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2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019必修第三册章节（27）
能量量子化
1.氢原子能级图如图所示。用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时产生的光子照
射金属钠，可使金属钠发生光电效应的有(已知钠的极限频率为Hz,普朗克常
量J·s)（
）
A.3种
B.4种
C.
5种
D.
6种
2.为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最少应给处于激发态的氢原子提供的能量为(
)
A．10.20eV
B．2.89eV
C．2.55eV
D．1.89eV
3.随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，5G使用的电磁波(
)
A.光子能量更大
B.衍射更明显
C.传播速度更大
D.波长更长
4.氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是(
)
A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B.从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低
C.从能级跃迁到能级需吸收的能量
D.能级的氢原子电离至少需要吸收的能量
5.黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系。此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献，如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，从中可以看出(
)
A.温度越高，辐射电磁波的波长越短
B.温度越低，辐射电磁波的波长越长
C.同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强
D.不同温度时辐射强度的最大值变化无规律可循
6.氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是(
)
A.氢原子的能量减少
B.氢原子的能量不变
C.核外电子受力变小
D.氢原子要吸收一定频率的光子
7.太阳光含有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，对这七种色光的认识正确的是(
)
A.紫光的波长最长
B.红光的能量子最强
C.七种色光的能量均相同
D.紫光的能量子最强
8.关于对黑体的认识，下列说法正确的是(
)
A.黑体是黑色的，且其自身辐射电磁波
B.黑体辐射电磁波的强度与材料的种类及表面状况有关
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关
D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体
9.如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子由的激发态向低能级跃迁，则产生波长最长的光子的能量为(
)
A．
B．
C．
D．
10.下列说法不正确的是(
)
A.只有温度高的物体才会有热辐射
B.黑体可以向外界辐射能量
C.黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以有较强的辐射
D.普朗克引入能量子的概念得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元
11.如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从到能级辐射的电磁波的波长为，从到能级辐射的电磁波的波长为，从到能级辐射的电磁波的波长为，则下列关系式中正确的是(
)
A．
B．
C．
D．
12.汞原子的能级示意图如图所示。要使处于基态（）的汞原子，被激发后辐射出的光子能使逸出功是的某金属发生光电效应，则应给汞原子提供的能量至少为(
)
A.
B.
C.
D.
13.如图所示为黑体辐射的强度与波长的关系图像,从图像可以看出,随着温度的升高(??
)
A.各种波长的辐射强度都减小
B.只有波长短的辐射强度增加
C.辐射电磁波的波长先增大后减小
D.辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
14.下列宏观概念中,是量子化的为(??
)
A.物体的质量
B.弹簧振子的能量
C.汽车的个数
D.卫星绕地球运行的轨道
15.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在的光为可见光。要使处于激发态的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（
）
A.
B.
C.
D.
16.若原子的某内层电子被电离形成空位,其它层的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线.内层空位的产生有多种机制,其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时,将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子).214Po的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量E0=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M
层电子,K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其离.实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为Ek=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.则可能发射的特征X射线的能量为(??
)
A.0.004MeV?????
B.0.017MeV????
?C.0.076MeV???
??D.0.089MeV
17.下列关于黑体辐射的实验规律叙述正确的(??
)
A.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有所增加
B.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C.黑体热辐射的强度与波长无关
D.黑体辐射无任何规律
18.某红光的波长为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.氢原子第能级的能量为,其中是基态能量,而,若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态,则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?
参考答案
1.答案：B
解析：由题意得钠的逸出功为4
大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光子，其中从n=4
能级到n=3能级和从n=3能级到n=2能级跃迁时辐射出的光子的能量小于2.29eV，不能使金属钠发生光电效应，故选B。
2.答案：C
解析：由于，，因此最少应使处于激发态的氢原子吸收能量后跃迁到的能级，然后处于的能级的氢原子自发跃迁，从的能级跃迁到的能级，释放出的光子能量为，该光子能被红外测温仪捕捉。最少应给处于激发态的氢原子提供的能量为，故C正确。
3.答案：A
解析：A项，5G比4G更快，指的是波的频率更大，则由可知，5G使用的电磁波光子能量更大，故A项正确。
BCD项，5G和4G使用的都是电磁波，传播速度相同，则根据可知，5G使用的电磁波波长更短，衍射更不明显，故BCD项错误。
综上所述，本题正确答案为A。
4.答案：C
解析：A项，这些原子跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子，即：3→2,3→1,2→1，故A项错误。
B项，从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子能量大，所以光子频率高，故B项错误。
C项，从能级跃迁到能级需吸收的能量，故C项正确。
D项，能级的氢原子电离至少需要吸收1.51
eV的能量，故D项错误。
综上所述，本题正确答案为C。
5.答案：C
解析：AB.无论温度高低，黑体都会产生所有波长的电磁波，故AB错误；
C.由图象可以看出，同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强，故C正确；
D.由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。
故选：C。
6.答案：A
解析：核外电子从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道的过程中，原子能级减小，总能量减少，所以A正确，B错误；根据可知，轨道半径减小，则核外电子受力变大，故C错误；从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道的过程中，总能量减少，要放出一定频率的光子，故D错误。
7.答案：D
解析：由电磁波谱可知，紫光的波长最短，A错误；由可知，光的频率越大，光子的能量越强，因此七种色光中，紫光的频率最大，则紫光的能量子最强，BC错误，D正确。
8.答案：C
解析：黑体自身辐射电磁波，但不一定是黑色的，故A错误；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故B错误，C正确；小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误。
9.答案：C
解析：当从跃迁到,能级差最小,跃迁时辐射的光子能量最小,则辐射的光子频率最小,对应的波长最长,该光子的能量为，故C正确，ABD错误。
故选：C。
10.答案：A
解析：任何物体任何温度均存在热辐射，只是温度越高，辐射的能量越多；黑体看上去不一定是黑的，黑体若有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔；黑体辐射与一般物体不同，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只依赖于黑体的温度；普朗克引入能量子的概念得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，并由此开创了物理学的新纪元。故选项BCD正确，A错误。故选A。
11.答案：D
12.答案：C
解析：本题考查原子结构。由题图可知，当能级的汞原子向能级跃迁时，，大于.可以发生光电效应；当n=2能级的汞原子向n=1能级跃迁时，，小于，不能使该金属发生光电效应，因此最少应给汞原子提供的能量，故C项正确
13.答案：D
解析：由图像可以看出,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增大,且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故A、B错误,
D正确随着温度的升高,黑体辐射增强,辐射电磁波的波长变短,频率增大,故C错误
14.答案：C
解析：所谓“量子化”是指不连续的情况,而选项A、B、D作为宏观物体的特性,具有连续性,汽车个数不具有连续性
15.答案：D
解析：由题意可知，基态氢原子被激发后，至少被激发到能级后，跃迁才可能产生能量在的可见光。故。故本题选D。
16.答案：CD
17.答案：AB
解析：黑体辐射的规律为随着温度的升高各种波长的辐射强度都增加,同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故A、B正确
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：设发射光子前氢原子处于量子数为的能级,发射光子后氢原子处于量子数为的能级,则根据玻尔第二条假设有
,①
,②
由②式得,代入①式得.
所以氢原子发射光子前后分别处于第4能级和第2能级.

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