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2020-2021學年高一第一學期物理人教版2019必修第三冊章節（27）
能量量子化
1.氫原子能級圖如圖所示。用大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時產生的光子照
射金屬鈉，可使金屬鈉發生光電效應的有(已知鈉的極限頻率為Hz,普朗克常
量J·s)（
）
A.3種
B.4種
C.
5種
D.
6種
2.為了做好疫情防控工作，小區物業利用紅外測溫儀對出入人員進行體溫檢測。紅外測溫儀的原理是：被測物體輻射的光線只有紅外線可被捕捉，并轉變成電信號。圖為氫原子能級示意圖，已知紅外線單個光子能量的最大值為1.62eV，要使氫原子輻射出的光子可被紅外測溫儀捕捉，最少應給處于激發態的氫原子提供的能量為(
)
A．10.20eV
B．2.89eV
C．2.55eV
D．1.89eV
3.隨著通信技術的更新換代，無線通信使用的電磁波頻率更高，頻率資源更豐富，在相同時間內能夠傳輸的信息量更大。第5代移動通信技術(簡稱5G)意味著更快的網速和更大的網絡容載能力，“4G改變生活，5G改變社會”。與4G相比，5G使用的電磁波(
)
A.光子能量更大
B.衍射更明顯
C.傳播速度更大
D.波長更長
4.氫原子能級示意如圖。現有大量氫原子處于能級上，下列說法正確的是(
)
A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子
B.從能級躍遷到能級比躍遷到能級輻射的光子頻率低
C.從能級躍遷到能級需吸收的能量
D.能級的氫原子電離至少需要吸收的能量
5.黑體輻射的研究表明：輻射強度、波長分布與輻射體的溫度有密切關系。此研究對冶金工業的迅速發展有巨大貢獻，如圖所示，圖中畫出了四種溫度下黑體輻射的強度與波長的關系，從中可以看出(
)
A.溫度越高，輻射電磁波的波長越短
B.溫度越低，輻射電磁波的波長越長
C.同一波長的輻射強度隨著溫度的升高而增強
D.不同溫度時輻射強度的最大值變化無規律可循
6.氫原子的核外電子由離核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上，下列說法正確的是(
)
A.氫原子的能量減少
B.氫原子的能量不變
C.核外電子受力變小
D.氫原子要吸收一定頻率的光子
7.太陽光含有紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光，對這七種色光的認識正確的是(
)
A.紫光的波長最長
B.紅光的能量子最強
C.七種色光的能量均相同
D.紫光的能量子最強
8.關于對黑體的認識，下列說法正確的是(
)
A.黑體是黑色的，且其自身輻射電磁波
B.黑體輻射電磁波的強度與材料的種類及表面狀況有關
C.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與溫度有關
D.如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面經多次反射和吸收，最終不能從小孔射出，這個空腔就成了一個黑體
9.如圖所示為氫原子的能級圖，一群氫原子由的激發態向低能級躍遷，則產生波長最長的光子的能量為(
)
A．
B．
C．
D．
10.下列說法不正確的是(
)
A.只有溫度高的物體才會有熱輻射
B.黑體可以向外界輻射能量
C.黑體也可以看起來很明亮，是因為黑體也可以有較強的輻射
D.普朗克引入能量子的概念得出黑體輻射的強度按波長分布的公式，與實驗符合得非常好，并由此開創了物理學的新紀元
11.如圖所示，氫原子可在下列各能級間發生躍遷，設從到能級輻射的電磁波的波長為，從到能級輻射的電磁波的波長為，從到能級輻射的電磁波的波長為，則下列關系式中正確的是(
)
A．
B．
C．
D．
12.汞原子的能級示意圖如圖所示。要使處于基態（）的汞原子，被激發后輻射出的光子能使逸出功是的某金屬發生光電效應，則應給汞原子提供的能量至少為(
)
A.
B.
C.
D.
13.如圖所示為黑體輻射的強度與波長的關系圖像,從圖像可以看出,隨著溫度的升高(??
)
A.各種波長的輻射強度都減小
B.只有波長短的輻射強度增加
C.輻射電磁波的波長先增大后減小
D.輻射強度的極大值向波長較短的方向移動
14.下列宏觀概念中,是量子化的為(??
)
A.物體的質量
B.彈簧振子的能量
C.汽車的個數
D.衛星繞地球運行的軌道
15.氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在的光為可見光。要使處于激發態的氫原子被激發后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為（
）
A.
B.
C.
D.
16.若原子的某內層電子被電離形成空位,其它層的電子躍遷到該空位上時,會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來,此電磁輻射就是原子的特征X射線.內層空位的產生有多種機制,其中的一種稱為內轉換,即原子中處于激發態的核躍遷回基態時,將躍遷時釋放的能量交給某一內層電子,使此內層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內轉換電子).214Po的原子核從某一激發態回到基態時,可將能量E0=1.416MeV交給內層電子(如K、L、M
層電子,K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層)使其離.實驗測得從214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動能分別為Ek=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.則可能發射的特征X射線的能量為(??
)
A.0.004MeV?????
B.0.017MeV????
?C.0.076MeV???
