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第20講:能量量子化
【考點(diǎn)梳理】
>考點(diǎn)一:熱輻射、黑體和黑體輻射
>考點(diǎn)二:黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律
>考點(diǎn)三:能量子的理解
>考點(diǎn)四:能量子的的計(jì)算公式應(yīng)用
【知識(shí)梳理】
知識(shí)點(diǎn)一、熱輻射能量子
1.普朗克的能量子概念
⑴能量子:普朗克認(rèn)為微觀世界中帶電粒子的能量是不連續(xù)的,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍,當(dāng)帶電粒
子輻射或吸收能量時(shí),也只能以這個(gè)最小能量值為單位一份一份地吸收或輻射,這樣的一份最小能量值£叫作
能量子,e=〃v,其中力叫作普朗克常量,實(shí)驗(yàn)測(cè)得/2=6.63X1O-34J.S,v為電磁波的頻率.
(2)能量的量子化:在微觀世界中能量不能連續(xù)變化,只能取分立值,這種現(xiàn)象叫作能量的量子化.量子化的
基本特征就是在某一范圍內(nèi)取值是不連續(xù)的,即相鄰兩個(gè)值之間有一定距離.
2.愛因斯坦的光子說
光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的,而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的,這些能量子被
稱為光量子,簡(jiǎn)稱光子.頻率為v的光子的能量為£=〃乂
知識(shí)點(diǎn)二、熱輻射
1.概念:一切物體都在輻射電磁波,且輻射與物體的溫度有關(guān),所以叫熱輻射.
2.特點(diǎn):溫度升高時(shí),熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來越強(qiáng).
3.黑體:能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁遺而不發(fā)生反射.
知識(shí)點(diǎn)三、能量子
1.概念:振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某個(gè)最小能量值的整數(shù)僮,這個(gè)最小的能量值。叫能量子.
2.大小:s=hv,其中1=6.63X10-34j.s.
3.愛因斯坦光子說:光是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成,能量大小為近,光的能量子稱作光子.
知識(shí)點(diǎn)四、能級(jí)
原子的能量是量子化的,量子化的能量值叫能級(jí).
原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子,光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差.
【題型歸納】
題型一:熱輻射、黑體和黑體輻射
1.(2024高二?山西?學(xué)業(yè)考試)關(guān)于黑體輻射,下列說法正確的是()
A.溫度太低的物體不會(huì)輻射電磁波
B.黑體不會(huì)輻射電磁波
C.愛因斯坦通過提出的能量子假說,很好地解釋了黑體輻射規(guī)律
D.黑體輻射的能量是不連續(xù)的,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍
【答案】D
【詳解】AB.理想黑體可以吸收所有照射到它表面的電磁輻射,并將這些輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射;一切物體都會(huì)輻射
電磁波,故AB錯(cuò)誤;
CD.普朗克在研究黑體輻射時(shí)最早提出了能量子假說,能夠很好地解釋黑體輻射規(guī)律,他認(rèn)為黑體輻射的能量是
不連續(xù)的,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選D。
2.(21-22高二?全國(guó)?課后作業(yè))下列說法正確的是()
A.只有溫度高的物體才會(huì)有熱輻射
B.黑體只是從外界吸收能量,從不向外界輻射能量
C.黑體可以看起來很明亮,是因?yàn)楹隗w可以反射電磁波
D.一般材料的物體,輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料的種類和表面情況有關(guān)
【答案】D
【詳解】A.任何物體在任何溫度下都存在輻射,溫度越高輻射的能力越強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
BC.能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體叫作黑體,黑體不反射電磁波,但可以向外輻射電
磁波,有些黑體有較強(qiáng)的輻射,看起來也可以很明亮,故BC錯(cuò)誤;
D.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān),與構(gòu)成黑體的材料、形狀無(wú)關(guān),而一般物體輻射電
磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料的種類和表面情況有關(guān),故D正確。
故選D。
3.(20-21高二上?山東?期中)下列關(guān)于熱輻射和黑體輻射的說法不正確的是()
A.一切物體都在輻射電磁波
B.一般物體輻射電磁波的強(qiáng)度與溫度無(wú)關(guān)
