普朗克常量，关于h的单位，用国际单位制的基本单位表示，正确的是()A．J·s B．kg·m2/s C．kg·m2·s3D．J/s7．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象．则下列说法正确的是()A．T1>T2B．T1<T2C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动8．据报道：截止2020年12月我国5G基站建设累积71.8万个，已建成全球最大5G 网络，中国将进入全面5G时代，开启了万物互联时代：车联网、物联网，智慧城市、无人机网络、自动驾驶技术等将一元变为现实。

高中物理【能量量子化】专题练习题[A组基础达标练]1．(多选)下列说法正确的是()A．赫兹证明了光的电磁说的正确性B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化学作用C．X射线的穿透本领比γ射线更强D．X射线与γ射线的产生机理不同，因此它们的频率范围界线分明，不可能重叠解析：麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化学作用。

γ射线能量更大，穿透能力更强。

X射线是原子的内层电子受激发而产生的，γ射线是原子核受激发而产生的，产生机理不同，但X 射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射线与较低频率的γ射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也存在重叠。

答案：AB2．(多选)原子的能量量子化现象是指()A．原子的能量是不可以改变的B．原子的能量与电子的轨道无关C．原子的能量状态是不连续的D．原子具有分立的能级解析：原子处于一系列不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对应不同的轨道，故C、D选项正确。

答案：CD3．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是()A．红光B．橙光C．黄光D．绿光解析：在四种颜色的光中，红光的波长最长而频率最小，由光子的能量ε＝hν可知红光光子能量最小。

答案：A4．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的因素是()A．温度B．材料C．表面状况D．以上都正确解析：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。

答案：A5．(多选)某电路的电场随时间变化的图像如图所示。

能产生磁场的电场是( )解析：题图A 中电场不随时间变化，不产生磁场；题图B 和题图C 中电场都随时间做均匀变化，能产生稳定的磁场；题图D 中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场。

答案：BCD6．某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s ，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t ＝173 s 后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10－4 s ，电磁波的传播速度为c ＝3×108 m/s ，则该战斗机的飞行速度大约为多少？解析：由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t 0＝10－4 s ，则甲图发射波和接收波的时间间隔t 1＝4×10－4 s ，乙图时间间隔t 2＝1×10－4 s ，所以第一次战斗机位置与雷达的距离为x 1＝c ×t 12＝6.0×104 m 第二次战斗机在雷达正上方，所以战斗机高度h ＝c ·t 22＝1.5×104 m 所以173 s 内战斗机飞行的水平距离为x ＝x 12－h 2≈5.8×104 m所以战斗机飞行速度v ＝x t≈335 m/s 。

分层作业21 量子论初步A级必备知识基础练1.(江苏宿迁高二月考)关于黑体及黑体辐射,下列说法正确的是( )A.黑体是真实存在的B.普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的辐射能谱密度按波长分布的公式,与实验符合得非常好,并由此开创了物理学的新纪元C.随着温度升高,黑体辐射各波长的辐射能谱密度有些会增强,有些会减弱D.黑体辐射无任何实验依据2.(多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示,下列说法正确的是( )A.黑体能够全部吸收外来的电磁波而不发生反射B.随着温度降低,各种波长的辐射能谱密度都有所增加C.随着温度升高,辐射能谱密度极大值向波长较长的方向移动D.黑体的辐射能谱密度只与它的温度有关,与形状和黑体材料无关3.(江苏响水中学高二期中)为了解释黑体辐射的实验规律,提出了能量子假设的科学家是( )A.安培B.普朗克C.奥斯特D.爱因斯坦4.(多选)(浙江杭州高二月考)关于对普朗克能量子假设的认识,下列说法正确的是( )A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值εB.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍C.能量子与电磁波的频率成正比D.这一假设与现实世界相矛盾,因而是错误的5.(山东东营高二月考)太阳光含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。

对这七种色光的认识正确的是( )A.紫光的波长最长B.红光的能量子最强C.七种色光的能量子均相同D.紫光的能量子最强6.(山东烟台高二月考)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能量子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的能量子数之比为4∶5,则这两束光的能量子的能量之比和波长之比为( )A.4∶5 4∶5B.5∶4 5∶4C.5∶4 4∶5D.4∶5 5∶47.(山东青岛高二月考)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,只要每秒有6个绿光的能量子射入瞳孔,眼睛就能察觉。