??D.0.089MeV
17.下列關于黑體輻射的實驗規律敘述正確的(??
)
A.隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都有所增加
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.黑體熱輻射的強度與波長無關
D.黑體輻射無任何規律
18.某紅光的波長為6.35×10-7m,求其能量子的值.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,c=3.0×108m/s.
19.氫原子第能級的能量為,其中是基態能量,而,若一氫原子發射能量為的光子后處于比基態能量高出的激發態,則氫原子發射光子前后分別處于第幾能級?
參考答案
1.答案：B
解析：由題意得鈉的逸出功為4
大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時最多可輻射出6種不同頻率的光子，其中從n=4
能級到n=3能級和從n=3能級到n=2能級躍遷時輻射出的光子的能量小于2.29eV，不能使金屬鈉發生光電效應，故選B。
2.答案：C
解析：由于，，因此最少應使處于激發態的氫原子吸收能量后躍遷到的能級，然后處于的能級的氫原子自發躍遷，從的能級躍遷到的能級，釋放出的光子能量為，該光子能被紅外測溫儀捕捉。最少應給處于激發態的氫原子提供的能量為，故C正確。
3.答案：A
解析：A項，5G比4G更快，指的是波的頻率更大，則由可知，5G使用的電磁波光子能量更大，故A項正確。
BCD項，5G和4G使用的都是電磁波，傳播速度相同，則根據可知，5G使用的電磁波波長更短，衍射更不明顯，故BCD項錯誤。
綜上所述，本題正確答案為A。
4.答案：C
解析：A項，這些原子躍遷過程中最多可輻射出3種頻率的光子，即：3→2,3→1,2→1，故A項錯誤。
B項，從能級躍遷到能級比躍遷到能級輻射的光子能量大，所以光子頻率高，故B項錯誤。
C項，從能級躍遷到能級需吸收的能量，故C項正確。
D項，能級的氫原子電離至少需要吸收1.51
eV的能量，故D項錯誤。
綜上所述，本題正確答案為C。
5.答案：C
解析：AB.無論溫度高低，黑體都會產生所有波長的電磁波，故AB錯誤；
C.由圖象可以看出，同一波長的輻射強度隨著溫度的升高而增強，故C正確；
D.由圖象可以看出，隨著溫度的升高，各種波長的輻射強度都有增加，且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故D錯誤。
故選：C。
6.答案：A
解析：核外電子從距核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道的過程中，原子能級減小，總能量減少，所以A正確，B錯誤；根據可知，軌道半徑減小，則核外電子受力變大，故C錯誤；從距核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道的過程中，總能量減少，要放出一定頻率的光子，故D錯誤。
7.答案：D
解析：由電磁波譜可知，紫光的波長最短，A錯誤；由可知，光的頻率越大，光子的能量越強，因此七種色光中，紫光的頻率最大，則紫光的能量子最強，BC錯誤，D正確。
8.答案：C
解析：黑體自身輻射電磁波，但不一定是黑色的，故A錯誤；黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關，故B錯誤，C正確；小孔只吸收電磁波，不反射電磁波，因此是小孔成了一個黑體，而不是空腔，故D錯誤。
9.答案：C
解析：當從躍遷到,能級差最小,躍遷時輻射的光子能量最小,則輻射的光子頻率最小,對應的波長最長,該光子的能量為，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
10.答案：A
解析：任何物體任何溫度均存在熱輻射，只是溫度越高，輻射的能量越多；黑體看上去不一定是黑的，黑體若有較強的輻射，看起來還會很明亮，如煉鋼爐口上的小孔；黑體輻射與一般物體不同，黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只依賴于黑體的溫度；普朗克引入能量子的概念得出黑體輻射的強度按波長分布的公式，并由此開創了物理學的新紀元。故選項BCD正確，A錯誤。故選A。
11.答案：D
12.答案：C
解析：本題考查原子結構。由題圖可知，當能級的汞原子向能級躍遷時，，大于.可以發生光電效應；當n=2能級的汞原子向n=1能級躍遷時，，小于，不能使該金屬發生光電效應，因此最少應給汞原子提供的能量，故C項正確
13.答案：D
解析：由圖像可以看出,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都增大,且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,故A、B錯誤,
D正確隨著溫度的升高,黑體輻射增強,輻射電磁波的波長變短,頻率增大,故C錯誤
14.答案：C
解析：所謂“量子化”是指不連續的情況,而選項A、B、D作為宏觀物體的特性,具有連續性,汽車個數不具有連續性
15.答案：D
解析：由題意可知，基態氫原子被激發后，至少被激發到能級后，躍遷才可能產生能量在的可見光。故。故本題選D。
16.答案：CD
17.答案：AB
解析：黑體輻射的規律為隨著溫度的升高各種波長的輻射強度都增加,同時輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,故A、B正確
18.答案：解:ε=hv=hc/λ=6.63
10-34
3
108/6.35
10-7=5.83
10-19J
解析：
19.答案：設發射光子前氫原子處于量子數為的能級,發射光子后氫原子處于量子數為的能級,則根據玻爾第二條假設有
,①
,②
由②式得,代入①式得.
所以氫原子發射光子前后分別處于第4能級和第2能級.

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