C.隨著溫度的升高,黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)
D.黑體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波
【答案】B
【詳解】A.一切物體都在輻射電磁波,A正確;
B.實(shí)際物體輻射電磁波的情況與溫度、表面情況、材料都有關(guān);黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān),是實(shí)際物
體的理想化模型,B錯(cuò)誤;
C.黑體輻射的強(qiáng)度的極大值隨溫度升高向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),c正確;
D.能100%的吸收入射到其表面的各種波長(zhǎng)的電磁波,這樣的物體稱為黑體,D正確;
由于選擇不正確的,故選B。
題型二:黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律
4.(21-22高二上?江蘇蘇州)如圖所示是黑體的輻射強(qiáng)度與其輻射光波長(zhǎng)的關(guān)系圖象,則下列說法錯(cuò)誤的是()
輻
射
強(qiáng)
度
B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除與溫度有關(guān)外,還與材料的種類及表面狀況有關(guān)
C.普朗克提出的能量量子化理論很好的解釋了黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律
D.如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔,射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收,最終不能從小孔
射出,這個(gè)小孔就成了一個(gè)黑體
【答案】B
【詳解】A.由圖可知,隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),所以力>乃,故A正確,不
符合題意;
B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體溫度有關(guān)外,與黑體的材料及表面狀況無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤,符合題
思;
C.普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念,很好的解釋了黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,故C正確,不符合題意;
D.如果在一個(gè)空腔壁上開一個(gè)很小的孔,射入小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面經(jīng)多次反射和吸收,最終不能從空腔射
出,就相當(dāng)于吸收了所有電磁波,這個(gè)小孔就可以近似為一個(gè)絕對(duì)黑體,故D正確。
故選B。
5.(2022高三.全國(guó)?專題練習(xí))黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系如圖所示,由圖可知下列說法錯(cuò)誤的是()
輻射強(qiáng)度
A.隨著溫度的升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加
B.隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)
C.任何溫度下,黑體都會(huì)輻射各種波長(zhǎng)的電磁波
D.不同溫度下,黑體只會(huì)輻射相對(duì)應(yīng)的某些波長(zhǎng)的電磁波
【答案】D
【詳解】A.由題圖可以看出,隨著溫度的升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加,故A正確,不符合題意;
B.隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),故B正確,不符合題意;
CD.任何溫度下,黑體都會(huì)輻射各種波長(zhǎng)的電磁波,故C正確,不符合題意,D錯(cuò)誤,符合題意。
故選D。
6.(20-21高二下?山東青島?期末)關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示,下列說法正確的是()
A.黑體能夠完全透射照射到它上面的光波
B.隨著溫度降低,各種波長(zhǎng)的光輻射強(qiáng)度都有所增加
C.隨溫度升高,輻射強(qiáng)度極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)
D.黑體的輻射強(qiáng)度只與它的溫度有關(guān),與形狀和黑體材料無(wú)關(guān)
【答案】D
【詳解】A.能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁輻射的物體稱為黑體,不反射也不透射,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,隨溫度的降低,各種波長(zhǎng)的光輻射強(qiáng)度都有所減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.隨著溫度的升高,黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng),選項(xiàng)c錯(cuò)誤;
