新教材高中物理必修第三册分层提升讲义20 C能量量子化 提升版（含解析）.doc

能量量子化知识点：能量量子化一、热辐射1．概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射．2．特点：温度升高时，热辐射中波长较短的成分越来越强．3．黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射．二、能量子1．概念：振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值的整数倍，这个最小的能量值ε叫能量子．2．大小：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s.3．爱因斯坦光子说：光是由一个个不可分割的能量子组成，能量大小为hν，光的能量子称作光子．三、能级原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能级．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，光子的能量等于前后两个能级之差.技巧点拨一、热辐射　能量子1．普朗克的能量子概念(1)能量子：普朗克认为微观世界中带电粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，当带电粒子辐射或吸收能量时，也只能以这个最小能量值为单位一份一份地吸收或辐射，这样的一份最小能量值ε叫作能量子，ε＝hν，其中h叫作普朗克常量，实验测得h＝6.63×10－34 J·s，ν为电磁波的频率．(2)能量的量子化：在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化．量子化的基本特征就是在某一范围内取值是不连续的，即相邻两个值之间有一定距离．2．爱因斯坦的光子说光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子被称为光量子，简称光子．频率为ν的光子的能量为ε＝hν.二、能级1．原子的能量是量子化的，量子化的能量值叫能级．2．原子从高能级向低能级跃迁时放出光子，光子的能量等于前后两个能级之差．3．放出的光子的能量是分立的，所以原子的发射光谱是一些分立的亮线．例题精练1．（湘潭模拟）下列说法正确的是（　　）A．普朗克首先把能量子引入了物理学，打破了“能量连续变化”的传统观念 B．用同一回旋加速器分别加速两种同位素，交流电源的频率相同 C．在α、β、γ三种射线中，γ射线的电离能力最强 D．两碰碰车碰撞过程中，它们所受撞击力的冲量相同【分析】根据物理学史和常识分析普朗克的贡献。

交流电源的周期与粒子圆周运动的周期相等，根据带电粒子圆周运动的周期公式来分析分析α、β、γ三种射线的特性冲量是矢量，有大小和方向解答】解：A、普朗克首先把能量子引入物理学，正确破除了“能量连续变化”的传统观念，从而使物理学进入量子理论的领域，故A正确；B、交流电源的周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相等，即为T＝，同位素的电荷量相同，质量不同，则加速质量大的粒子，交流电源的周期较大，频率较小，故B错误；C、在α、β、γ三种射线中，α射线的电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，故C错误；D、两碰碰车碰撞过程中，受到撞击力的冲量大小相等，方向相反，故D错误故选：A点评】此题考查了量子化、回旋加速器、三种射线和冲量的概念等相关知识，解题的关键是明确三种射线的特性，哪一种穿透能力强，哪一种电离能力强随堂练习1．（新洲区校级一模）以下说法不正确的是（　　）A．电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性 B．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 C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关 D．一个处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生6种不同频率的光子【分析】干涉和衍射是波特有的现象。

根据黑体辐射的规律分析放射性元素的半衰期由原子核本身决定一个氢原子，不是一群氢原子解答】解：A、衍射现象是波特有的现象，电子束通过铝箔形成的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故A正确；B、由黑体辐射规律可知，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正确；C、放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故C正确；D、一个处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生3种不同频率的光子，即4→3，3→2，2→1，故D错误本题选错误的，故选：D点评】此题考查了原子物理的相关知识，解题的关键是明确教材的基本内容，基本概念，注意题干所提供的信息即可求解综合练习一．选择题（共12小题）1．（沙坪坝区校级期中）以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　）A．物体的长度 B．人的个数 C．物体的动能 D．物体所受的重力【分析】明确量子化的定义：所谓量子化就是指数据是分立的不连续的，即一份一份的解答】解：人的个数是“量子化”的；而物体的长度、物体的动能以及物体所受的重力，都不是“量子化”的，故B正确，ACD错误故选：B点评】本题考查对量子化的掌握，对于量子化问题高中要求很低，明确量子的意义即可。