普朗克常量为6.63×10-34J·s,光速为3×108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约是( )A.2.3×10-18 WB.3.8×10-19 WC.7.0×10-10 WD.1.2×10-18 WB级关键能力提升练8.(多选)(河北衡水中学月考)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6 m、功率为5.0×10-3 W的连续激光。

高二物理量子物理练习题及答案第一题：小明是一位高二学生，正在学习量子物理。

他遇到了一个练习题，请根据以下题目及答案给出解析。

题目：在一个电子束实验中，电子通过一个狭缝后形成干涉图样。

若间距为d的两条暗纹距离中心的距离为y，则电子波长为λ。

小明计算出干涉图案中相邻两个亮纹之间的间距为x，请推导出计算λ的公式。

答案：在干涉图样中，相邻两个亮纹之间的间距x可以表示为：x = λD/d，其中D为屏幕到狭缝的距离。

根据几何关系，可以得到下列表达式：tanθ = y / D，其中θ为小角度。

进而可得：y = D tanθ，将其代入x =λD/d中，可得到结果：x = λD / (d tanθ)解析：这个题目考察了学生对干涉图样和波长之间的关系的理解，同时还考察了几何关系的运用。

在解答题目时，小明首先要明确干涉图案中相邻两个亮纹之间的间距是与波长有关的，然后通过几何关系的运用，得到了计算λ的公式。

第二题：小明继续进行量子物理的练习题，以下是他遇到的另一个问题，请根据题目及答案给出解析。

题目：在其他物理实验中，小明观察到一束光经过一个光栅后形成了衍射图样。

若光栅缝宽为d，中心条纹到第一个次级最暗条纹的距离为y，则光的波长为λ。

小明计算出光栅条纹间距为x，请推导出计算λ的公式。

答案：光栅条纹间距x可以表示为：x = λD / d，其中D为屏幕到光栅的距离。

根据几何关系与几何光学原理，可以得到下列表达式：tanθ = y / D，其中θ为小角度。

进一步可以得到：y = D tanθ，将其代入x = λD / d中，解得：x = λ/y解析：在这个问题中，小明需要理解光栅衍射图样中光波长与条纹间距之间的关系，以及应用几何关系来推导计算λ的公式。

小明通过几何光学原理和几何关系，成功地找到了解决问题的思路，并最终推导出结果。

通过以上两道量子物理练习题，我们可以看到小明在学习量子物理方面有了不错的掌握，他通过理解干涉和衍射现象，并熟练运用几何关系，成功地解答了这两道题目。

2024高考物理量子物理学专题练习题及答案一、选择题1. 下列说法正确的是：A. 电子云中的电子运动呈连续轨道。

B. 电子在原子核周围的轨道上运动速度是恒定的。

C. 电子在原子核周围的轨道上运动具有不确定性。

D. 电子在原子核周围的轨道上运动具有确定的轨迹。

答案：C2. 根据波粒二象性原理，下列说法正确的是：A. 波动性只存在于光学现象中。

B. 微观粒子既具有波动性又具有粒子性。

C. 微观粒子只具有波动性，不具有粒子性。

D. 微观粒子只具有粒子性，不具有波动性。

答案：B3. 某氢原子的能级为-13.6电子伏特，当电子从第3能级跃迁到第2能级时，所辐射的光子的能量为：A. 10.2电子伏特B. 12.1电子伏特C. 1.89电子伏特D. 2.04电子伏特答案：D二、填空题1. 根据不确定性原理，测量一个粒子的位置和动量越准确，就会越大地影响到它的 _______。