D.一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān),還與材料的種類及表面情況有關(guān);但黑體輻射電磁波的情況只與溫度
有關(guān),選項(xiàng)D正確。
故選D。
題型三:能量子的理解
7.(23-24高三上?浙江?階段練習(xí))1900年,普朗克引入了能量子這一概念,首次提出了能量量子化的思想,以下現(xiàn)
象跟能量量子化無(wú)關(guān)的是()
A.原子光譜B.黑體輻射C.雨后彩虹D.光電效應(yīng)
【答案】C
【詳解】普朗克最先提出能量子這一概念,成功解釋了黑體輻射的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在普朗克能量子假說的啟發(fā)下,愛因
斯坦提出了光子假說解釋光電效應(yīng)。玻爾利用量子理論,解釋了氫原子光譜。雨后彩虹現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性,沒
有涉及“量子化”的觀點(diǎn)。
故選C。
8.(22-23高二下?陜西咸陽(yáng)?期中)2022年10月12日,神舟十四號(hào)乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在中國(guó)空間站進(jìn)
行太空授課。若本次直播通信使用電磁波的波長(zhǎng)范圍為44244,則該電磁波中能量子最大值為()
hhehe
A.hA2B.-C.-T-D.~r~
44七
【答案】C
【詳解】由電磁波能量子公式£=配=無(wú)9可知,電磁波的波長(zhǎng)越小,能量越大,因此該電磁波中能量子最大值為
A
F-h-e
maxQ
A
ABD錯(cuò)誤,C正確。
故選C。
9.(23-24高三上?江西南昌?開學(xué)考試)現(xiàn)在市場(chǎng)上常用來激光打標(biāo)的是355nm紫外納秒固體激光器,該激光器單
光子能量高,能直接打斷某種材料的分子鍵,使之從材料表面脫離。據(jù)此判斷,打斷該材料分子鍵需要的能量約為
(取普朗克常量/z=6.6xl(r34j.s,真空光速c=3xl()8m/s)()
A.W22JB.W19JC.W16JD.10-13J
【答案】B
【詳解】打斷該材料分子鍵需要的能量為該激光器單光子能量,則該激光的光子能量為
解得
£=5.5x10-9j
故選B。
題型四:能量子的的計(jì)算公式應(yīng)用
10.(20-21高二下?天津和平?期末)據(jù)報(bào)道:截止2020年12月我國(guó)5G基站建設(shè)累積71.8萬(wàn)個(gè),己建成全球最大
5G網(wǎng)絡(luò),中國(guó)將進(jìn)入全面5G時(shí)代,開啟了萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代:車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng),智慧城市、無(wú)人機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)駕駛技
術(shù)等將一元變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。5G,即第五代移動(dòng)通信技術(shù),采用3300-5000MHZ頻段,相比于現(xiàn)有的4G(即第四代移動(dòng)
通信技術(shù),1880-2635MHZ頻段)技術(shù)而言,具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時(shí)延。關(guān)于5G信號(hào)與4G信號(hào)
下列說法正確的是()
A.5G信號(hào)和4G信號(hào)都具有偏振現(xiàn)象
B.5G信號(hào)和4G信號(hào)有可能是縱波
C.5G信號(hào)相比4G信號(hào)光子能量更小
D.5G信號(hào)相比4G信號(hào)在真空中的傳播速度更小
【答案】A
【詳解】AB.5G信號(hào)和4G信號(hào)都是電磁波。由于電磁波是橫波,都具有偏振現(xiàn)象,故A正確,B錯(cuò)誤;
C.由
£=hv
可知5G信號(hào)相比4G信號(hào)光子能量大,故C錯(cuò)誤;
D.5G信號(hào)和4G信號(hào)在真空的的傳播速度都為光速,故D錯(cuò)誤。
故選A?
11.(19-20高三?全國(guó)?課后作業(yè))蛇是老鼠的天敵,它是通過接收熱輻射來發(fā)現(xiàn)老鼠的。假設(shè)老鼠的體溫為37℃,
它發(fā)出的最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)為%,根據(jù)熱輻射理論,4與輻射源的絕對(duì)溫度T的關(guān)系近似為
3
Zm-T=2.90xl0-m-K,普朗克常量/7=6.626*1()3人。那么老鼠發(fā)出最強(qiáng)的熱輻射的波長(zhǎng)和老鼠發(fā)出的這種最強(qiáng)
的熱輻射每份能量子(又叫作光子)的能量分別是()
A.7.8xl0-5m1.89X10-20JB.9.4xl0^m2.11xl0-20J
C.1.16x10)2.11X1018JD.9.7xl0^m1.10xl0"°J
【答案】B
【詳解】由題意
-3
Am-r=2.90xl0mK
則
2.90xW3
--------m?9.4xl0-6m
273+37
根據(jù)公式
cQin8
E=h一=6.626x10-34--x-----J?2.11xlO^°J
x-6
2m9.4X10
故選B?
