高效作业20 1 普朗克黑体辐射理论-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套课件PPT（人教版）

高效作业20 [1　普朗克黑体辐射理论] [A级　新教材落实与巩固] 1．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知，下列说法错误的是　(　 　) 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B 【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。本题选错误选项，故选B。 2．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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A 【解析】 任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高，辐射的能量越多，故A错误；能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，故B、C正确；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，故D正确。 3．关于热辐射，下列说法正确的是(　 　) A．低温物体不向外辐射电磁波 B．物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射 D．黑体不能完全吸收入射的各种波长的电磁波 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 C 【解析】 自然界任何物体都向外辐射电磁波，温度越高，辐射电磁波的本领越强，A错误；一般物体辐射电磁波的情况与温度、表面情况、材料有关，黑体辐射电磁波的强度只与温度有关，B错误；黑体辐射的实质是电磁辐射，C正确；能完全吸收入射的各种波长的电磁波的理想物体叫作黑体，D错误。 4．下列关于热辐射和黑体辐射的说法正确的是(　 　) A．只有一部分物体辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的强度与温度无关 C．黑体不可以向外辐射电磁波 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D 【解析】 一切物体都在辐射电磁波，A错误；一般物体辐射电磁波的情况与温度、表面状况、材料种类都有关，B错误；黑体可以向外辐射电磁波，C错误；能100%吸收入射到其表面的各种波长的电磁波，这样的物体称为黑体，D正确。 5． 2015年，中国发射卫星“悟空”，用来探测暗物质粒子和黑洞。黑洞是黑体的一种，关于黑体，下列说法正确的是 (　 　) A．外表面涂成黑色的物体就是黑体 B．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波 C．在空腔壁上开一个很小的孔，射入孔的电磁波最终不能从空腔射出，这个带小孔的空腔就成了黑体 D．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 C 【解析】 黑体是能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体，黑体本身能够向外辐射电磁波，A、B错误；在空腔壁上开一个很小的孔，射入孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个带小孔的空腔就成了黑体，C正确；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，D错误。 6．(多选)下列宏观概念是“量子化”的是(　 　) A．物体的电荷量 B．物体的质量 C．物体的动量 D．学生的个数 【解析】 “量子化”应该是不连续的，一份一份的，A、D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 AD 7．第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h及米和秒来定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的值为6.63×10-34 J·s，则h的单位“J·s”用国际单位制中的基本单位表示为(　 　) A. kg·m2/s2 B. kg·m2/s C. N·s/m D. N·m·s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B 8．(多选)下列关于辐射强度与波长的关系的说法正确的是(　 　) A．物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波 B．当铁块呈现黑色时，说明它的温度不太高 C．当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强 D. 早、晚时分太阳呈红色，而中午时分呈白色，说明中午时分太阳温度最高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 BC 【解析】 物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，选项A错误。铁块呈现黑色，是因为它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外线部分，甚至波长更长，说明它的温度不太高，选项B正确。当铁块的温度较高时会呈现赤红色，说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强，选项C正确。太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是因为大气吸收与反射了部分光，不能说明中午时分太阳温度最高，选项D错误。 9．“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示出来。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是(　 　) A．I增大，λ增大 B．I增大，λ减小 C．I减小，λ增大 D．I减小，λ减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B 【解析】 根据黑体辐射的实验规律可知，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增强，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故若人体温度升高，则人体热辐射强度I增大，辐射强度的极大值对应的波长λ减小，故B项正确。 [B级　素养养成与评价] 10．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，符合黑体辐射实验规律的是(　 　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D 【解析】 黑体辐射的波长分布情况随温度而变，温度越高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确。 11．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．7.0×10-10 W D．1.2×10-18 W 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A 12．黑体辐射强度与其辐射光波长的关系图像如图所示，则下列说法错误的是(　 　) A．T1>T2 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度 有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C．普朗克提出的能量量子化理论很好地解释了黑体辐射的实验规律 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，这个带小孔的空腔就成了一个黑体 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B 【解析】 由题图可知，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，所以T1>T2，故A正确，不符合题意；黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意；普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好地解释了黑体辐射的实验规律，故C正确，不符合题意；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，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，这个带小孔的空腔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。 13．下列叙述正确的是(　 　) A．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 B．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长 C．爱因斯坦首次提出能量子假说，成功解释了黑体辐射规律 D．奥斯特发现了电流的磁效应，赫兹预言了电磁波的存在 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 B 【解析】 一般物体辐射电磁波的情况与物体温度、材料以及物体表面状况有关，故A错误；根据电磁波谱可知，不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，故B正确；普朗克首次提出能量子假说，完美地解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；奥斯特发现了电流的磁效应，麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，故D错误。 14．热辐射是指所有物体都要向外辐射电磁波的现象。辐射强度指垂直于电磁波传播方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量。在研究同一物体在不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时，得到下图所示的图线，图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示某种波长的电磁波的辐射强度。由Mλ­-λ图像可知，同一物体在不同温度下(　 　) A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同 B．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的 C．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小 D．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D 【解析】 由Mλ­-λ图像可知，对于同一物体，随着温度的升高，一方面，各种波长电磁波的辐射强度都有所增加，向外辐射的电磁波的总能量增大；另一方面，辐射强度的极大值向短波方向移动，波长范围增大，A、B、C错误，D正确。 15．一些重大物理现象和物理理论的发现常常同基本物理常量的发现和准确测定密切相关。在国际单位制中，下列物理常量的单位正确的是(　 　) A．普朗克常量h的单位是J·s B．引力常量G的单位是N·m/kg2 C．劲度系数k 的单位是kg·m2/s2 D．动摩擦因数μ 的单位是N/kg 【解析】 普朗克常量h的单位是J·s，故A正确；引力常量G的单位是N·m2/kg2，故B错误；劲度系数k的单位是kg/s2，故C错误；动摩擦因数μ没有单位，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 A 16．某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是(　 　) A. 图甲中T1>T2 B. 图乙中T1<T2 C. 图甲中温度升高，所有分子的速率都增大 D. 图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D 【解析】 由题图甲可知，温度为T2的图线中速率大的分子占据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的温度较高，T1＜T2；温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定每一个气体分子的速率都增大，故A、C错误。由题图乙可以看出，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，则T1>T2，故B错误，D正确。 感谢聆听，再见！ 【解析】 1 J·s＝1 N·m·s＝1 kg··m·s＝1 kg·m2/s，故选B。 【解析】 因为每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以人眼能察觉到绿光时所接收的最小功率P＝，式中E＝6ε，t＝1 s，又ε＝hν＝h，解得P＝6× W≈2.3×10-18 W，故A项正确。 $$