第4.1节 普朗克黑体辐射理论（分层练习）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第4.1课 普朗克黑体辐射理论 ID： 一、单选题 1．关于电磁波的发现及应用、能量量子化，下列说法正确的是（　　） A．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术 B．X射线具有辐射性，可用来通信和广播 C．能量量子化指能量的连续性，微观粒子的能量值可以是任意值 D．普朗克提出了能量子假说，解决了黑体辐射的理论困难，提出了“量子”概念 2．在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（　　） A．黑体即不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关 C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的 D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波 3．下列说法正确的是（　　） A．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波 C．单个光子通过单缝后，底片上就会出现完整的衍射图样 D．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏 4．下列说法不符合物理学史的是（  ） A．牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中 B．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值 C．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动 D．开普勒行星运动定律是开普勒在其导师第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的 二、多选题 5．如果给一个铁块不断加热，则（　　） A．铁块依次呈现暗红、赤红、橘红、黄白色等颜色 B．铁块依次呈现暗红、橘红、赤红、黄白色等颜色 C．铁块辐射出的电磁波中长波成分越来越多 D．铁块辐射出的电磁波中短波成分越来越多 6．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是 A．T1 >T2 B．T1<T2 C．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长 D．温度越高，辐射强度的极大值就越大 三、解答题 7．某广播电台的发射功率为25kW，发射的是在空气中波长为187.5m的电磁波，则：（普朗克常量，光速） （1）该电台每秒从天线发射多少个能量子？ （2）若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的，求在离天线2.5km处，直径为2m的球状天线每秒接收的能量子数以及接收功率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4.1课 普朗克黑体辐射理论 ID： 一、单选题 1．关于电磁波的发现及应用、能量量子化，下列说法正确的是（　　） A．利用红外线的热效应能杀菌消毒，夜视仪利用了红外成像技术 B．X射线具有辐射性，可用来通信和广播 C．能量量子化指能量的连续性，微观粒子的能量值可以是任意值 D．普朗克提出了能量子假说，解决了黑体辐射的理论困难，提出了“量子”概念 【答案】D 【详解】A．紫外线具有杀菌消毒的功能，红外线不具有该功能，故A错误； B．X射线具有辐射性，不能用来通信和广播，故B错误； C．能量量子化是指微观粒子的能量值只能是一个最小能量单位的整数倍，是不连续性，故C错误； D．普朗克提出了能量子假说，不但解决了黑体辐射的理论困难，而且更重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学史上崭新的一页，故D正确。 故选D。 2．在能量量子化研究的历程中，以下说法中正确的是（　　） A．黑体即不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关 C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的 D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并用实验捕捉到了电磁波 【答案】C 【详解】A．黑体不反射电磁波，但会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故A错误； B．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故B错误； C．类似于能量的量子化，任何物体的带电量也是“量子化”的，即只能是元电荷的整数倍，故C正确； D．麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹用实验捕捉到了电磁波，故D错误。 故选C。 3．下列说法正确的是（　　） A．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波 C．单个光子通过单缝后，底片上就会出现完整的衍射图样 D．光子通过单缝的运动路线像水波一样起伏 【答案】B 【详解】A．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关，故A错误； B．能完全吸收入射的各种波长的电磁波的理想物体叫做黑体，故B正确； C．单个光子通过单缝后，要经过足够长的时间，底片会出现完整的衍射图样，故C错误； D．光子通过单缝后，体现的是粒子性，故D错误。 故选B。 4．下列说法不符合物理学史的是（  ） A．牛顿对引力常量G进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中 B．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值 C．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动 D．开普勒行星运动定律是开普勒在其导师第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的 【答案】A 【详解】A、牛顿发现万有引力定律，于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中，英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，故A不符合物理学史，B符合物理学史； C、20世纪的20年代建立了量子力学理论，它使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动，故C符合物理学史； D、开普勒行星运动定律是开普勒在其导师第谷留下的观测记录的基础上整理和研究而来的，故D符合物理学史． 点睛：本题考查物理学史，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． 二、多选题 5．如果给一个铁块不断加热，则（　　） A．铁块依次呈现暗红、赤红、橘红、黄白色等颜色 B．铁块依次呈现暗红、橘红、赤红、黄白色等颜色 C．铁块辐射出的电磁波中长波成分越来越多 D．铁块辐射出的电磁波中短波成分越来越多 【答案】AD 【详解】AB．由于不断加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色， B错误A正确； CD．随着温度的升高，辐射出的电磁波能量越来越高，短波成分越来越多， C错误D正确。 故选AD。 6．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是 A．T1 >T2 B．T1<T2 C．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长 D．温度越高，辐射强度的极大值就越大 【答案】AD 【详解】AB．不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，温度越高向外辐射的能量中波长小的波越多，所以T1>T2.故A正确，B错误； C．向外辐射强度最大的电磁波的波长随温度升高而减小，故C错误； D．由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故D正确． 故选AD． 三、解答题 7．某广播电台的发射功率为25kW，发射的是在空气中波长为187.5m的电磁波，则：（普朗克常量，光速） （1）该电台每秒从天线发射多少个能量子？ （2）若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的，求在离天线2.5km处，直径为2m的球状天线每秒接收的能量子数以及接收功率。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）每份能量子的能量为 电台每秒发射的能量子数为 解得 （2）以电台天线为球心，半径为的球面积为 直径为2m的球状天线接收能量子的有效面积为 设球状天线每秒接收的能量子数为，则有 球状天线每秒接收的能量子的接收功率为 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$