1、11 能量量子化基础巩固1.提出能量的量子化假说的科学家是( )A.牛顿 B.伽利略C.爱因斯坦 D.普朗克解析 提出能量的量子化假说的科学家是普朗克,故 D 正确。答案 D2.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是( )A.温度 B.材料C.表面状况 D.以上都正确解析 根据黑体辐射电磁波的波长分布的决定因素,得其只与温度有关,A 对。答案 A3.能正确解释黑体辐射实验规律的是( )A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的微粒说解析 根据黑体辐射的实验规律,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强度的极大
2、值向波长较短的方向移动,只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到满意的解释,B 对。答案 B4.(多选)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增大B.随温度降低,各种波长的辐射强度都增大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长的方向移动解析 由题图可知,随温度升高,各种波长的辐射强度都增大,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,当温度降低时,上述变化都将反过来。答案 ACD5.普朗克常量是自然界的一种基本常数,它的数值是( )2A.6.0210-23 mol B.6.62510-3 mols C.6
3、.62610-34 Js D.1.3810-16 mols解析 普朗克常量是一个定值,由实验测得它的精确数值为 6.62610-34 Js,在记忆时关键要注意它的单位和数量级。答案 C6.已知某种单色光的波长为 ,在真空中光速为 c,普朗克常量为 h,则电磁波辐射的能量子 的值为( )A.h B.c hC. D.以上均不正确ch答案 A7.经测量,人体表面辐射本领的最大值落在波长为 94 m 处,根据电磁辐射的理论得出,物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为 T m=2.9010-2 mK,由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少。解析 人体辐射的能量子的值为 E=h =6.6
4、310-34 J=2.1210-21 J,c 31089410-6人体表面温度为 T= K=309 K36 。2.9010-29410-6答案 36 2.1210-21 J能力提升1.影响黑体辐射强度的因素是( )A.只有温度B.只有波长C.与波长和温度都有关D.与波长和温度都无关解析 黑体辐射与波长和温度都有关系,故 C 正确。答案 C2.“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压 U,则它会辐射频率为 的电磁波,且 与 U 成正比,即 =kU 。已知比例系数 k 仅与元电荷 e 的 2 倍和普朗克常量 h 有关。你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选
5、项中,推理判断比例系数 k 的值可能为( )A. B.h2e 2ehC.2he D.12he3解析 可用物理量之间的单位量纲关系分析此题: =kU ,则 k= ,其单位为 1 Hz/V=1 ,而 h 的单位 U 1sV为 Js,e 的单位为 C,故 的单位应为 1 =1 =1 ,B 选项正确。eh CJs CCVs 1sV答案 B3.(多选)2006 年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法正确的是( )A.一切物体都在辐射电
6、磁波B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关C.黑体的热辐射实质上是电磁辐射D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说解析 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;普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说,他认为能量是一份一份的,每一份是一个能量子,黑体辐射本质上是电磁辐射,故 C、D 正确。答案 ACD4.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.PhcPhc hP
7、c cPh解析 每个光量子的能量 =h= ,每秒发射的总能量为 P,则 n= 。hc P =Phc答案 A5.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?( h=6.6310-34 Js)解析 根据公式 =h 和 = 得c= Hz5 .131014 Hz, h=3.410-196.6310-34= m=5.8510-7 m。c =hc =6.6310-3431083.410-19答案 5.131014 Hz 5.8510-7 m6.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 个光量子射入瞳孔,眼睛就能察觉。普朗克常数为 6.
8、6310-34 Js,光速为 3108 m/s。人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为多少?4解析 先根据 0=h=h 算出每个光量子的能量,每秒需要接收到 6 个这样的光量子,故接收到这 6c个光量子的功率就是人眼能觉察到绿光的最小功率。又因每秒有 6 个绿光的光量子射入瞳孔,所以,觉察到绿光所需要接收到的最小功率 P= ,式中 E=6 0,又 0=h=h ,代入数据得 P=2.310-18 W。Et c答案 2.310-18 W7.小灯泡的功率 P=1 W,设其发出的光向四周均匀辐射,平均波长 = 10-6 m,求在距离 d=1.0104 m 处,每秒落在垂直于光线方向、面积为 1 cm2的球面上的光子数是多少?( h=6.6310-34 Js)解析 每秒小灯泡发出的能量为 E=Pt=1 J1 个光子的能量:=h= J=1.98910-19 Jhc =6.6310-34310810-6小灯泡每秒辐射的光子数:n= =51018E = 11.98910-19距离小灯泡 d 的球面面积为S=4 d2=4 (1.0104)2 m2=1.256109 m2=1.2561013 cm2每秒射到 1 cm2的球面上的光子数为N= =3.98105。nS= 510181.2561013答案 3.981055
