2014届高三物理（教科版）第一轮复习自主学习训练 6-2

2014届高三物理（教科版）第一轮复习自主学习训练 6-2

第 2 节 量子世界 (时间：60 分钟) 知识点 基础 中档 稍难 黑体辐射及光子能量 1、2、3、4 物质的波粒二象性 5、6 综合提升 7、8 9、10 知识点一　黑体辐射及光子的能量 1．下列关于黑体辐射的说法正确的是 (　　)． A．黑体辐射的强度仅与温度有关，温度越高辐射越强 B．黑体辐射的强度与温度及辐射波长均有关 C．只有黑色物体才能发生黑体辐射 D．黑体辐射是一种理想辐射，在实际生活中很难找到，所以我们研究黑体 辐射没有意义 答案　B 2．光子的能量是由下列哪个物理量决定的 (　　)． A．光的波长 B．光的频率 C．光的传播速度 D．介质的性质 解析　光子的能量 ε＝hν，h 是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正 比，所以 B 正确，A、C、D 错误． 答案　B 3．对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有 (　　)． A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的 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　根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能 是某一最小能量单位的整倍数，故 A、B、D 均正确而 C 错误． 答案　ABD 4．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．7.0×10－48 W D．1.2×10－48 W 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 率是 P＝E t， 式中 E＝6ε，又 ε＝hν＝h c λ， 可解得 P＝6×6.63 × 10－34 × 3 × 108 530 × 10－9 W ＝2.3×10－18 W. 答案　A 知识点二　物质的波粒二象性 5．下列叙述的情况正确的有 (　　)． A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体 B．光是波，与橡皮绳上的波相似 C．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的 D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)，可以用波动的规律来描述 解析　光具有波动性，但不是经典理论中的波，光具有粒子性，也不是传统 概念中的粒子．光与物质作用时，即发生能量交换时，不是连续进行的，而 是“一份一份”进行的，表现出粒子性；光在空间的分布规律符合波动规律， 表现出波动性．因此，A、B 错误，C、D 正确． 答案　CD 6．下列关于光子的说法中，正确的是 (　　)． A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子 B．光子的能量由光强度决定，光越强，每份光子的能量一定越大 C．光子的能量由光的频率决定，其能量与它的频率成正比 D．光子可以被电场加速 解析　光是不连续的分成许多单元的，具有一定能量的物质，这些单元叫做 光子．根据 ε＝hν 知，光子的能量与它的频率成正比．A、C 正确． 答案　AC 7．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 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． 答案　B 8．某单色光在真空中的波长为 λ，以 h 表示普朗克常数，c 表示光在真空中的速度， 求每个单色光光子的能量 E 和质量 m. 解析　光子能量 E＝h c λ，由质能方程 E＝mc2 得 m＝ E c2＝ h cλ. 答案　h c λ， h cλ 9．功率为 100 W 的灯泡所放出的能量有 1%在可见光范围内，它每秒内放出可见 光光子的数目为多少？(设可见光的平均波长为 0.5 μm) 解析　设灯泡在 1 s 内所放出的能量为 E，则 E＝Pt＝100×1 J＝100 J 1 s 内所放出的能量在可见光范围内的光子总能量为 E′＝100×1% J＝1 J， 因 E′＝nhν＝n·h· c λ，所以每秒放出的可见光光子数为 n＝E′λ hc ＝ 1 × 0.5 × 10－6 6.63 × 10－34 × 3 × 108 ＝2.5×1018(个)． 答案　2.5×1018 个 10．某电视机显像管中电子的运动速率为 4.0×107 m/s，质量为 10 g 的一颗子弹的 运动速率为 200 m/s，分别计算它们的德布罗意波长．(已知德布罗意波长公式 为 λ＝ h mv，me＝9.1×10－31 kg) 解析　对电子 λe＝ h meve＝ 6.63 × 10－34 9.1 × 10－31 × 4.0 × 107 m＝1.8×10－11m 对子弹 λ 子＝ h m子·v子＝ 6.63 × 10－34 10 × 10－3 × 200 m＝3.3×10－34 m. 答案　1.8×10－11 m　3.3×10－34 m