答案：状态2. 量子力学中，电子在原子内的运动状态由 _______ 表示。

答案：波函数3. 量子力学中，电子的能级用 _______ 表示。

答案：量子数三、简答题1. 什么是量子力学？请简述其基本原理。

答：量子力学是描述微观粒子行为的物理理论。

其基本原理包括波粒二象性原理和不确定性原理。

波粒二象性原理指出微观粒子既具有波动性又具有粒子性，可以用波函数来描述其运动状态。

不确定性原理指出无法同时准确地确定粒子的位置和动量，测量一个物理量会对另一个物理量产生不可忽略的影响。

2. 请简述量子力学中的量子力学态和测量问题。

答：量子力学态是用波函数表示的一种描述微观粒子运动状态的数学表示。

波函数包含了粒子的位置信息和概率分布。

在量子力学中，测量问题指的是测量粒子的某个物理量时，由于波粒二象性原理和不确定性原理的存在，测量结果只能是一系列可能的取值，并且每个取值的概率由波函数给出。

四、综合题某物理学家正在研究一个单电子系统，该系统可以用简化的一维势场模型来描述。

能量量子化同步练习一、单选题1.下列能正确解释黑体辐射实验规律的是()A. 能量连续的经典理论B. 普朗克提出的能量量子化理论C. 能量连续的经典理论和普朗克提出的能量量子化理论都能解释D. 牛顿提出的能量微粒说2.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3.已知某单色光的波长为λ，在真空中的光速为c，普朗克常量为h，则该单色光的能量子为()A. ℎcλB. ℎλcC. ℎλD. ℎcλ4.热辐射是指所有物体在一定的热辐射的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量.在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体强度与波长的关系如图.图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下()A. 向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同B. 向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小C. 辐射强度的极大值随温度升高而向长波方向移动D. 辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动5.如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是A. 处于n=1的氢原子跃迁到n=2要释放10.2eV的光子B. 大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁能释放出3种光子C. 处于n=2的氢原子至少要吸收13.6eV的能量才会被电离D. 处于n=4的氢原子向低能级跃迁释放光子波长最短的是跃迁到n=16.如图，一群处于n=5能级的氢原子在向n=1的能级跃迁的过程中A. 放出6种频率不同的光子B. 放出10种频率不同的光子C. 放出的光子的最大能量为13.06eV，最小能量为0.66eVD. 当氢原子从能级n=4跃迁到n=3时辐射出的光的波长比从能级n=3跃迁到n=2时的短7.氢原子能级如图所示，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm。

高中物理现代物理量子力学题详解在高中物理学习中，现代物理量子力学是一个重要的内容。

它涉及到微观世界的规律和现象，对我们理解物质的本质有着重要的作用。

本文将通过具体的题目举例，分析解题的技巧和考点，并给出一些实用的指导。

题目一：一个电子从A点出发，经过一个宽度为d的狭缝后，以速度v撞击屏幕上的一个点B。

已知电子的波长为λ，求电子在屏幕上的位置。

解析：这是一个经典的双缝干涉实验题目。

在狭缝后，电子将呈现出波粒二象性，形成干涉现象。

根据量子力学的原理，电子的波函数将在屏幕上形成干涉条纹。

根据干涉条纹的位置，可以得到电子在屏幕上的位置。

考点：双缝干涉实验是量子力学中的一个重要实验，它展示了波粒二象性的实质。

通过这个题目，我们可以了解到电子的波动性和粒子性是如何统一起来的。

题目二：一个质量为m的粒子在一维势能为V(x)的势场中运动。

已知势能函数为V(x) = kx^2/2，求粒子的能级和波函数。

解析：这是一个一维谐振子的问题。

通过解薛定谔方程，我们可以得到粒子的能级和波函数。

能级由量子数n确定，波函数则是对应于不同能级的解。

考点：一维谐振子是量子力学中的一个重要模型，它在原子、分子等体系的研究中有广泛的应用。

通过这个题目，我们可以了解到量子力学中的能级和波函数的概念，以及它们与势能的关系。

题目三：一束光通过一个半透明镜片，镜片的反射率为R，透射率为T。

已知光的波长为λ，求光子被反射和透射的概率。

解析：这是一个光子的反射和透射问题。

根据量子力学的原理，光子的反射和透射概率与镜片的反射率和透射率有关。

通过计算反射和透射概率，可以得到光子被反射和透射的概率。

考点：光子的反射和透射是量子力学中的一个重要问题，它与光的波动性和粒子性有关。

通过这个题目，我们可以了解到光子的概率性质，以及它与镜片的相互作用。

通过以上三个题目的解析，我们可以看到现代物理量子力学的一些重要内容和考点。

在解题过程中，我们需要运用量子力学的基本原理和数学方法，如薛定谔方程、波函数等。

高中物理必修三能量量子化同步练习含答案卷I（选择题）一、选择题（本题共计 10 小题，每题 3 分，共计30分，）1. 关于黑体辐射的强度与波长的关系，下图中正确的是A. B.C. D.2. 氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.63eV∼3.10eV的光为可见光，要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（）A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eV3. 红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（）A.红光B.橙光C.黄光D.绿光4. 电荷之间的引力会产生势能。

