第4章 1 普朗克黑体辐射理论(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

[基础训练] 1．以下宏观概念，哪个是“量子化”的(　　) A．木棒的长度 B．物体的质量 C．物体的动量 D．学生的个数 解析　所谓“量子化”是不连续的，一份一份的，故选项D正确。 答案　D 2．(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是(　　) A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收 B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C．吸收的能量可以是连续的 D．辐射和吸收的能量是量子化的 解析　根据普朗克能量子假说，带电粒子的能量只能是某一最小值ε的整数倍，能量的辐射、吸收要一份一份地进行，故A、B、D正确。 答案　ABD 3．(多选)在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，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像，则下列说法正确的是(　　) A．T1>T2 B．T1<T2 C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低 D．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 解析　一般材料的物体，辐射电磁波的情况与物体的温度(T)、辐射波的波长、时间的长短和表面状况有关，而黑体的辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关。实验表明，随着温度的升高，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。由题图可知λ1<λ2，T1>T2，本题正确选项为A、D。 答案　AD 4．红、橙、黄、绿四种色光中，光子能量最小的是(　　) A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光 答案　A 5．下列关于热辐射和黑体辐射说法不正确的是(　　) A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．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 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 解析　一切物体都在辐射电磁波，故A正确；一般物体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与材料的种类和表面状况有关，故B不正确；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C正确；能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故D正确。本题选不正确的，故选B。 答案　B 6．能正确解释黑体辐射实验规律的是(　　) A．能量的连续经典理论 B．普朗克提出的能量量子化理论 C．以上两种理论体系任何一种都能解释 D．牛顿提出的能量微粒说 解析　根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确。 答案　B 7．很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少。关于其中原理，下列说法正确的是(　　) A．人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B．仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关 C．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强 D．被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强 答案　C 8．在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用。蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的。假设老鼠的体温约37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λ。根据热辐射理论，λ与辐射源的绝对温度T的关系近似为Tλ＝2.90×10－3 m·K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为(　　) A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 m C．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m 解析　由Tλ＝2.90×10－3 m·K可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为λ＝＝ m≈9.4×10－6 m，B正确。 答案　B [能力提升] 9．(多选)根据黑体辐射的实验规律，以下判断正确的是(　　) A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 B．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波的波长不是最长的，也不是最短的，而是处在最长与最短波长之间 C．温度越高，辐射强度的极大值就越大 D．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短 解析　在同一温度下，辐射强度最大的电磁波的波长不是最长的，也不是最短的，而是处在最长与最短波长之间，故A错误，B正确；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，且辐射强度的极大值也就越大，C正确；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D正确，故选BCD。 答案　BCD 10．(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 解析　根据普朗克能量子假说知，A错误，B、C正确；普朗克能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，D错误。 答案　BC 11．赫兹在一次实验中测得某电磁波的周期为1.4×10－7 s，波长为4.8 m，由此算出的电磁波的波速为多少？辐射的能量子ε的值是多少？ 解析　v＝λν＝＝ m/s≈3.43×107 m/s，ε＝hν＝＝ J≈4.7×10－27 J。 答案　3.43×107 m/s　4.7×10－27 J 12．一个手电筒的灯泡在3 V电压下通过0.25 A的电流，灯泡所发出的光经聚光后形成一个面积为10 cm2的平行光束，如果灯泡消耗的能量有1%转化为波长为0.6 μm的可见光，求： (1)沿光的传播方向上1 m长的光束内含光子的个数； (2)光束垂直照射的物体表面上平均1 s内1 cm2面积上接收到的光子数。 解析　(1)手电筒1 s内消耗的能量为W＝UIt＝3×0.25×1 J＝0.75 J。设每秒内转化为0.6 μm可见光的光子数为n，则nh＝1%×W，现将已知条件代入得n＝＝个≈2.26×1016个。设光在传播方向上传播1 m所用的时间为t′，则t′＝＝×10－8 s，故沿光的传播方向上传播1 m长的光束内的光子数为n′＝nt′＝2.26×1016××10－8个≈7.53×107个。 (2)在光束垂直照射的物体表面上，平均1 s内1 cm2面积上接收到的光子数n″＝个＝2.26×1015个。 答案　(1)7.53×107个　(2)2.26×1015个 学科网（北京）股份有限公司 $$