2023版新教材高中物理第四章原子结构和波粒二象性微点2能量子课时作业新人教版选择性必修第三册

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微点2　能量子 1．(多选)1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是(　　) A．物质发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量ε＝hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 2．以下概念是量子化的是(　　) A．物体的质量B．物体的动能 C．苹果的个数D．教室的高度 3．(多选)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ε B．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 4．[2023·辽宁朝阳高二统考阶段练习]2022年5月5日，我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星，实现了地球上1200公里间的量子态远程传输，这次实验的成功，意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步．下列关于量子化的说法正确的是(　　) A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B．物体的长度是量子化的 C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的 D．能量子与电磁波的频率成反比 5．(多选)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 6．已知某种单色光的波长为λ，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ε的值为(　　) A．heq \f(c,λ)B．eq \f(h,λ) C．eq \f(c,hλ)D．以上均不正确 7．近日，由义乌城建携手中国移动建设的浙江省首个5G停车场——江滨绿廊三公园停车场正式投入运营．在过去的10年，义乌市通信行业经历了从2G、3G、4G到5G的飞速发展.5G信号使用的电磁波频率更高，每秒传送的数据量也实现了数量级的增大．与4G信号相比，下列判断正确的是(　　) A．5G信号的光子能量更大 B．5G信号的衍射更明显 C．5G信号的传播速度更大 D．5G信号的波长更长 8．关于电磁波和能量量子化，下列说法正确的是(　　) A．法拉第最先预言电磁波的存在 B．电磁波的频率越高，能量子的能量越大 C．红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长依次变长 D．从距离地面340km的天宫一号空间站发送信号到地面接收站，至少需要10－3s 9．由中国健康发展研究中心发布《国民视觉健康报告》白皮书显示，我国学生的近视患病率在逐年增加．课业负担重、沉迷电子产品已成为影响青少年视力的两大“杀手”．现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视，所用激光的波长λ＝660nm.已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，光在真空中传播速度c＝3×108m/s，则该激光中每个光子的能量为(　　) A．3.0×10－19JB．1.6×10－19J C．1.0×10－19JD．1.0×10－18J 10．(多选)关于能量子与黑体辐射，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，能量子与电磁波的波长成正比 B．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．黑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 D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 11．一盏电灯的发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长为λ＝6.0×10－7m，普朗克常量为6.63×10－34J·s，真空中光速为3×108m/s，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(　　) A．2.4×1017个B．2.4×1016个 C．2.4×1015个D．2.4×1010个 12．纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长λ＝500nm的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要2×10－3J的能量，求： (1)每次“点焊”视网膜的时间． (2)在这段时间内发出的激光光子的数量．  微点2　能量子 1．答案：ABC 解析：能量子假说认为，物质发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，能量子的能量ε＝hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，A、B、C正确． 2．答案：C 解析：所谓量子化，指物理量的数值只能够取某一个最小值的整数倍，其数值是分立的、不连续的．苹果的个数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的．而物体的质量、物体的动能和教室的高度三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数，因而是连续的，非量子化的．故选C. 3．答案：BC 解析：由普朗克能量子假说可知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，A、D错误，故B正确；能量子ε＝hν，与电磁波的频率ν成正比，C正确． 4．答案：C 解析：普朗克首先提出了“能量子”的概念，A错误；物体的长度是连续的，B错误；对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的，是元电荷的整数倍，C正确；根据E＝hν，能量子与电磁波的频率成正比，D错误． 5．答案：ABD 解析：带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍或一份一份地辐射或吸收的，是不连续的．故选项A、B、D正确，C错误． 6．答案：A 解析：由波速公式c＝λν可得：ν＝eq \f(c,λ)，由光的能量子公式得ε＝hν＝heq \f(c,λ)，故A正确． 7．答案：A 解析：因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据公式ε＝hν可知，5G信号的光子能量比4G光子能量更大，故A正确；发生明显衍射的条件是障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G信号不容易发生明显衍射，故B、D错误；任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是相同的，在介质中要看折射率，故C错误．故选A. 8．答案：B 解析：麦克斯韦最先预言电磁波的存在，故A错误；根据能量计算公式ε＝hν可知，电磁波的频率越高，能量子的能量越大，故B正确；根据电磁波谱可知红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的波长依次变短，故C错误；电磁波的波速为光速，根据公式t＝eq \f(x,v)＝eq \f(3.4×105,3×108)s≈1.13×10－3s，故D错误． 9．答案：A 解析：由ε＝hν＝heq \f(c,λ)，代入数据可得每个光子的能量ε＝3.0×10－19J，故选A. 10．答案：BD 解析：根据ε＝hν可知能量子与电磁波的频率成正比，A错误；由普朗克能量子假说可知，带电微粒只能辐射或吸收整数个能量子，该能量只能是某一最小能量值的整数倍，故B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，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，C错误，D正确．故选BD. 11．答案：A 解析：光是电磁波，辐射能量也是一份一份进行的，100W的灯泡每秒产生光能E＝100J，设灯泡每秒发出的光子数为n，则E＝nhν＝nheq \f(c,λ)，在以电灯为球心的球面上，1m2的面积每秒通过的光子数n′＝eq \f(n,4πr2)＝eq \f(Eλ,4πr2hc)≈2.4×1017个． 12．答案：(1)2×10－4s　(2)5×1015个 解析：(1)已知激光器的功率P＝10W，每次“点焊”需要的能量E＝2×10－3J，根据E＝Pt得，每次“点焊”视网膜的时间是t＝eq \f(E,P)＝eq \f(2×10－3,10)s＝2×10－4s (2)设每个光子的能量为E0，则E0＝hν＝heq \f(c,λ) 在这段时间内发出的激光光子的数量n＝eq \f(E,E0)＝eq \f(Eλ,hc)＝eq \f(2×10－3×500×10－9,6.63×10－34×3×108)个≈5×1015个