12.(2020高三?全國(guó)?專題練習(xí))由于內(nèi)部發(fā)生激烈的熱核聚變,太陽(yáng)每時(shí)都在向各個(gè)方向產(chǎn)生電磁輻射,若忽略大
氣的影響,在地球上垂直于太陽(yáng)光的每平方米的截面上,每秒鐘接收到的這種電磁輻射的總能量約為L(zhǎng)4X103J。已
知:日地間的距離R=L5xl0Um,普朗克常量/z=6.6xl(T34j.s。假如把這種電磁輻射均看成由波長(zhǎng)為0.55國(guó)11的光子
組成的,那么,由此估算太陽(yáng)每秒鐘向外輻射的光子總數(shù)的數(shù)量級(jí)約為()
A.1045B.1041C.1035D.1O30
【答案】A
【詳解】設(shè)地面上In?的面積上每秒接受的光子數(shù)為“則有
,c
pt=nh—
代入數(shù)據(jù)解得
”=3.87x1()21個(gè)/up
設(shè)想一個(gè)以太陽(yáng)為球心,以日地間距離R為半徑的大球面包圍著太陽(yáng),大球面接受的光子數(shù)即太陽(yáng)輻射的全部光子
數(shù),則所求的可見光光子數(shù)為
N=〃4成2=3.87x1021x4x3.14x(1.5x10")2Mxi()45
故A正確,BCD錯(cuò)誤。
【高分達(dá)標(biāo)】
一、單選題
13.(23-24高三上.寧夏石嘴山)下列說法正確的是()
①普朗克提出“振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值£的整數(shù)倍”,從而建立了“能量量子化”觀點(diǎn)
②如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波,而不發(fā)生反射,這種物體就被稱為“黑體”
③我們周圍的一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與溫度無(wú)關(guān)
④愛因斯坦指出:光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的,而且光本身就是由一個(gè)不可分割的能量子組成的
A.①②B.①④C.①②④D.①②③
【答案】C
【詳解】①普朗克提出“振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值£的整數(shù)倍”,從而建立了“能量量子化”觀
點(diǎn),該說法正確;
②如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波,而不發(fā)生反射,這種物體就被稱為“黑體”,該說法正確;
③我們周圍的一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與溫度有關(guān),該說法錯(cuò)誤;
④愛因斯坦指出:光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的,而且光本身就是由一個(gè)不可分割的能量子組成的,該
說法正確。
故選Co
14.(23-24高二上.江蘇.階段練習(xí))普朗克在1900年將“能量子”引入物理學(xué),開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。在下列宏觀
概念中,具有“量子化”特征的是()
A.人的個(gè)數(shù)B.人的質(zhì)量C.物體的動(dòng)能D.物體的長(zhǎng)度
【答案】A
【詳解】在經(jīng)典物理學(xué)中,對(duì)體系物理量變化的最小值沒有限制,它們可以任意連續(xù)變化,如重力、動(dòng)能、長(zhǎng)度等,
但在量子力學(xué)中,物理量只能以確定的大小一份一份地進(jìn)行變化,具體有多大要隨體系所處的狀態(tài)而定。這種物理
量只能采取某些分離數(shù)值的特征叫作量子化。A正確,BCD錯(cuò)誤。
故選A?
15.(23-24高二上.河北保定?期中)我國(guó)研制的055新型防空驅(qū)逐艦采用“雙波段(X波段和S波段)”雷達(dá)系統(tǒng),
雷達(dá)發(fā)射的X波段的頻率為8GHz-12GHz,S波段的頻率為2GHz~4GHz,下列說法正確的是()
A.在空氣中X波段的傳播速度大于S波段的
B.在空氣中S波段的波長(zhǎng)比X波段的更短
C.S波段和X波段的頻率都比紫外線的小
D.X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小
【答案】C
【詳解】A.X波段和S波段均為電磁波,它們?cè)诳諝庵械膫鞑ニ俣认嗤?,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)
X波段的頻率較大,可知在空氣中S波段的波長(zhǎng)比X波段的更長(zhǎng),故B錯(cuò)誤;
c.S波段和X波段的頻率都比紫外線的小,故c正確;
D.能量子的能量與其頻率成正比,X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量,故D錯(cuò)誤。
故選C。
16.(23-24高二上?浙江臺(tái)州?期中)物理學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)家們的貢獻(xiàn),他們的發(fā)現(xiàn)和研究成果對(duì)生活生產(chǎn)產(chǎn)生
了很大的影響。下列符合物理學(xué)史的是()
A.普朗克在研究黑體輻射問題時(shí)提出了光子說
B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)
C.通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似,安培由此受到啟發(fā)提出分子電流假說
D.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,并用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在
【答案】C
