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- 2021-04-18 发布
第 2 节 量子世界
(时间：60 分钟)
知识点 基础 中档 稍难
黑体辐射及光子能量 1、2、3、4
物质的波粒二象性 5、6
综合提升 7、8 9、10
知识点一 黑体辐射及光子的能量
1．下列关于黑体辐射的说法正确的是 ( )．
A．黑体辐射的强度仅与温度有关，温度越高辐射越强
B．黑体辐射的强度与温度及辐射波长均有关
C．只有黑色物体才能发生黑体辐射
D．黑体辐射是一种理想辐射，在实际生活中很难找到，所以我们研究黑体
辐射没有意义
答案 B
2．光子的能量是由下列哪个物理量决定的 ( )．
A．光的波长 B．光的频率
C．光的传播速度 D．介质的性质
解析 光子的能量 ε＝hν，h 是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正
比，所以 B 正确，A、C、D 错误．
答案 B
3．对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有 ( )．
A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的
B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
解析 根据普朗克的量子理论，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能
是某一最小能量单位的整倍数，故 A、B、D 均正确而 C 错误．
答案 ABD
4．人眼对绿光最为敏感．正常人的眼睛接收到波长为 530 nm 的绿光时，只要每
秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为 6.63×10－34
J·s，光速为 3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是
( )．
A．2.3×10－18 W B．3.8×10－19 W
C．7.0×10－48 W D．1.2×10－48 W
解析 因每秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功
率是 P＝E
t，
式中 E＝6ε，又 ε＝hν＝h
c
λ，
可解得 P＝6×6.63 × 10－34 × 3 × 108
530 × 10－9 W
＝2.3×10－18 W.
答案 A
知识点二 物质的波粒二象性
5．下列叙述的情况正确的有 ( )．
A．光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体
B．光是波，与橡皮绳上的波相似
C．光是一种粒子，它和物质作用是“一份一份”进行的
D．光子在空间各点出现的可能性大小(概率)，可以用波动的规律来描述
解析 光具有波动性，但不是经典理论中的波，光具有粒子性，也不是传统
概念中的粒子．光与物质作用时，即发生能量交换时，不是连续进行的，而
是“一份一份”进行的，表现出粒子性；光在空间的分布规律符合波动规律，
表现出波动性．因此，A、B 错误，C、D 正确．
答案 CD
6．下列关于光子的说法中，正确的是 ( )．
A．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子
B．光子的能量由光强度决定，光越强，每份光子的能量一定越大
C．光子的能量由光的频率决定，其能量与它的频率成正比
D．光子可以被电场加速
解析 光是不连续的分成许多单元的，具有一定能量的物质，这些单元叫做
光子．根据 ε＝hν 知，光子的能量与它的频率成正比．A、C 正确．
答案 AC
7．下列说法中错误的是 ( )．
A．为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难，德国物理学家普朗克
提出了能量的量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开了物理学崭
新的一页
B．普朗克还提出了光量子理论，即光在传播过程中，能量是不连续的，它
是数值分立的能量组成的
C．物质波理论揭示了物质(包括光和电子)的统一性
D．量子论认为原子处于一系列不连续的能量状态
解析 爱因斯坦提出了光量子理论，即光在传播过程中能量是不连续的，它
是数值分立的能量组成的，所以 B 选项错．
答案 B
8．某单色光在真空中的波长为 λ，以 h 表示普朗克常数，c 表示光在真空中的速度，
求每个单色光光子的能量 E 和质量 m.
解析 光子能量 E＝h
c
λ，由质能方程 E＝mc2 得 m＝ E
c2＝ h
cλ.
答案 h
c
λ， h
cλ
9．功率为 100 W 的灯泡所放出的能量有 1%在可见光范围内，它每秒内放出可见
光光子的数目为多少？(设可见光的平均波长为 0.5 μm)
解析 设灯泡在 1 s 内所放出的能量为 E，则 E＝Pt＝100×1 J＝100 J
1 s 内所放出的能量在可见光范围内的光子总能量为 E′＝100×1% J＝1 J，
因 E′＝nhν＝n·h·
c
λ，所以每秒放出的可见光光子数为
n＝E′λ
hc ＝ 1 × 0.5 × 10－6
6.63 × 10－34 × 3 × 108
＝2.5×1018(个)．
答案 2.5×1018 个
10．某电视机显像管中电子的运动速率为 4.0×107 m/s，质量为 10 g 的一颗子弹的
运动速率为 200 m/s，分别计算它们的德布罗意波长．(已知德布罗意波长公式
为 λ＝ h
mv，me＝9.1×10－31 kg)
解析 对电子
λe＝ h
meve＝ 6.63 × 10－34
9.1 × 10－31 × 4.0 × 107 m＝1.8×10－11m
对子弹 λ 子＝ h
m子·v子＝ 6.63 × 10－34
10 × 10－3 × 200 m＝3.3×10－34 m.
答案 1.8×10－11 m 3.3×10－34 m