《2019-2020學年新教材高中物理 課時分層作業(yè)20 能量量子化(含解析)新人教版必修第三冊》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2019-2020學年新教材高中物理 課時分層作業(yè)20 能量量子化(含解析)新人教版必修第三冊(3頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
課時分層作業(yè)(二十) 能量量子化
(時間:25分鐘 分值:50分)
一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)
1.(多選)以下關于輻射強度與波長的關系的說法正確的是( )
A.物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波
B.當鐵塊呈現(xiàn)黑色時,說明它的溫度不太高
C.當鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色,說明此時輻射的電磁波中該顏色的光強度最強
D.早、晚時分太陽呈現(xiàn)紅色,而中午時分呈現(xiàn)白色,說明中午時分太陽溫度最高
BC [由輻射強度隨波長變化關系圖知:隨著溫度的升高各種波長的波的輻射強度都增加,而熱輻射不是僅輻射一種波長的電磁波。故B、C項正確。]
2.(多選)對
2、于黑體輻射的實驗規(guī)律正確的有( )
A.隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有增加
B.隨著溫度的升高,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動
C.黑體輻射的強度與波長無關
D.黑體輻射無任何實驗規(guī)律
AB [黑體輻射的規(guī)律為隨著溫度的升高各種波長的輻射強度都有增加,同時輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。]
3.熱輻射是指所有物體都要向外輻射電磁波的現(xiàn)象。輻射強度指垂直于電磁波方向的單位面積在單位時間內(nèi)所接收到的輻射能量。在研究同一物體在不同溫度下向外輻射的電磁波的波長與其輻射強度的關系時,得到如圖所示的圖線,圖中橫軸λ表示電磁波的波長,縱軸Mλ表示某種波長的電磁波的輻射強度,
3、則由Mλ-λ圖線可知,同一物體在不同溫度下 ( )
A.向外輻射同一波長的電磁波的輻射強度相同
B.向外輻射的電磁波的波長范圍是相同的
C.向外輻射的電磁波的總能量隨溫度升高而減小
D.輻射強度的極大值隨溫度升高而向短波方向移動
D [由Mλ-λ圖線可知,對于同一物體,隨著溫度的升高,一方面,各種波長電磁波的輻射強度都有所增加,向外輻射的電磁波的總能量增大;另一方面,輻射強度的極大值向短波方向移動,波長范圍增大。選項D正確,A、B、C錯誤。]
4.在自然界生態(tài)系統(tǒng)中,蛇與老鼠和其他生物通過營養(yǎng)關系構(gòu)成食物鏈,在維持生態(tài)平衡方面發(fā)揮著重要作用。蛇是老鼠的天敵,它是通過接收熱輻
4、射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設老鼠的體溫約37 ℃,它發(fā)出的最強的熱輻射的波長為λmin。根據(jù)熱輻射理論,λmin與輻射源的絕對溫度T的關系近似為Tλmin=2.90×10-3 m·K。則老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長為( )
A.7.8×10-5 m B.9.4×10-6 m
C.1.16×10-4 m D.9.7×10-8 m
B [由Tλmin=2.90×10-3 m·K可得,老鼠發(fā)出最強的熱輻射的波長為λmin= m= m=9.4×10-6 m,B正確。]
5.某激光器能發(fā)射波長為λ的激光,發(fā)射功率為P,c表示光速,h為普朗克常量,則激光器每秒發(fā)射的光量子數(shù)為( )
A. B.
5、C. D.λPhc
A [每個光量子的能量ε=hν=,每秒鐘發(fā)射的總能量為P,則n==。]
6.兩束能量相同的色光,都垂直地照射到物體表面,第一束光在某段時間內(nèi)打在物體上的光子數(shù)與第二束光在相同時間內(nèi)打在物體表面上的光子數(shù)之比為4∶5,則這兩束光的光子能量和波長之比為( )
A.4∶5 4∶5 B.5∶4 4∶5
C.5∶4 5∶4 D.4∶5 5∶4
B [由E=nε知,能量相同時n與ε成反比,所以光子能量比為5∶4。又根據(jù)ε=hν=h,所以波長之比為4∶5。]
二、非選擇題(本題共2小題,共14分)
7.(6分)光是一種電磁波,可見光的波長的大致范圍是400~700 nm。
6、400 nm、700 nm電磁輻射的能量子的值各是多少?(h=6.63×10-34 J·s)
[解析] 根據(jù)公式ν=和ε=hν可知:
400 nm對應的能量子ε1=h=6.63×10-34× J≈4.97×10-19 J
700 nm對應的能量子ε2=h=6.63×10-34× J≈2.84×10-19 J。
[答案] 4.97×10-19 J 2.84×10-19 J
8.(8分)小燈泡的功率P=1 W,設其發(fā)出的光向四周均勻輻射,平均波長λ=10-6 m,求在距離d=1.0×104 m處,每秒鐘落在垂直于光線方向、面積為1 cm2的球面上的光子數(shù)是多少?(h=6.63×10-34 J·s)
[解析] 每秒鐘小燈泡發(fā)出的能量為E=Pt=1 J
1個光子的能量:
ε=hν== J=1.989×10-19 J
小燈泡每秒鐘輻射的光子數(shù):
n==≈5×1018(個)
距離小燈泡d的球面面積為:
S=4πd2=4π×(1.0×104)2 m2=1.256×109 m2=1.256×1013 cm2
每秒鐘射到1 cm2的球面上的光子數(shù)為:
N==≈3.98×105(個)。
[答案] 3.98×105(個)
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