17.1 能量量子化课后课时精练
1．下列说法中正确的是( ) A．黑体就是黑色的物体
B．同一温度下，黑体辐射的各种波长的电磁波强度都相同
C．“黑体”概念的提出显示了物理学的“理想模型”的研究方法
D．普朗克在研究黑体辐射规律的过程中，提出了“能量子”的概念，从而开辟了物理学的新纪元
E．能量子指所有电磁波的能量最小值是相同的
F．不同波段的波频率也不相同，因而它们的能量最小值也是不同的
解析：黑体不一定是黑色的，A错，在同一温度下，黑体辐射强度的极大值与波长有关，B错，由普朗克能量子假说可知E错。 答案：CDF
2．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是( ) A．温度 B．材料 C．表面状况 D．质量 解析：黑体辐射随波长的分布只与温度有关，A对。 答案：A
3．以下宏观概念，哪些是“量子化”的( ) A．木棒的长度 B．物体的质量 C．物体的动量 D．学生的人数 解析：由普朗克能量子假说可知D对。 答案：D
4．关于热辐射的说法正确的是( ) A．只有热的物体在辐射电磁波
B．物体向外辐射电磁波时只能以某一特定波长 C．冷的物体向外辐射的电磁波少
D．室温时物体热辐射的主要是频率较低的电磁波
解析：所有物体均向外辐射电磁波，A错，任何物体都在不断向外辐射各种波长的电磁波，BC错。 答案：D
5．红、黄、绿、紫四种单色光中，能量最小的是( ) A．紫光光子 B．红光光子 C．绿光光子 D．黄光光子
解析：光子能量ε＝hν，由光的频率ν红＜ν黄＜ν绿＜ν紫知：红光光子能量最小，选项B正确。 答案：B
6．对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是( ) A. 以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 B. 辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C. 吸收的能量可以是连续的
D. 辐射和吸收的能量是量子化的
解析：根据普朗克能量子假说，带电粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，能量的辐射、吸收要一份份地进行，故A、B、D正确。 答案：ABD
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7．真空中，波长为6.0×10 m的单色光，问： (1)这一单色光的频率是多大？
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(2)此单色光的1个光子的能量是多少焦？合多少电子伏特？(普朗克常量h＝6.63×10 J·s)
814
解析：(1)真空中光的传播速度为3×10 m/s，根据公式ν＝c/λ＝5.0×10 Hz。
－3414－19
(2)1个光子的能量ε＝hν＝6.63×10×5.0×10 J＝3.315×10 J＝2.07 eV。
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答案：(1)5.0×10 Hz (2)3.315×10 J，合2.07 eV
8．关于光子的能量，下列说法中正确的是( ) A．光子的能量跟它的频率成反比 B．光子的能量跟它的频率成正比 C．光子的能量跟它的速度成正比 D．光子的能量跟它的速度成反比
解析：光子的能量ε＝hν，由此可知，光子的能量与光的频率成正比，B正确。 答案：B
9．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
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光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为6.63×10 J·s，光速为3.0×10 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )
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A．2.3×10 W B．3.8×10 W
－18－18
C．7.0×10 W D．1.2×10 W
hcλ解析：每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到最小功率为P＝＝
t6
6.63×10×3×106×－9530×10－18
W＝2.3×10 W。
1
答案：A
10．有一种手持式非接触温度计，在不用和被测体温者相接触的情况下，就能测量体温的高低，请解释其中的道理。
解析：根据热辐射可知，人的体温高低直接决定了这个人辐射红外线的频率与强度，通过被监测者辐射的红外线的情况就知道这个人的体温。 答案：见解析
2
11．太阳光垂直射到地面上时，地面上1 m接收的太阳光的功率是1.4 kW，其中可见光部分约占45%。
11
(1)假设认为可见光的波长约为0.55 μm，日地间距离R＝1.5×10 m。普朗克恒量h＝
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6.6×10 J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光的光子数。
6
(2)若已知地球的半径为6.4×10 m，估算地球接收的太阳光的总功率。
解析：设想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球面包围着太阳。大球面接收的光
－34
8
子数等于太阳辐射的全部光子数；地球背着阳光的半个球面没有接收太阳光，地球面向阳光的半个球面面积也不都与太阳光垂直。接收太阳光辐射且与阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆面面积。
(1)设地面上垂直阳光每平方米面积上每秒接收的可见光光子数为n，则有
cP×45%＝nh λ解得：
0.45λP0.45×0.55×10×1.4×10n＝＝ －348
hc6.6×10×3×10
＝1.75×10(个) 则所求可见光光子数
N＝n·4πR2＝1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2＝4.9×1044。 (2)地球接收阳光的总功率
P地＝Pπr2＝1.4×3.14×(6.4×106)2 kW＝1.8×1014 kW。
4414
答案：(1)4.9×10个 (2)1.8×10 kW
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－6
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2016-2017学年高中物理17.1能量量子化课后课时精练新人教版选修3-5
