课时测评16 普朗克黑体辐射理论-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

课时测评16　普朗克黑体辐射理论 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题5分，共60分) 1．(2024·河南开封市高二联考)如图所示的辐射式温度计，是根据黑体辐射规律设计的，通过检测物体辐射强度，推知物体的辐射温度。如果被测物体的温度升高了，关于物体的辐射强度以及辐射强度的极大值移动方向，正确的是(　　) A．辐射强度增大，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．辐射强度增大，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 C．辐射强度减小，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D．辐射强度减小，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 答案：B 解析：黑体辐射的特点是随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以各种热辐射的强度都增大；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。故选B。 2．(多选)1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是(　　 ) A．物质发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将不可再分的最小能量值叫作能量子 C．能量子假说中的能量子ε＝hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量 D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 答案：ABC 解析：能量子假说认为，物质发射(或吸收)能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，将不可再分的最小能量值叫作能量子，能量子ε＝hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，A、B、C正确，D错误。 3．氦氖激光器发出波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mW时(已知h＝6.63×10-34 J·s)，每秒发出的能量子数为(　　 ) A．2.2×1015个 B．3.2×1015个 C．2.2×1014个 D．3.2×1014个 答案：B 解析：一个能量子的能量为ε＝hν＝h，激光器的功率为1 mW时，每秒发出的能量子数为n＝＝＝个≈3.2×1015个，故B正确。 4．关于黑体辐射，下列说法正确的是(　　 ) A．一切物体只有在吸收电磁波的同时才会辐射电磁波 B．黑体在不断地辐射电磁波，且温度越高辐射强度越小 C．黑体对于外界入射的电磁波只吸收而不反射，因此肉眼看不到黑体 D．黑体辐射电磁波的能量不是连续的，而是某个能量值的整数倍 答案：D 解析：自然界的任何物体都向外辐射电磁波，故A错误；黑体在不断地辐射电磁波，且温度越高辐射强度越大，故B错误；黑体对于外界入射的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射电磁波，肉眼能看到黑体，故C错误；根据量子化的理论，黑体辐射电磁波的能量是不连续的，是某一最小能量值的整数倍，故D正确。 5．(多选)关于对普朗克能量子假说的认识，下列说法正确的是(　　) A．振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值ε B．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍 C．能量子与电磁波的频率成正比 D．这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 答案：BC 解析：由普朗克能量子假说可知带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍，A、D错误，B正确；能量子ε＝hν，与电磁波的频率ν成正比，C正确。 6.(2024·浙江嘉兴市高二期中)如图所示，高效而环保的光催化捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子。捕蚊器发射的紫外线的频率为8.0×1014 Hz，普朗克常量h取6.6×10-34 J·s，则下列说法正确的是(　　) A．紫外线可用于加热理疗 B．紫外线的频率比可见光小 C．该紫外线在真空中的波长为2.4×1023 m D．该紫外线的能量子为5.28×10-19 J 答案：D 解析：红外线的热效应显著，红外线用来加热理疗，而紫外线的化学作用与荧光作用显著，常用来杀菌和消毒，故A错误；紫外线的频率比可见光高，B错误；该紫外线在真空中的波长为λ＝＝ m＝3.75×10-7 m，故C错误；该紫外线的能量子为ε＝hν＝6.6×10-34×8.0×1014 J＝5.28×10-19 J，故D正确。故选D。 7．蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm，根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为λmT＝2.90×10-3 m·K，普朗克常量h＝6.626×10-34 J·s，光速为c＝3×108 m/s，T＝t＋273 K。那么老鼠发出最强的热辐射的波长和老鼠发出的这种最强的热辐射能量子分别是(　　) A．7.8×10-5 m、1.89×10-20 J B．9.4×10-6 m、2.11×10-20 J C．1.16×10-4 m、2.11×10-18 J D．9.7×10-8 m、1.10×10-20 J 答案：B 解析：由题意λmT＝2.90×10-3 m·K，则λm＝ m≈9.4×10-6 m，则ε＝h＝6.626×10-34× J≈2.11×10-20 J，故选B。 8．(2024·河南新乡市高二期末)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辐射强度与其波长的关系时，得到如图所示的图线，图中横轴表示电磁波的波长λ，纵轴表示某种波长的电磁波的辐射强度，则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 答案：D 解析：由题图可知，对于同一物体，随着温度的升高，一方面，各种波长的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。 9．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，黑体辐射的实验规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　) A．图甲中T1>T2，图乙中T1>T2 B．图甲中T1<T2，图乙中T1<T2 C．图甲中T1<T2，图乙中T1>T2 D．图甲中T1>T2，图乙中T1<T2 答案：C 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，故对应的温度较高，故T1<T2。题图乙中，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，所以有T1>T2。故选C。 10．人眼对绿光较为敏感，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(能量子)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3×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率约为(　　) A．2.3×10-18 W B．3.8×10-19 W C．7.0×10-10 W D．1.2×10-18 W 答案：A 解析：察觉到绿光所接收到的最小功率P＝，因为只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，所以式中E＝6ε，又ε＝hν＝h，可得P＝＝ W≈2.3×10-18 W，故选A。 11．2022年，我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星，首次实现了地球上相距1 200公里两个地面站之间的量子态远程传输，这次实验的成功，意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步。下列关于量子化的说法正确的是(　　) A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B．物体的长度是量子化的 C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的 D．能量子与电磁波的频率成反比 答案：C 解析：普朗克首先提出了“能量子”的概念，A错误；物体的长度是连续的，B错误；对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的，是元电荷的整数倍，C正确；根据ε＝hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，D错误。 12．(多选)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6 m，功率为5.0×10-3 W的连续激光。已知可见光波长的数量级为10-7 m，普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s，光速c＝3×108 m/s，该激光器发出的(　　) A．是紫外线 B．是红外线 C．光子(能量子)约为1.3×10-18 J D．光子(能量子)数约为每秒3.8×1016个 答案：BD 解析：该激光器发射激光的波长大于可见光的波长，属于红外线，故A错误，B正确；光子能量ε＝h＝6.63×10-34× J≈1.3×10-19 J，故C错误；每秒发出的光子数n＝＝个≈3.8×1016个，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$