2．（葫芦岛一模）普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，下列关于描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体符合实验规律的是（　　）A． B． C． D．【分析】黑体辐射的实验规律为：温度越高，辐射越强，温度越高，辐射的电磁波的波长越短由此分析解答】解：AC、黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故A、C错误BD、黑体辐射的波长分布情况随温度变化而改变，温度越高，辐射的电磁波的波长越短，辐射强度的极大值向波长缩短的方向移动，故B错误，D正确故选：D点评】要顺利解决本题，一定要深刻理解并记牢教材的基本的内容，这是我们学好物理的捷径3．（海淀区模拟）首次提出“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，与下列物理常量相关的是（　　）A．引力常量G B．普朗克常量h C．静电力常量k D．阿伏加德罗常数NA【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可解答】解：首次提出“微观粒子的能量是量子化的”这一观念，是普朗克的出的，并且这一观念只与普朗克常量h相关故B正确ACD错误故选：B点评】本题考查量子物理部分的物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。

4．（抚顺期末）如图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则（　　）A．各种波长的辐射强度都有减少 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【分析】黑体辐射的强度与波长的关系图象，纵坐标表示辐射强度，横坐标表示波长，直接由图象分析即可得出解答】解：A、B、C、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，没有辐射强度减小的，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故ABC错误，D正确故选：D点评】通过黑体辐射的强度与波长的关系图象，考生应牢记两大特点：①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加；②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5．（商丘期中）以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　）A．学生的个数 B．物体的质量 C．物体的动量 D．木棒的长度【分析】所谓量子化就是指数据是分立的不连续的，即一份一份的解答】解：A、学生的人数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的故A正确；BCD、物体的质量、物体的动量以及木棒的长度的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的。

故BCD错误故选：A点评】量子化在高中要求较低，只需明确量子化的定义即可6．（高安市校级期末）以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　）A．物体的带电荷量 B．物体的质量 C．物体的动量 D．学生的温度【分析】明确量子化的基本内容，知道所谓量子化就是指数据是分立的不连续的，即一份一份的解答】解：A、物体的带电荷量只能是元电荷的整数倍，所以物体的带电荷量是量子化的故A正确；B、物体的质量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的故B错误；C、物体的动量的数值可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的故C错误；D、学生的温度的数值的数量也能取分数或小数，因而是连续的，不是量子化的故D错误故选：A点评】本题考查量子化的基本内容，要明确量子化在高中要求较低，只需明确量子化的定义即可7．（泾阳县期中）对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是（　　）A．温度 B．材料 C．表面状况 D．质量【分析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．【解答】解：一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但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，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

故A正确，B、C、D错误；故选：A点评】考查黑体辐射，黑体辐射为能量量子化奠定基础，本题难度不大，关键要牢记基本概念和基本规律，并能熟练运用．8．（河北期末）下列宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　）A．物体的长度 B．物体所受的重力 C．物体的动能 D．人的个数【分析】量子一词来自拉丁语quantus，意为“多少”，代表“相当数量的某事”在物理学中常用到量子的概念，量子是一个不可分割的基本个体例如，一个“光的量子”是光的单位而量子力学、量子光学等等更成为不同的专业研究领域其基本概念是所有的有形性质也许是“可量子化的“量子化“指其物理量的数值会是一些特定的数值，而不是任意值解答】解：人数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的其它三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的故只有D正确；故选：D点评】量子化在高中要求较低，只需明确量子化的定义，知道“量子化“指其物理量的数值会是一些特定的数值即可9．（抚州期末）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是 （　　）A． B． C． D．【分析】要理解黑体辐射的规律：温度越高，辐射越强越大，温度越高，辐射的电磁波的波长越短。

解答】解：BD、黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故B、D错误AC、黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故C错误，A正确故选：A点评】顺利解决本题，一定要熟练记忆课本知识深刻理解教材的基本的内容，这是我们学好物理的捷径10．（芮城县校级期末）下列宏观概念是“量子化”的是（　　）A．物体的质量 B．木棒的长度 C．花生米的粒数 D．物体的动能【分析】量子一词来自拉丁语quantus，意为“多少”，代表“相当数量的某事”．在物理学中常用到量子的概念，量子是一个不可分割的基本个体．例如，一个“光的量子”是光的单位．而量子力学、量子光学等等更成为不同的专业研究领域．其基本概念是所有的有形性质也许是“可量子化的“．“量子化“指其物理量的数值会是一些特定的数值，而不是任意值．【解答】解：花生米的个数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的物体的质量、木棒的长度以及物体的动能这三个物理量的数值都可以取小数或分数，甚至取无理数也可以，因而是连续的，非量子化的。

故ABD错误，C正确故选：C。