课时作业(16) 普朗克黑体辐射理论-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2024）

3.B解析热力学第二定律是物理学家通过对大量自然现象 的分析，又总结了生产和生活经验得到的结论，是一个经验 课时作业（十六） 定律，它并不能通过理论和实验来证明，但它特合客观事实， 1.ACD解析根据热辐射的定义，选项A正确：根据热辐射和 因此是正确的：它揭示了热现象宏观过程的方向性，使人们 黑体辐射的特点知一般物体辐射电磁波的情况除与温度有 认识到第二类永动机不可能制成，对我们认识自然和利用自 关外，还与材料的种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑 然有着重要的指导意义，选项A、C、D错误，B正确. 体的温度有关，选项B错误，C正确：根据黑体的定义知，选 4.C解析一杯冷水自然放置，可以通过吸收空气中的热量使 项D正确. 得和周围的空气温度相同，而不可能变得比周围空气更热， 2.ACD解析由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度 选项A错误：由于和宣外没有热交换，并且压缩机工作时其 都增大，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温 电路中也会因为有电阻而产生热量，即产生的热量大于制冷 度降低时，上述变化都将反过来，选项A、C、D正确，B错误 量，故室内温度不降反升，选项B错误；热机的效率不可能达 3.A解析随着温度的升高，黑体辐射的强度与波长的关系 到100%，但是对蒸汽机不断苹新，可以把蒸汽的内能尽量 为：一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射 多地转化成机械能，选项C正确：根据热力学第二定律，不可 强度的极大值向波长较短的方向移动，由此规律可知选项A 能从单一热库吸收热量并转化为功而不引起其他的变化，利 正确. 用降低海水温度放出大量的热量来发电，降低海水温度的过 4.D解析折自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高， 程，消耗的能源更多，不能解决能源短缺的问题，选项D 辐射电磁波的本领越强，选项A错误：黑体在不断地辐射电 错误， 磁波，且温度越高最强福射波的波长越短，选项B错误：黑体 5.D解析对任何热机在工作时都不可避免地要向冷凝器的 对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射电磁 周围环境散发热量，总有能量的损失，因此其效率无法达到 波，肉眼能看到黑体，选项C错误；根据量子化的理论，黑体 100%,选项A错误；热量能从低温物体传到高温物体，但必 辐射电磁波的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整 须有外界的帮助，选项B错误；一切涉及热现象的物理过程 数倍，选项D正确. 都具有方向性，选项C错误；在热力学定律的基础上可以导 5.D解析提出能量的量子化假说的科学家是普朗克，选项D 出某物理过程的方向性，如气体的扩散、气体向真空的膨胀 正确. 等，选项D正确。 6.D解析由电磁波谱可知，紫光的波长最短，选项A错误；由 6.D解析能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到 e一hv可知，光的频率越大光的能量子越强，因七种色光中， 周围环境中无法再自动聚集起来，其满足热力学第一定律， 紫光的频率最大，则紫光的能量子最强，选项B、C错误，D 也符合热力学第二定律，能量在数量上并未减少，但在可利 正确。 用的品质上降低了；能量耗散反映了涉及热运动的宏观过程 都具有方向性，选项A、B、C错误，D正确. 7.A醞团每个光量子的能量e=加一贺，每钟发射的总能 7.BCD解析能量耗散是能量在转化的过程中有一部分以内 能的形式被周围环境吸收，遵循能量守恒定律，但使得能量 量为卫，则A-日裙，选项A正确 品质降低，选项A错误，B、D正确：耗散在环境中的内能很 难再被人类利用，选项C正确。 8.A圆罚察觉到绿光所接妆的最小功率P=,因只要每秒 8.D解扬能量在转化和转移过程中，总量是守恒的，但品质 有6个绿光的光子射入瞪孔，眼晴就能察觉，所以式中E-6e,又 降低了，且现有可利用的能源有限，故我们要注意节约能源， 选项D正确. e=加=A天，可得P-0-6X6X0X3X10W A 1×530×108 9.AC解析在孤立体系中发生的实际过程，其系统的总熵是 2.3×1018W,选项A正确. 增加的，它不可能减小，选项A正确，B错误；根据嫡增加原 9.B解析根据黑体辐射实验的规律可知，随着温度的升高， 理，系统总是自发地从比较有序的状态向更无序的状态发 一方面，各种波长的辐射强度I都有增强，另一方面，辐射强 展，选项C正确，D错误. 度的极大值向波长较短的方向移动，故若人体温度升高，则 10.C解析任何宏观的实际热现象都符合热力学第二定律， 人体热福射强度I增大，辐射强度极大值对应的波长入减 选项A错误；吸放热和做功均会改变内能，该过程没有违 小，选项B正确，A、C、D错误 反热力学第一定律，选项B错误；在实验过程中，热水内能 减少，一部分转移到低温物体，一部分转化为电能，热水一 10.B层ǖ由题意可知v一kU,则k=亡，其单位为1H/V= 定会降温，冷水一定会升温，选项C正确：能量守恒定律是 11 普遍定律，在实验过程中，热水的内能部分转化成电能，电 V,而h的单位为J·s,e的单位为C,故后的单位应为 能也部分转化成冷水的内能，特合能量守恒定律，选项D 1日。-1c81选项B正克 错误， 11.解析发电时水减少的势能△E,=mg△h=P*Shg△M,其中 11.解析(1)每个光子的能量e=w=c≈1.06×10知J,则每 Nh=h ，一天发电两次，转化成的电能E=2△EX10%, 秒电台发射的光子数N=P≈9.4X10∞个. P=E ，代入数值得P5.2X10kW (②)设环状天线每秒接收的最大光子数为n个，以电台发射 天线为球心，则半径为R的球面积S=4πR,而环状天线的 答案5.2×10kW 12解析由题图甲可知，使热量由低温物体传到高温物体必伴 面积S=,所以n=示N=376X10个，最大接收功 随着压缩机做功，即引起其他变化；对于第二种方式，热机 工作时，从高温物体吸收热量，只有一部分用来对外做功， ◆P=系P=4X10W 转变为机械能，另一部分热量要排放给低温物体，其表述示 答率(1)9.4×109个(2)3.76×103个4×10W 意图如图所示 12.解析人体表面的温度为 高温物体 Q T=2.90X10- 9.4Xi0-可K≈309K, 热机→P t=T-273℃=36℃. 人体辐射的能量子的值为 ↓g 低温物体 8==A无号=212×100】 答率见解析 答案36℃2.12×10-0J ·202·null