《高中物理同步备课学案（2019人教版必修第三册）》课后作业5一能量量子化

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课后作业(五) 能量量子化

1．近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的

通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景。关于红外线和光通信，以

下说法中正确的是(　　)

① 光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程　②

光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输　③红外线的频率

比可见光的频率高　④红外光子的能量比可见光子的能量大

A．①②　　 B．③④

C．①③　　　 D．②④

解析　无线光通信技术是光信号在空气中直接传输，光纤通信中的光信号是在光纤中

传输。不论哪种方式，传输的都是文字、数据和图像等信息。红外线的频率由电磁波谱可

知比可见光的频率低，由爱因斯坦的光子论可知 ε＝hν，红外光子的能量比可见光的光子的

能量小，故①②正确。

答案 A

2．氢原子从能级 m跃迁到能级 n时辐射红光的频率为 ν1，从能级 n跃迁到能级 k时吸

收紫光的频率为 ν2，已知普朗克常量为 h，若氢原子从能级 k跃迁到能级 m，则(　　)

A．吸收光子的能量为 hν1＋hν2

B．辐射光子的能量为 hν1＋hν2

C．吸收光子的能量为 hν2－hν1

D．辐射光子的能量为 hν2－hν1

解析　由题意可知：Em－En＝hν1，Ek－En＝hν2。因为紫光的频率大于红光的频率，所

以ν2>ν1，即 k能级的能量大于 m能级的能量，氢原子从能级 k跃迁到能级 m时向外辐射能

量，其值为 Ek－Em＝hν2－hν1，故只有 D项正确。

答案　D

3．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态

平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老

鼠的体温约 37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为 λmin。根据热辐射理论，λmin 与辐射源的

绝对温度 T的关系近似为 Tλmin＝2.90×10－3 m·K。则老鼠发出最强的热辐射的波长为(　　)

A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 m

C．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m

解析　由 Tλmin＝2.90×10－3 m·K 可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为 λmin＝ m＝ m＝

9.4×10－6 m，B正确。

答案 B

4．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知（　　）

A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加

B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加

C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

解析　由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值

向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故 A、C、D正确，B错误。

答案　ACD

5．两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，第一束光在某段时间内打在物体

上的光子数与第二束光在相同时间内打在物体表面上的光子数之比为 4∶5，则这两束光的

光子能量和波长之比为(　　)

A．4∶5　4∶5 B．5∶4　4∶5

C．5∶4　5∶4 D．4∶5　5∶4

解析　由 E＝nε 知，能量相同时 n与ε成反比，所以光子能量比为 5 4∶。又根据 ε＝hν

＝h，所以波长之比为 4 5∶。B正确。

答案 B

6．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压 U，则它会辐射频

率为 ν的电磁波，且 ν与U成正比，即 ν＝kU。已知比例系数 k仅与元电荷 e的2倍和普朗

克常量 h有关。你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选

项中，推理判断比例系数 k的值可能为(　　)

A． B． C．2he D．

解析　根据物理单位知识，表达式及变形式两侧单位是一致的，由本题中涉及的物理

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