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課時(shí)跟蹤檢測(cè)(二十六)能量量子化eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1.對(duì)黑體輻射電磁波的波長(zhǎng)分布的影響因素是()A.溫度 B.材料C.表面狀況 D.以上都正確解析:選A影響黑體輻射電磁波的波長(zhǎng)分布的因素是溫度,故選項(xiàng)A正確。2.普朗克常量是自然界的一個(gè)基本常數(shù),它的數(shù)值是()A.6.02×10-23molB.6.625×10-3mol·sC.6.626×10-34J·sD.1.38×10-16mol·s解析:選C普朗克常量是一個(gè)定值,由試驗(yàn)測(cè)得它的精確數(shù)值為6.626×10-34J·s,在記憶時(shí)關(guān)鍵要留意它的單位。3.硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。若有N個(gè)頻率為ν的光子打在光電池極板上,這些光子的總能量為(h為普朗克常量)()A.hν B.eq\f(1,2)NhνC.Nhν D.2Nhν解析:選C光子能量與頻率有關(guān),一個(gè)光子能量為ε=hν,N個(gè)光子能量為Nhν,故C正確。4.關(guān)于對(duì)熱輻射的相識(shí),下列說法中正確的是()A.熱的物體向外輻射電磁波,冷的物體只汲取電磁波B.溫度越高,物體輻射的電磁波越強(qiáng)C.輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布狀況只與物體的溫度有關(guān),與材料種類及表面狀況無關(guān)D.常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色解析:選B一切物體都不停地向外輻射電磁波,且溫度越高,輻射的電磁波越強(qiáng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;選項(xiàng)C描述的是黑體輻射的特性,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;常溫下看到的物體的顏色是反射光的顏色,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.一個(gè)氫原子從低能級(jí)躍遷到高能級(jí),該氫原子()A.汲取光子,汲取光子的能量等于兩能級(jí)之差B.汲取光子,能量削減C.放出光子,能量增加D.放出光子,能量削減解析:選A氫原子能級(jí)越高對(duì)應(yīng)的能量越大,當(dāng)氫原子從較低能級(jí)向較高能級(jí)躍遷時(shí)汲取光子,能量增加,汲取光子的能量等于兩能級(jí)之差,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。6.影響黑體輻射強(qiáng)度的因素是()A.只有溫度 B.只有波長(zhǎng)C.與波長(zhǎng)和溫度都有關(guān) D.與波長(zhǎng)和溫度都無關(guān)解析:選C黑體輻射與波長(zhǎng)和溫度都有關(guān)系,故C正確。7.能正確說明黑體輻射試驗(yàn)規(guī)律的是()A.能量是連續(xù)的經(jīng)典理論B.普朗克提出的能量量子化理論C.以上兩種理論體系任何一種都能說明D.牛頓提出的能量微粒說解析:選B依據(jù)黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律,隨著溫度的上升,一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都在增加;另一方面,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到較滿足的說明,故B正確。8.光是一種電磁波,可見光的波長(zhǎng)的大致范圍是400~700nm。400nm、700nm電磁輻射的能量子的值各是多少?(h=6.63×10-34J·s)解析:依據(jù)公式ν=eq\f(c,λ)和ε=hν可知:400nm對(duì)應(yīng)的能量子ε1=heq\f(c,λ1)=6.63×10-34×eq\f(3.0×108,400×10-9)J≈4.97×10-19J。700nm對(duì)應(yīng)的能量子ε2=heq\f(c,λ2)=6.63×10-34×eq\f(3.0×108,700×10-9)J≈2.84×10-19J。答案:4.97×10-19J2.84×10-19JB組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9.(多選)對(duì)宇宙微波背景輻射的黑體譜形態(tài)的探討被譽(yù)為是宇宙學(xué)探討進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)。下列與宇宙微波背景輻射的黑體譜相關(guān)的說法中正確的是()A.微波是指波長(zhǎng)在10-3m到10mB.微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C.黑體的熱輻射事實(shí)上是電磁輻射D.普朗克在探討黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說解析:選ACD由電磁波譜知微波是波長(zhǎng)10-3m到10m10.兩束能量相同的色光,都垂直地照耀到物體表面,第一束光在某段時(shí)間內(nèi)打在物體上的光子數(shù)與其次束光在相同時(shí)間內(nèi)打在物體表面上的光子數(shù)之比為4∶5,則這兩束光的光子能量和波長(zhǎng)之比為()A.4∶54∶5 B.5∶44∶5C.5∶45∶4 D.4∶55∶4解析:選B由E=nε知,能量相同時(shí)n與ε成反比,所以光子能量比為5∶4;又依據(jù)ε=hν=heq\f(c,λ),所以波長(zhǎng)之比為4∶5,B正確。11.“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成。若在結(jié)兩端加恒定電壓U,則它會(huì)輻射頻率為ν的電磁波,且ν與U成正比,即ν=kU。已知比例系數(shù)k僅與元電荷e的2倍和普朗克常量h有關(guān)。你可能不了解此現(xiàn)象的機(jī)理,但仍可運(yùn)用物理學(xué)中常用的方法,在下列選項(xiàng)中,推理推斷比例系數(shù)k的值可能為()A.eq\f(h,2e) B.eq\f(2e,h)C.2he D.eq\f(1,2he)解析:選B依據(jù)物理單位學(xué)問,表達(dá)式及變形式兩側(cè)單位是一樣的,由本題中涉及的物理量:ν、U、e、h及與其有聯(lián)系的能量表達(dá)式E=hν,E=Ue,由上式得h的單位與eq\f(Ue,ν)的單位相同,即h單位可用V·C·s表示,題中ν=kU,即k=eq\f(ν,U),單位可用eq\f(1,V·s)表示,選項(xiàng)B中eq\f(2e,h)單位等效于eq\f(C,V·C·s)=eq\f(1,V·s),故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。12.在半徑r=10m的球殼中心有一盞功率為P=40W的鈉光燈(可視為點(diǎn)光源),發(fā)出的鈉黃光的波長(zhǎng)為λ=0.59μm,已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,真空中光速c=3×108m/s。試求每秒鐘穿過S=1cm解析:鈉黃光的頻率ν=eq\f(c,λ)=eq\f(3×108,0.59×10-6)Hz≈5.1×1014Hz則一個(gè)光子的能量E0=hν=6.63×10-34×5.1×1014J≈3.4×10-19J又鈉光燈在t=1s內(nèi)發(fā)出光能E=Pt=40×1J=40J那么在t=1s內(nèi)穿過S=1cm2球殼面積的光能量E1=eq\f(SE,4π
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