【詳解】A.普朗克在研究黑體輻射問題時(shí)提出了量子假說,故A錯(cuò)誤;
B.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;
C.通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似,安培由此受到啟發(fā)提出分子電流假說,故C正確;
D.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在,故D錯(cuò)誤。
故選C。
17.(22-23高二下?山西忻州?期中)對(duì)宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀的研究被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)
代的起點(diǎn)。關(guān)于黑體輻射,下列說法正確的是()
A.黑體不會(huì)輻射電磁波
B.溫度低于的物體不會(huì)輻射電磁波
C.黑體輻射的能量是不連續(xù)的,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍
D.愛因斯坦提出的能量子假說,能夠很好地解釋黑體輻射規(guī)律
【答案】C
【詳解】AB.一切物體都會(huì)輻射電磁波,絕對(duì)零度的物體才可能沒有輻射,溫度越高,輻射的電磁波越強(qiáng),AB錯(cuò)
誤;
CD.普朗克假設(shè)黑體輻射中的輻射能量是不連續(xù)的,只能取能量基本單位的整數(shù)倍,從而很好地解釋了黑體輻射
的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
18.(23-24高三上.內(nèi)蒙古包頭.開學(xué)考試)太陽(yáng)不斷向外輻射能量,太陽(yáng)的質(zhì)量在不斷的減小,己知地球所處位置
每平方米每秒接收到的太陽(yáng)能約為L(zhǎng)56xlO3j,日地間距離約為r=L5xlO"m,設(shè)太陽(yáng)輻射的能量均勻分布在以太
陽(yáng)為球心、日地距離為半徑的球面上,則太陽(yáng)每秒減少的質(zhì)量約為()
A.4xl06kgB.4xl09kgC.lxl012kgD.lxlO13kg
【答案】B
【詳解】由題可知太陽(yáng)每秒輻射的能量為
E=Wxl.56xlO3J=4x3.14x(1.5xlOn)2xl.56xlO3J-4.41xlO26J
根據(jù)質(zhì)能方程
E7~i=me2
解得太陽(yáng)每秒減少的質(zhì)量為
根=4.89x10'kg
約為《xUkg;
故選B。
19.(22-23高一下?陜西西安?期中)2018年11月26日,第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定,千克由普朗克常量九及米和秒
h
定義。即1kg=<一"”",『3421。此次標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后,SI單位中的7個(gè)基本單位將全部建立即在不變的自然常
6.62607015x10m-s
數(shù)上,保證了SI單位的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和通用性。由上述表達(dá)式可知普朗克常量〃的單位可表示為()
A.N-sB.N-mC.JsD.Js1
【答案】C
h
【詳解】根據(jù)3=6.62607015x1。4”'八的單位是
根據(jù)牛頓第二定律得
IN=1kg-ms2
根據(jù)功的定義
U=lN-m
所以的單位是J-So
故選C。
20.(22-23高二上?安徽宣城?期末)在物理學(xué)理論建立的過程中,有許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)。下列說法正確的是()
A.庫(kù)侖提出了庫(kù)侖定律,并最早用實(shí)驗(yàn)測(cè)得元電荷電量e的數(shù)值
B.愛因斯坦為了對(duì)黑體輻射進(jìn)行理論解釋,首先提出了量子觀點(diǎn)
C.法拉第系統(tǒng)地總結(jié)了電磁規(guī)律的研究成果,建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論
D.安培提出了“分子電流假說”,成功地解釋了磁鐵受到高溫時(shí)會(huì)失去磁性
【答案】D
【詳解】A.庫(kù)侖提出了庫(kù)侖定律,密立根最早用實(shí)驗(yàn)測(cè)得了元電荷e的數(shù)值,故A錯(cuò)誤;
B.普朗克為了對(duì)黑體輻射進(jìn)行理論解釋,首先提出了量子觀點(diǎn),故B錯(cuò)誤;
C.麥克斯韋系統(tǒng)總結(jié)了電磁規(guī)律的研究成果,建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論,故C錯(cuò)誤;
D.安培提出了“分子電流假說”,成功地解釋了磁鐵受到高溫時(shí)會(huì)失去磁性,故D正確。
故選D。
21.(22-23高二上?河南鄭州?期中)下列關(guān)于電磁波、能量子和熱輻射的說法正確的是()
A.在真空中,頻率越高的電磁波傳播速度越大
B.麥克斯韋提出變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
C.頻率越高的電磁波傳播的能量子的能量越低
D.高溫物體會(huì)發(fā)生熱輻射,低溫物體不會(huì)熱輻射
【答案】B
【詳解】A.真空中,所有電磁波的傳播速度都相同,故A錯(cuò)誤;
B.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)是麥克斯韋提出的,故B正確;
C.由
E=hv
其中/z是定值,可得頻率越高的電磁波傳播的能量子的能量越高,故C錯(cuò)誤;
D.高溫低溫物體都會(huì)發(fā)生熱輻射,不過是輻射強(qiáng)度不同。故D錯(cuò)誤。
故選B。
