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【基础知识篇】2013-2014学年高中物理粤教版必修二同步练测：第5章5.3量子化现象

上传时间: 2014-08-17

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5.3 量子化现象

建议用时

实际用时

满分

实际得分

45分钟

60分

一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共40分）

1.下列说法中错误的是(　　)

A.为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难，德国物理学家普朗克提出了能量的量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开了物理学崭新的一页

B.普朗克还提出了光量子理论，即光在传播过程中，能量是不连续的，它是数值分立的能量组成的

C.物质波理论揭示了物质(包括光和电子)的统一性

D.量子论认为原子处于一系列不连续的能量状态之中

2.以下说法不正确的是(　　)

A．物体都具有波动性

B．抖动绳的一端，绳上的波都是物质波

C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的

D．物质波是一种概率波

3.关于热辐射的说法正确的是(　　)

A．只有热的物体才辐射电磁波

B．物体向外辐射电磁波时只能以某一特定波长

C．冷的物体不能向外辐射电磁波

D．室温时物体热辐射的主要是频率较低的电磁波

4.为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．下列说法中正确的是(　　)

A．电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射

B．电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此不容易发生明显衍射

C．电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此更容易发生明显衍射

D．电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此更容易发生明显衍射

5.光的双缝干涉实验中，在光屏上放上照相底片，并设法减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，设每个光子从狭缝上通过打在底片上就留下一个点，则下述说法错误的是(　　)[来源:Z§xx§k.Com]

A.若曝光时间不太长，则在底片上出现一些无规则的点

B.若曝光时间足够长，则底片上出现干涉条纹

C.这一实验表明光具有粒子性

D.这一实验表明光具有波动性

6.下列关于光具有波粒二象性的叙述中正确的是(　　)

A．光的波动性与机械波、光的粒子性与质点都是等同的

B．大量光子的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性

C．光既有波动性又有粒子性，是相互矛盾的，是不能统一的

D．光的频率越高，波动性越显著

7.某些物质受到光照后能发射荧光，若入射光的波长为，该物质发射荧光的可能波长为，则(　　)

A．一定只有[来源:Zxxk.Com]

B．一定只有

C．一定有

D．一定有

8.根据爱因斯坦光子说，光子能量等于(为普朗克常量，为真空中的光速和波长)(　　)

A. B.

C. D.

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个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63× 10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(　　)

A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W

C．7.0×10－10 W D．1.2×10－18 W

10.关于光的本性，下列说法中正确的是(　　)

①光子说并没有否定光的电磁说　

②光电效应现象反映了光的粒子性　

③光的波粒二象性是综合了牛顿的微粒说和惠更斯的波动说得出来的　

④大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性

A．①② B．③④

C．①③ D．②④

二、计算题（本题共3小题，11、12题每小题5分，13题10分，共20分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）

11.功率为的灯泡所放出的能量有在可见光范围内，它每秒内放出可见光子的数目为多少？(设可见光的平均波长为)

12．能量为2.0×10－12 J的光子的波长是多少纳米？

13.太阳光垂直射到地面上时，地面接受的太阳光的功率为，其中可见光部分约占.

（1)假如认为可见光的波长约为，日、地间距离．普朗克常量，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？

（2）若已知地球的半径r=6.4×106 m，估算地球接收的太阳光的总功率．

[来源:学*科*网Z*X*X*K]

5.3 量子化现象

得分：

选择题

题号

答案[来源:学*科*网Z*X*X*K]

二、计算题

11.

12.

13.

[来源:Z§xx§k.Com]

5.3 量子化现象参考答案

一、选择题

1.B 解析：爱因斯坦提出了光量子理论，即光在传播过程中能量是不连续的，它是数值分立的能量组成的，所以B选项错．

2.B 解析：物质均具有波粒二象性，这一点由电子衍射实验验证，同时物质波受波动规律支配，是一种概率波．

3.B 解析：一切物体都在辐射电磁波，故A错误；根据黑体辐射规律可知，物体只能辐射和吸收一定频率(或波长)的电磁波，故B正确；热辐射与温度有关，温度越高，辐射电磁波的能力越强，故C、D错误．

4.A 解析：为了观察纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的．因为可见光的波长数量级是10－7 m，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，因此不能精确聚焦．如果用很高的电压使电子加速，使它具有很大的速度，其物质波的波长就会很短，衍射的影响就小多了．因此本题应选A.

5.D 解析：在光的双缝干涉实验中，如果短时间曝光，发现光子在底片上呈现不规则分布的点，长时间曝光才形成明暗相间的条纹．这说明了光的波动性不同于机械波，也不同于经典意义下的电磁波，而是一种概率波，即表现为光子在空间各点出现的可能性的大小．所谓概率大，即出现光子的数目多，也就是干涉、衍射时呈现出明亮的条纹；所谓概率小，即光子出现的数目少，也就是干涉、衍射时呈现出比较暗的条纹．

6.B 解析：光的波动性与机械波、光的粒子性与质点有本质的区别，A选项错．大量光子显示波动性，个别光子显示粒子性，B选项对．光是把粒子性和波动性有机结合在一起的矛盾统一体，C选项错．光的频率越高，粒子性越显著，D选项错．

7.D 解析：由能量的关系可知发射光能量小于或等于入射光能量，以及光子的能量与频率或波长的关系，可知选项D正确．

8.A 解析：由爱因斯坦光子说知，光子的能量，而，故，A项正确．

9.A 解析：因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率，式中，又，可解得.

10.A 解析：光既有粒子性，又有波动性，但这两种特性并不是牛顿所支持的微粒说和惠更斯提出的波动说的简单综合，它体现出的规律不再是宏观粒子和机械波所表现出的规律，而是自身体现的一种波粒二象性，且大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性．故选A.

二、计算题

11.2.5×1018个

解析：依据量子理论，由于已知可见光的平均波长，我们可以首先求取每一个可见光光子的能量，而后计算出灯泡每秒释放的可见光总能量，两者之比即为每秒内放出可见光子的数目．

设灯泡在内所放出的能量为，则

内所放出能量在可见光范围内的光子总能量为

因，所以每秒放出的可见光子数为

．

12.

解析：由光子的能量公式得光子的频率为：，频率和波长的关系为，将代入，得.

13.(1)4.9×1044个　(2)1.8×1017 W

解析：(1)设地面上垂直阳光的1 m2面积上每秒钟接收的可见光光子数为.则有

解得．

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．大球面接受的光子数即等于太阳辐射的全部光子数．则所求可见光光子数：

．

(2)地球背着太阳的半个球面没有接收到太阳光，地球向阳的半个球面也不都与太阳光垂直．接收太阳光辐射且与太阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积，则地球接收太阳光的总功率：.

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