取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原，式中k为静电力常子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能E=−kqer量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。

根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从r1减小到r2，普朗克常量为ℎ，原子释放的光子的频率v为（）A.v=kqeℎ(1r2−1r1) B.v=kqe2ℎ(1r2−1r1)C.v=kqe3ℎ(1r1−1r2) D.v=kqe3ℎ(1r2−1r1)5. 太阳辐射到地球表面的功率约为1400W/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600nm(1nm＝10−9m)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10mm2，则人眼能看到最远的与太阳相同的恒星与地球距离为多少倍的日地距离：（已知普朗克常数ℎ＝6.63x10−34J⋅s）（）A.9x104B.9x107C.9 x1010D.9x10146. 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7. 氢原子吸收光子，核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程，下列说法正确的是（）A.电子的动能增大，原子的电势能增大B.电子的动能减小，原子的电势能减小C.电子的动能增大，原子的电势能减小D.电子的动能减小，原子的电势能增大8. 一群处于基态的氢原子受某种单色光照射时，只能发射甲、乙、丙三种单色光，其中甲光的波长最短，丙光的波长最长，则甲、丙这两种单色光的光子能量之比E甲:E丙等于（）A.3:2B.6:1C.32:5D.9:49. 原子的能级示意图如图所示，则下列说法正确的是（）A. 氢原子的能级越低，电子离氢原子核越远B. 氢原子的量子数π越大，氢原子的能量越大，电子的电势能越大，电子的动能越大C. 用能量为10.6eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，氢原子的核外电子能从n=1的能级跃迁到n=2的能级D. 核外电子从低能级跃迁到高能级时，电子动能的减少量小于电子电势能的增加量10. 下列说法正确的是（）A.光的波动性是光子之间相互作用的结果B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C.光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D.α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大二、多选题（本题共计 5 小题，每题 3 分，共计15分，）11. 如图画出了四种温度下黑体热辐射的强度与被辐射强度长的关系。

5能量量子化基础过关练题组一热辐射1.(2024河北邯郸永年二中月考)2015年中国发射卫星“悟空”,用来探测暗物质粒子和黑洞。

黑洞是黑体的一种,关于黑体,下列说法正确的是()A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布不仅与温度有关,还与材料的种类及表面状况有关B.黑体能够反射各种波长的电磁波,但不会辐射电磁波C.在黑体辐射实验中,随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.爱因斯坦为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,提出了能量子假说题组二能量子2.(2024河北高碑店崇德实验中学月考)关于能量量子化,下列说法正确的是()A.能量子假说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13.(2024江苏宿迁期中)某激光器能发射波长为355 nm的激光,该光的一个光子就能直接打断某种材料的分子键,使之从材料表面脱离。

据此判断,打断该材料分子键需要的能量约为(取普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中光速c=3×108 m/s)()A.10-22 JB.10-19 JC.10-16 JD.10-13 J4.(教材习题改编)某光源放出波长在500~600 nm范围的各种光子,若已知该光源的发光功率为1 mW,则它每秒钟发射的光子数可能是(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)()A.2.0×1015个B.3.8×1015个C.2.6×1015个D.1.5×1015个5.(2024四川雅安模拟)正常视力的人眼对波长约为555 nm的电磁波最为敏感,这种电磁波处于光学频谱的绿光区,如果每秒有10个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。