22.(22-23高二上?河南新鄉(xiāng)?期末)對(duì)宇宙微波背景輻射的黑體譜形狀的研究被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)
代的起點(diǎn)。關(guān)于黑體輻射,下列說法正確的是()
A.溫度低于的物體不會(huì)輻射電磁波
B.黑體不會(huì)輻射電磁波
C.愛因斯坦提出的能量子假說,能夠很好地解釋黑體輻射規(guī)律
D.黑體輻射的能量是不連續(xù)的,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍
【答案】D
【詳解】A.一切物體都會(huì)輻射電磁波,絕對(duì)零度的物體才可能沒有輻射,溫度越高,輻射的電磁波越強(qiáng),故選項(xiàng)
A錯(cuò)誤;
B.黑體是一種理想化模型,黑體能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,并且不會(huì)有任何的反射與透射,但是黑體
會(huì)向外輻射電磁波,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C.普朗克借助于能量子假說,完美的解釋了黑體輻射規(guī)律,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.普朗克假設(shè)黑體輻射中的輻射能量是不連續(xù)的,只能取能量基本單位的整數(shù)倍,從而很好地解釋了黑體輻射的
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,故選項(xiàng)D正確。
故選D。
23.(22-23高二上?河南?期末)下列說法正確的是()
A.微觀世界的某些極少數(shù)帶電微粒的能量變化可以是連續(xù)的
B.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知,電場(chǎng)周圍存在磁場(chǎng),磁場(chǎng)周圍存在電場(chǎng)
C.黑體只是從外界吸收能量,并不向外界輻射能量
D.物體輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān),溫度高時(shí)輻射強(qiáng),且較短波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度大
【答案】D
【詳解】A.微觀粒子的能量變化是跳躍的,不連續(xù)的,故A錯(cuò)誤;
B.在變化的電場(chǎng)周圍才存在磁場(chǎng),周期性變化的電場(chǎng)(非均勻變化的)會(huì)產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場(chǎng),均勻變
化的磁場(chǎng)周圍存在著穩(wěn)定的電場(chǎng);恒定的磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng),恒定的電場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),故B錯(cuò)誤;
C.黑體也向外界輻射電磁波,即輻射能量,且向外界輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布與溫度有關(guān),故C錯(cuò)誤;
D.物體輻射紅外線的強(qiáng)度以及按波長(zhǎng)的分布情況與溫度有關(guān),隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的
方向移動(dòng),因此熱輻射中較短波長(zhǎng)的成分越來越多,故D正確。
故選D。
二、多選題
24.(23-24高二上.廣西南寧?期末)下列有關(guān)黑體和黑體輻射的說法中正確的是()
A.黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射
B.能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體叫做黑體
C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布與它的溫度、材料的種類及表面狀況有關(guān)
D.黑體的溫度升高時(shí)可以輻射出任何頻率的電磁波(包括可見光和不可見光)
【答案】ABD
【詳解】A.黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射,故A正確;
B.能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體叫做黑體,故B正確;
C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與它的溫度有關(guān),故C錯(cuò)誤;
D.黑體輻射的強(qiáng)度與溫度有關(guān),溫度越高,黑體輻射的強(qiáng)度越大,隨著溫度升高,可以輻射出任何頻率的電磁波,
故D正確。
故選ABDo
25.(23-24高二上?甘肅白銀?期末)下列有關(guān)熱輻射的說法中,正確的是()
A.有些物體不會(huì)向外輻射電磁波
B.物體在室溫時(shí),熱輻射的主要成分是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波
C.物體的溫度升高時(shí),熱輻射中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的成分越來越強(qiáng)
D.黑體不反射電磁波,但可以向外輻射電磁波
【答案】BD
【詳解】A.一切物體都在向外輻射電磁波,故A錯(cuò)誤;
B.物體在室溫時(shí),熱輻射的主要成分是波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波,故B正確;
C.物體的溫度升高時(shí),熱輻射中波長(zhǎng)較短的成分越來越強(qiáng),故C錯(cuò)誤;
D.黑體不反射電磁波,但可以向外輻射電磁波,故D正確。
故選BD?
