2020-2021高二物理3-5課后作業(yè)：第十七章 第1節(jié) 能量量子化含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高二物理人教版選修3-5課后作業(yè)：第十七章第1節(jié)能量量子化含解析A組:合格性水平訓(xùn)練1．(熱輻射)很多地方用紅外線熱像儀監(jiān)測人的體溫，只要被測者從儀器前走，便可知道他的體溫是多少，關(guān)于其原理，下列說法正確的是（）A．人的體溫會影響周圍空氣溫度，儀器通過測量空氣溫度便可知道人的體溫B．儀器發(fā)出的紅外線遇人反射,反射情況與被測者的溫度有關(guān)C．被測者會輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān)，溫度高時輻射強(qiáng)且較短波長的成分強(qiáng)D．被測者會輻射紅外線，輻射強(qiáng)度以及按波長的分布情況與溫度有關(guān),溫度高時輻射強(qiáng)且較長波長的成分強(qiáng)答案C解析根據(jù)輻射規(guī)律可知，隨著溫度的升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都增加，隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動，人的體溫的高低，直接決定了輻射的紅外線的強(qiáng)度隨波長的分布，通過監(jiān)測被測者輻射的紅外線的情況,就可知道這個人的體溫，故C正確,A、B、D錯誤.2．(對黑體輻射的理解）對黑體輻射電磁波的波長分布有影響的是()A．溫度 B．材料C．表面狀況 D．質(zhì)量答案A解析黑體輻射隨波長的分布只與溫度有關(guān)，A正確.3．（黑體輻射的規(guī)律）下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是(）答案A解析隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度增加，輻射強(qiáng)度的極大值向著波長較短的方向移動，A正確，B、C、D錯誤。4．（綜合）(多選)2006年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩名美國科學(xué)家,以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化。他們的出色工作被譽為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時代的起點，下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中，正確的是（)A．微波是指波長在10－3m到10m之間的電磁波B．微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C．黑體的熱輻射實際上是電磁輻射D．普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說答案ACD解析微波是指頻率在30MHz到300GHz的電磁波，即波長在10－3m到10m的電磁波，故A項正確。物體中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射，所以黑體的熱輻射實際上是電磁輻射,而電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播,故B項錯誤，C項正確.普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說后，成功擬合了黑體輻射曲線,故D項正確。5．（能量子)(多選）關(guān)于對普朗克能量子假說的認(rèn)識，下列說法正確的是(）A．振動著的帶電微粒的能量只能是某一能量值εB．帶電微粒輻射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整數(shù)倍C．能量子與電磁波的頻率成正比D．這一假說與現(xiàn)實世界相矛盾，因而是錯誤的答案BC解析根據(jù)普朗克能量子假說知,A錯誤，B、C正確；普朗克能量子假說反映的是微觀世界的特征，不同于宏觀世界，D錯誤。6．（綜合）真空中，波長為6.0×10－7m的單色光，問：（1）這一單色光的頻率是多大?(2)此單色光的1個能量子的能量是多少焦？(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)答案(1）5.0×1014Hz（2)3。315×10－19J解析(1)真空中光的傳播速度為3×108m/s,根據(jù)公式ν＝eq\f（c,λ)＝eq\f（3×108，6×10－7）Hz＝5。0×1014Hz。（2)1個能量子的能量ε＝hν＝6。63×10－34×5.0×1014J＝3.315×10－19J.B組:等級性水平訓(xùn)練7．（對熱輻射的理解)關(guān)于熱輻射,下列說法中正確的是(）A．一般物體的熱輻射強(qiáng)度只與物體的溫度有關(guān)B．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的C．一定溫度下，黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布有一個極大值D．溫度升高時,黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長增大的方向移動答案C解析一般物體熱輻射，除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)，A錯誤；黑體不反射電磁波，但自身可能輻射電磁波，看起來不一定是黑的，B錯誤；黑體輻射強(qiáng)度隨波長的分布僅與溫度有關(guān),隨溫度升高輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動,C正確；D錯誤。8．（能量子）紅光和紫光相比（）A．紅光能量子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時紅光的速度較大B．紅光能量子的能量較?。辉谕环N介質(zhì)中傳播時紅光的速度較大C．紅光能量子的能量較大；在同一種介質(zhì)中傳播時紅光的速度較小D．紅光能量子的能量較?。辉谕环N介質(zhì)中傳播時紅光的速度較小答案B解析紅光的波長比紫光長，則紅光的頻率比紫光低，所以紅光能量子的能量較??；在同一種介質(zhì)中紫光的折射率比紅光大，則傳播時紅光的速度較大，故B正確，A、C、D錯誤。9．（綜合）人眼對綠光最為敏感,正常人的眼睛接收到波長為530nm的綠光時，只要每秒有6個綠光的能量子射入瞳孔，眼睛就能察覺,普朗克常量為6。63×10－34J·s，光速為3.0×108m/s,則人眼能察覺到綠光時所接收到的最小功率是（)A．2。3×10－18WB．3。8×10－19WC．7。0×10－18WD．1。2×10－18W答案A解析每秒有6個綠光的能量子射入瞳孔,所以察覺到綠光所接收到的最小功率為P＝eq\f（6\f（hc,λ)，t）＝eq\f（6×\f(6。63×10－34×3×108,530×10－9）,1)W≈2。3×10－18W。10．(綜合）紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道的閃光,每道閃光稱為一個光脈沖?，F(xiàn)有一紅寶石激光器,發(fā)射功率為P＝1.0×106W，所發(fā)射的光脈沖持續(xù)時間Δt＝1.0×10－11s，波長為693.4nm,求：（普朗克常量h＝6。63×10－34J·s,光速c＝3。0×108m/s，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)（1）每個光脈沖的長度；（2）每個光脈沖含有的能量子數(shù)。答案(1）3。0×10－3m（2)3。5×1013個解析(1）光脈沖的長度即光的一個脈沖時間內(nèi)傳播的距離,可知每個光脈沖的長度為:s＝cΔt＝3.0×108×1.0×10－11m＝3。0×10－3m。（2）每個光脈沖的能量為W＝PΔt＝1.0×106×1。0×10－11J＝1。0×10－5J。每個能量子的能量為ε＝heq\f(c,λ）＝6。63×10－34×eq\f(3.0×108,693.4×10－9）J≈2.868×10－19J。故每個光脈沖含有的能量子數(shù)n＝eq\f(W，ε)≈3.5×1013個。11．（綜合）某廣播電臺發(fā)射功率為10kW，在空氣中所發(fā)射的電磁波的波長為187.5m。（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1）該電臺每秒鐘從天線發(fā)射多少個能量子？(2）若發(fā)射的能量子四面八方視為均勻的,求在離天線2.5km處，直徑為2m的環(huán)狀天線每秒接收的能量子的個數(shù)以及接收功率.答案(1）9.4×1030個(2)3.8×1023個4。0×10－4W解析（1)每個能量子的能量ε＝hν＝eq\f（hc，λ）＝eq\f（6.63×10－34×3×108,187。5)J＝1。0608×10－27J，則每秒鐘電臺發(fā)射上述波長的電磁波的能量子數(shù)：N＝eq\f(Pt，ε)≈9.4×1030個。（2)設(shè)環(huán)狀天線每秒接收能量子數(shù)為n，以電臺發(fā)射天線為球心，則半徑為R的球表面積S＝4πR2，而環(huán)狀天線的面積S′＝πr2，所以n＝eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f(πr2,4πR2