现有一绿灯以20 W的功率均匀地向各方向(球面)发射波长为5.55×10-7 m的绿光,已知瞳孔的直径d= 5 mm,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中的光速c=3×108 m/s,理论上人眼能看到该绿灯时到绿灯的最大距离约为()A.2×103 mB.5×104 mC.5×105 mD.3×106 m2题组三能级6.(2024江苏连云港期中)关于光子的发射和吸收,下列说法正确的是()A.原子从基态跃迁到激发态放出光子,放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B.原子不能从低能级向高能级跃迁C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D.原子无论是吸收还是放出光子,吸收或放出的光子的能量可大于始、末两个能级的能量差7.下列关于氢原子光谱和能级的说法错误的是()A.氢原子光谱中的亮线是氢原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形成的B.氢原子光谱不是连续的,是一些分立的亮线,说明了氢原子的能级是量子化的C.原子能量越高,原子越稳定D.原子从高能态向低能态跃迁会放出光子,光子能量等于两个能级之差34答案与分层梯度式解析5 能量量子化基础过关练1.C2.B3.B4.C5.D6.C7.C1.C 一般物体辐射电磁波的情况与物体的温度、材料的种类及表面状况有关,而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关,A 错误;黑体是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,黑体会向外辐射电磁波,B 错误;根据黑体辐射的实验规律可知,随着温度的升高,各种波长的电磁波的辐射强度都增加,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,C 正确;普朗克为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式,提出了能量子的假说,D 错误。

量子论初步原子核（附答案）1．人类对光的本性认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述正确的是()A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上都是一样的B．任何一个运动着的物体，都具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光波是概率波2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图15－1－5所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电图15－1－5 D．锌板带负电，指针带负电3．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射4．(创新应用题)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，正确的是()A．曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性B．单个光子通过双缝后的落点无法预测C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性5．(2009年高考上海卷)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大6．A 和B 两种单色光均垂直照射到同一条直光纤的端面上，A 光穿过光纤的时间比B 光穿过的时间长，现用A 和B 两种光照射同种金属，都能发生光电效应，则下列说法正确的是()A ．光纤对B 光的折射率大B ．A 光打出的光电子的最大初动能一定比B 光的大C ．A 光在单位时间内打出的电子数一定比B 光的多D ．B 光的波动性一定比A 光显著7．已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的．检测发现三种单色光中，n 、p 两种色光的频率都大于m 色光；n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a 通过三棱镜的情况是下图中的()图15－1－68．如图15－1－7所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知()A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于hν0C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为ν0/2时，产生的光电子的最大初动能为E /29．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出光电子的最大初动能之比为1∶2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A.hc 2λB.hc 3λC.34hcλD.hλ5c10.一种X 射线，每个光子具有4×104eV 的能量，此X 射线的波长是多少？一个电子具有多少电子伏特能量时，其德布罗意波长与上述X 射线的波长相等？图15－1－7(电子的质量m＝9.1×10－31kg)11．波长为λ＝0.17μm的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B＝5.6×10－6T·m，光电子质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19C，求：(1)光电子的最大动能；(2)金属筒的逸出功．12．(西安模拟)如图15－1－8所示，一伦琴射线管，K为阴极可产生电子，阴极K与对阴极A外加电压U AK＝30kV.设电子离开K极时速度为零，通过电压加速后而以极大的速度撞到对阴极A上而产生X射线，假定电子的全部动能转为X射线的能量．求：(1)电子到达A极时的速度是多大？(2)从A极发出的X射线的最短波长是多少？(3)若电路中的毫安表的示数为10mA，则每秒从A极最多图15－1－8能辐射出多少个X光子？(已知电子的质量m e＝9.1×10－31kg，电子的电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)答案1BCD2B3C4BC5AD6BD7A8ABC9B10答案：3.1×10－11m 1.6×103eV11答案：(1)4.41×10－19J(2)7.3×10－19J12答案：(1)1.0×108m/s(2)4.1×10－11m(3)6.25×1016个。