26.(23-24高二上.河南?期中)下列說法正確的是()
A.當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān),與材料的種類及表面狀況無(wú)關(guān)
C.光譜中,可見光從紅光到紫光,其波長(zhǎng)越來越大
D.不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度不同
【答案】AB
【詳解】A.根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律知,當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)A正
確;
B.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與溫度有關(guān),與材料種類及表面狀況無(wú)關(guān),選項(xiàng)B正確;
CD.從紅光到紫光,波長(zhǎng)越來越短,電磁波在真空中的速度均為光速,選項(xiàng)CD錯(cuò)誤。
故選AB?
27.(23-24高二上?全國(guó)?課后作業(yè))2021年7月4日,我們?cè)陔娨曋锌吹胶教靻T湯洪波走出離地面高約400km的中
國(guó)空間站,標(biāo)志著我國(guó)空間站航天員首次出艙活動(dòng)取得圓滿成功.航天員出艙的畫面是通過電磁波傳輸?shù)降孛娼邮?/p>
站的,下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()
A.電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng),其能量子越小
B.只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化,就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波
C.湯洪波出艙活動(dòng)的畫面從空間站傳到地面接收站最少需要約0.013s
D.赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到電磁波,并證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論
【答案】AD
【詳解】A.電磁波的能量子為
E=hv=h—
2
則電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng),其能量子越小,A正確;
B.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知,均勻變化的磁場(chǎng)或電場(chǎng),其周圍不能產(chǎn)生電磁波,B錯(cuò)誤;
C.電磁波在真空中或空氣中傳播的速度丫=3。><108向$,空間站到地球表面的距離s=4xl()5m,電磁波從空間站
傳播到地面的時(shí)間為
C錯(cuò)誤;
D.麥克斯韋預(yù)言了電磁場(chǎng)理論,1886年,赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到電磁波,從而證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論,D正
確;
故選AD?
28.(22-23高二上?陜西西安?期末)下列關(guān)于能量量子化的說法正確的是()
A.能量子假說是由愛因斯坦最早提出來的
B.能量子與電磁波的頻率成正比
C.帶電微粒輻射和吸收能量時(shí)是一份一份不連續(xù)的
D.電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng),其能量子越大
【答案】BC
【詳解】A.能量子假說是由普朗克最早提出來的。故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.根據(jù)普朗克能量量子化假說,能量子的能量£=麻,丫為頻率。故B選項(xiàng)正確;
C.根據(jù)普朗克能量量子化假說,能量不連續(xù),所以帶電微粒輻射和吸收能量時(shí)是一份一份不連續(xù)的。故C選項(xiàng)正
確;
D.能量子的能量£=配=介£,所以電磁波波長(zhǎng)越長(zhǎng),其能量子越小。故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
A
故選BC。
29.(22-23高二上?湖北孝感?期中)下列說法不正確的是()
A.我們周圍的一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與溫度有關(guān)
B.醫(yī)院里"手術(shù)刀”和B超“超聲波”都能在真空中傳播并能發(fā)生干涉、衍射
C.麥克斯韋認(rèn)為電場(chǎng)周圍總能產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)周圍總能產(chǎn)生電場(chǎng),并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布除了與溫度有關(guān)外,還與材料的種類及表面狀況有關(guān)
【答案】BCD
【詳解】A.根據(jù)熱輻射的定義可知,一切物體都在輻射電磁波,這種輻射與物體的溫度有關(guān),所以叫作熱輻射,
故A正確,不符合題意;
B.醫(yī)院里“丫手術(shù)刀”是一種丫射線,可以在真空中傳播;超聲波是一種縱波,超聲波的傳播需要介質(zhì),在真空中不
能傳播;它們?cè)跐M足一定條件下均能發(fā)生干涉、衍射,故B錯(cuò)誤,符合題意;
C.麥克斯韋建立了電磁場(chǎng)理論:變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng);并預(yù)言了電磁波的存在,
而赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波存在,故C錯(cuò)誤,符合題意;
D.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān),與材料的種類及其表面狀況無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤,符合
題意。
故選BCD。
30.(2022高二?全國(guó)?專題練習(xí))黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示,由圖可知()
輻射強(qiáng)度
黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律
A.隨溫度升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加
B.隨溫度升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)
C.隨溫度降低,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加
D.隨溫度降低,輻射強(qiáng)度的極大值向頻率較高的方向移動(dòng)
【答案】AB
【詳解】AC.由圖可知,隨溫度的升高,各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加,故
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