高三物理量子物理专项练习题及答案量子物理作为现代物理学中的重要分支，研究的是微观世界中微粒的行为和性质。

本文将为高三物理学习者提供一些量子物理的专项练习题以及答案，帮助他们更好地理解和掌握这一知识领域。

练习题一：波粒二象性1. 什么是波粒二象性？2. 请举出一个表现波动性和粒子性的实验现象，并说明原理。

答案一：波粒二象性是指微粒既具有波动性又具有粒子性的性质。

根据量子物理理论，微观粒子既可以以粒子的形式存在，具有特定位置和能量，又可以表现出波动的性质，如干涉、衍射等。

答案二：一种表现波动性和粒子性的实验现象是双缝干涉实验。

在实验中，将一束光通过两个非常接近的狭缝，光通过狭缝后形成的波会相互干涉，形成干涉条纹。

这表明光既可以表现出波动性，又可以在干涉板上产生明暗相间的粒子图案。

这一实验结果与波粒二象性的理论相符，支持了量子物理理论。

练习题二：不确定性原理1. 什么是不确定性原理？2. 请解释海森堡的不确定性原理。

答案一：不确定性原理是指在量子物理中，无法同时准确知道一个粒子的位置和动量。

不确定性原理指出，在同一时刻，我们无法精确测量一个粒子的位置和动量，测量的结果存在一定的误差。

答案二：海森堡的不确定性原理是量子物理中的一个基本原理。

它提出了在同一时刻，无法同时准确测量一个粒子的位置和动量。

即如果我们尝试测量其位置，其动量将变得不确定，反之亦然。

这个原理揭示了微观粒子本质上的混沌性质，它的提出对经典物理观念进行了颠覆性的挑战。

练习题三：量子态与测量1. 什么是量子态？2. 请解释量子态的坍缩现象。

答案一：量子态是描述一个量子系统状态的数学概念。

量子态可以用波函数表示，波函数包含了描述粒子在不同状态下的概率分布信息。

根据量子力学的原理，一个量子系统处于多个可能态的叠加状态。

答案二：量子态的坍缩现象是指当我们对一个叠加态系统进行观测或测量时，系统会从多个可能态中坍缩到一个确定态。

测量过程中，观测者与系统发生相互作用，导致系统的量子态发生改变。

量子论初步及原子核 同步练习１．如图所示，x 为未知放射源，将强力磁场M 移开，计数器所测得的计数率保持不变，其后将铝薄片移开，则见计数器计数率大幅度上升，则x 为 （ ） A ．纯β放射源 B ．纯γ放射源C ．α、β混合放射源D ．α、γ混合放射源２．如图所示，一细白光通过三棱镜折射后分为各种单光，取其中的abc 三种单色光，并同时做如下实验： ①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验，装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距均不变） ②让这三种单色光分别照射锌板③让这三种单色光分别垂直投射到一条长直光纤维的端面上，下列说法中正确的是（ ）Ａ．如果b 种色光能产生光电效应，则a 种色光一定能产生光电效应 Ｂ．c 种色光的波动性最显著 Ｃ．c 种色光穿过光纤的时间最长Ｄ．a 种色光形成的干涉条纹间距最大３．家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，220V 交流电经变压器，一方面在次级产生3．4V 交流电对磁控管加热，同时在次级产生2000V 高压电经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2450MHz 的微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物加快受热，并能最大限度地保存食物中的维生素，下述说法正确的是( ) A ．微波是振荡电路中自由电子运动而产生的 Ｂ．微波是原子外层电子受到激发而产生的 Ｃ．微波炉变压器的高压变压比为11:100Ｄ．微波输出功率为700W 的磁控管每秒内产生的光子数为2．3×1015个４．一个质子以 1.0×10７ｍ/ｓ的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是( )A ．核反应方程为2713Al ＋11H →2814SiB ．核反应方程为2713Al ＋10n →2814SiC ．硅原子核速度的数量级为10７ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致 D ．硅原子核速度的数量级为10５ｍ/ｓ，方向跟质子的初速度方向一致 ５．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为1、2、3的三种单色光光子，且1〉2〉3，则被氢原子吸收的光子的波长为 （ ） A 、3 B 、1+2+3 C 、3232λλλλ+ D 、2121λλλλ+６．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为（ ）a bcA 、146C 01e + 145B B 、146C 42He + 104Be C 、146C 21H+145B D 、146C 01-e + 147N７．德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的实验研究。

高中量子力学试题及答案1. 量子力学的基本原理是什么？答案：量子力学的基本原理包括波粒二象性、不确定性原理、量子态的叠加原理和量子纠缠等。

2. 描述海森堡不确定性原理。

答案：海森堡不确定性原理指出，粒子的位置和动量不能同时被精确测量，其不确定性的关系由公式ΔxΔp ≥ ħ/2表示，其中Δx是位置的不确定性，Δp是动量的不确定性，ħ是约化普朗克常数。

3. 什么是量子态的叠加原理？答案：量子态的叠加原理指的是一个量子系统可以同时处于多个可能状态的叠加，这些状态的线性组合构成了系统的完整描述。

4. 简述波函数的物理意义。

答案：波函数是量子力学中描述粒子状态的数学函数，它包含了关于粒子的所有可能信息，如位置、动量等。

波函数的绝对值的平方给出了粒子在特定位置被发现的概率密度。

5. 什么是量子纠缠？答案：量子纠缠是量子力学中的一种现象，指的是两个或多个量子系统之间存在一种特殊的关联，即使它们相隔很远，一个系统的状态改变会立即影响到另一个系统的状态。

6. 描述薛定谔的猫思想实验。

答案：薛定谔的猫思想实验是一个关于量子叠加状态的经典比喻，实验中，一个猫被放置在一个盒子里，盒子内有一个放射性原子、一个盖革计数器、一个锤子和一个毒气瓶。

如果原子衰变，盖革计数器会触发锤子打碎毒气瓶，猫就会死亡。

在没有观察之前，猫的状态是既死又活的叠加态，只有当盒子被打开观察时，猫的状态才会塌缩为确定的死或活。

7. 什么是量子隧穿效应？答案：量子隧穿效应是指粒子能够穿越一个经典物理中不可能穿越的势垒。

这种现象在量子力学中是可能的，因为粒子的波函数在势垒的另一侧并不完全为零，这意味着存在一定的概率粒子能够出现在势垒的另一侧。

8. 简述量子力学中的波函数坍缩。

答案：波函数坍缩是指在量子力学中，当一个量子系统被测量时，系统的波函数会从一个叠加态突然转变为一个特定的状态，这个过程是随机的，并且与测量过程有关。

9. 什么是泡利不相容原理？答案：泡利不相容原理指出，在同一个量子系统中，两个相同的费米子（如电子）不能处于同一个量子态。

高一物理量子化现象试题1.根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)() A．h B．hC．hλD．【答案】A【解析】光子能量为：①光子频率、波长、光速之间关系为：v=②联立①②得光子的能量为：E=，故BCD错误，A正确．故选A．【考点】本题光子能量公式点评：光子能量的表达式，比较简单，要明确光子能量、波长、频率、光速等之间关系．2.爱因斯坦由光电效应的实验规律猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于()A．等效替代B．控制变量C．科学假说D．数学归纳【答案】C【解析】爱因斯坦提出光子说，是一种猜测，所以所用的方法是科学假说．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说．故A、B、D错误，C正确．故选C分析：此题考查高中物理常用的几种研究问题的方法。

点评：在高中物理学习过程中，会遇到不同研究问题的方法，这些方法对我们的学习有很大的帮助，在理解概念和规律的基础上，要注意方法的积累3.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6.63×10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收的最小功率是多少？【答案】2.3×10－18 W【解析】功率等于单位时间内接收到的光子的能量，先计算出一个光子的能量，然后乘以6即是人眼察觉到的绿光的最小功率。

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P＝，式中，又＝，可解得P＝6× W＝2.3×10－18 W.分析：考查光子能量的计算，和宏观世界的功率的关系。

点评：宏观到微观世界的转换要从能量角度解决，建立这样的模型是高中学生必须掌握的。

4.下列物理事件和科学家不相对应的是()A．普朗克最先提出能量量子化理论B．牛顿发现并建立了万有引力定律C．爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象D．霍金最早建立了狭义相对论【答案】D【解析】根据相关物理学史进行选择，普朗克最先提出能量量子化理论；牛顿发现并建立了万有引力定律；爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象；爱因斯坦最早建立了狭义相对论。

2025年⾼考⼈教版物理⼀轮复习专题训练—能量量⼦化、光电效应（附答案解析）1．关于光电效应，下列说法正确的是( )A．截⽌频率越⼤的⾦属材料逸出功越⼤B．只要光照射的时间⾜够长，任何⾦属都能发⽣光电效应C．从⾦属表⾯逸出的光电⼦的最⼤初动能越⼤，这种⾦属的逸出功越⼩D．发⽣光电效应时，⼊射光的频率⼀定，光强越强，单位时间内逸出的光电⼦数就越少2．(2022·江苏卷·4)上海光源通过电⼦－光⼦散射使光⼦能量增加，光⼦能量增加后( ) A．频率减⼩B．波长减⼩C．动量减⼩D．速度减⼩3．(2024·宁夏银川⼀中期中)物理学中有很多关于“通量”的概念，如磁通量、辐射通量等，其中辐射通量Φ表⽰单位时间内通过某⼀截⾯的辐射能，其单位为J/s，波长为λ的平⾏光垂直照射在⾯积为S的纸板上，已知该束光单位体积内的光⼦数为n，光速为c，普朗克常量为h，则该束光的辐射通量为( )A. B. C. D.4．(2023·⼴东⼴州市检测)如图，放映电影时，强光照在胶⽚上，⼀⽅⾯，将胶⽚上的“影”投到屏幕上；另⼀⽅⾯，通过声道后的光照在光电管上，随即产⽣光电流，喇叭发出与画⾯同步的声⾳。

电影实现声⾳与影像同步，主要应⽤了光电效应的下列哪⼀条规律( )A．光电效应的发⽣时间极短，光停⽌照射，光电效应⽴即停⽌B．⼊射光的频率必须⼤于⾦属的截⽌频率，光电效应才能发⽣C．光电⼦的最⼤初动能与⼊射光的强度⽆关，只随着⼊射光的频率增⼤⽽增⼤D．当⼊射光的频率⼤于截⽌频率时，光电流的⼤⼩随⼊射光的强度增⼤⽽增⼤5．微光夜视仪可以在极低亮度的环境下，利⽤⽕光、⽉光、星光、⼤⽓辉光等微弱光线或者发射红外探测光照射物体，物体反射的光通过像增强器放⼤后转变成⼈眼可清晰观察的图像，从⽽实现在夜间对⽬标进⾏观察。

微光夜视仪的核⼼部件是像增强器，它主要由光电阴极、微通道板、荧光屏幕三个部分组成(如图所⽰)。

光电阴极将微弱的原始光信号通过光电效应转化成光电⼦，再通过微通道板对电⼦进⾏倍增，利⽤⼆次发射的电⼦能将光电⼦数量增加数百上千倍，最后在荧光屏幕(阳极)上将增强后的电⼦信号再次转换为光学信号，让⼈眼可以看到。

6.1 量子论初步同步练习3一．选择题（共10小题）1．人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。

现有一个光源在空间某点以P的功率均匀地向各个方向发射波长为λ的绿光，假设眼睛瞳孔在暗处的直径为d，则人眼能够看到这个光源的最远距离为（）（不计空气对光的吸收，普朗克常数为h，真空中的光速为c）A．B．C．D．2．以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（）A．物体的质量B．物体的带电荷量C．物体的动量D．物体的温度3．以下物理量中，谁属于“量子化”？（）A．温度计测量的温度B．天平测量的质量C．人所感受到的时间D．油滴所带电荷量4．已知温度T1＞T2，能正确反映黑体辐射规律的图像是（）A．B．C．D．5．如图所示，画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则下列说法错误的是（）A．各种波长的辐射强度都有增加B．只有波长短的辐射强度增加C．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．辐射强度仍然是随波长的增大而先增大再减小6．我国初、高中学生及大学生近视眼率超过70%。

现在医学上治疗近视眼时，用激光“焊接”视网膜，所用激光的波长λ×10﹣34J•s，光在真空中的传播速度c＝3×108m/s。

则该激光中每个光子的能量为（）×10﹣19J×10﹣19J×10﹣19J×10﹣18J7．2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。

关于量子，下列说法正确的是（）A．是计算机运算的一种程序B．表示运算速度的一个单位C．表示微观世界的不连续性观念D．类似于质子、中子的微观粒子8．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9．以下宏观概念中，属于“量子化”的是（）A．物体的长度B．物体所受的重力C．物体的动能D．人的个数10．关于热辐射，下列说法中正确的是（）A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动二．多选题（共3小题）（多选）11．下列说法中正确的是（）A．随着黑体温度升高，辐射强度在短波区增强，长波区减弱，峰值向波长短的方向移动B．2个放射性原子核，在经过两个半衰期后，一定全都发生衰变C．核子数越多，比结合能越大，原子越稳定D．若核反应中放出的能量是E，则对应质量亏损为（多选）12．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（）A．随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都有增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动（多选）13．关于黑体辐射的实验规律叙述正确的有（）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短的方向移动C．黑体热辐射的强度与波长无关D．黑体辐射无任何实验三．填空题（共3小题）14．黑体辐射的实验规律（1）一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与有关外，还与材料的种类及表面状况有关。