第13讲：普朗克黑体辐射理论【五大题型】-2024-2025学年高二下学期物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版（2019）选择性必修第三册）

第13讲：普朗克黑体辐射理论 【考点归纳】 · 考点一：热辐射理解 · 考点二：黑体与黑体辐射 · 考点三：黑体辐射实验规律 · 考点四：能量量子化 · 考点五：ε＝hν的应用 【知识归纳】 知识点01、黑体与黑体辐射 1．黑体：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． 2．黑体辐射 (1)定义：黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射． (2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． 技巧归纳： (1)黑体是一个理想化的物理模型． (2)黑体看上去不一定是黑的，有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮． 2．一般物体与黑体的比较 热辐射特点 吸收、反射特点 一般 物体 辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 知识点02.黑体辐射的实验规律 (1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值． (2)随着温度的升高 ①各种波长的辐射强度都有增加； ②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图所示． 知识点03：能量子 1．定义：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． 2．表达式：ε＝hν.其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率．h称为普朗克常量．h＝6.626 070 15×10－34 J·s. 3．能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的． 技巧归纳： 1．普朗克的量子化假设 (1)能量子 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，例如可能是ε或2ε、3ε……当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的．这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． (2)能量子表达式：ε＝hν ν是带电微粒的振动频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h＝6.62607015×10－34 J·s. (3)能量的量子化 在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化． 2．对能量量子化的理解 (1)物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态． (2)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化． 【题型归纳】 题型一：热辐射理解 1．（23-24高二下·宁夏银川）关于热辐射，下列说法正确的是（　　） A．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值 B．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 C．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的 D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动 【答案】A 【详解】A．根据黑体辐射规律可以知道一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值，故A正确； B．一般物体的热辐射，除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，故B错误； C．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，但不是所有黑体一定是黑的，故C错误； D．温度升高时,黑体辐射强度的极大值向波长减小的方向移动，故D错误。 故选A。 2．（24-25高二下·全国）关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（　　） A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波 B．物体温度越高，辐射强度越大 C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关 D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 【答案】B 【详解】A．所有物体均向外辐射电磁波，故A错误； B．根据黑体辐射的实验规律可知温度越高，辐射强度越大，故B正确； C．热辐射强度与材料种类及表面状况也有关，故C错误； D．常温下我们看到的不透明物体的颜色是物体反射光的颜色，透明物体的颜色是物体透过的光的颜色，故D错误。 故选B。 3．（21-22高二·全国·课后作业）关于热辐射，下列说法不正确的是（　　） A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较短的电磁波 B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多 C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色 D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性 【答案】A 【详解】A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较长的电磁波，以不可见的红外线为主，故A错误； B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，故B正确； C．给一块铁块加热，随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，故C正确； D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性，故D正确。 本题选错误的，故选A。 题型二：黑体与黑体辐射 4．（23-24高二下·江苏扬州·阶段练习）关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体吸收了绝大部分电磁波 B．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 【答案】D 【详解】A．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，选项A错误； B．根据黑体辐射规律：黑体辐射电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，与材料及表面状况无关，故B错误； C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较短的方向移动，选项C错误； D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律，选项D正确。 故选D。 5．（23-24高二上·全国·课前预习）关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　） A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 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．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 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，这个空腔就成了一个黑体 【答案】C 【详解】A．黑体自身辐射电磁波，不一定是黑的，故A错误； BC．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故 B错误，C正确； D．小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误。 故选C。 6．（2024高二·山西·学业考试）关于黑体辐射，下列说法正确的是（    ） A．温度太低的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律 D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】D 【详解】AB．理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射；一切物体都会辐射电磁波，故AB错误； CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，他认为黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故C错误，D正确。 故选D。 题型三：黑体辐射实验规律 7．（24-25高二下·重庆·期中）题图是在、两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（　　） A． B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向长波方向移动 C．随着温度的升高，各种波长的电磁波的辐射强度均增加 D．黑体辐射的强度不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关 【答案】C 【详解】AC．根据黑体辐射规律可知，温度升高，各种波长的辐射强度均增加，则有 故A错误，C正确； B．根据黑体辐射规律可知，随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动，故B错误； D．黑体辐射的强度仅与温度有关，与材料的种类及表面状况无关，故D错误。 故选C。 8．（23-24高二下·河北承德·期末）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（    ） A．温度升高，各波段的辐射强度均增大 B．温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好 D．德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好 【答案】A 【详解】A．由图可知，随着温度升高，各波段的辐射强度均增大，A正确； B．由图可知，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，B错误； CD．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符，CD错误。 故选A。 9．（23-24高二下·江苏无锡·阶段练习）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（　　） A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 B．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 D．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，在同一温度下，随波长的增大，辐射强度先增大后减小，并不是波长越短的电磁波辐射强度越大，故A错误； B．根据图像可知，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误； C．根据图像可知，随着温度升高，各种波长的辐射强度均增大，故C错误； D．黑体只能够发生热辐射，不能够发生热反射，可知，黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关，故D正确。 故选D。 题型四：能量量子化 10．（2023高二·全国·专题练习）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，关于能量子假说，下列说法不正确的是（　　） 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．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量，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】D 【详解】AD．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，故A正确，D错误； B．能量子假说认为，物质发射（或吸收）能量时，能量不连续，是一份一份进行的，每一份能量单位，称为“能量子”，故B正确； C．能量子的能量，其中为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故C正确。 本题选择不正确的，故选D。 11．（22-23高二上·山东临沂·期末）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，关于能量子假说，下列说法不正确的是（　　） A．物质辐射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份不可再分的最小能量值，称为“能量子” C．能量子假说中，能量子的能量，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】D 【详解】A．能量子假说认为物质辐射（或吸收）能量时，辐射（或吸收）的能量是不连续的，是一份一份进行的，故A正确，不符合题意； B．能量子假说中将每一份不可再分能量的最小值，称为“能量子”，故B正确，不符合题意； C．能量子假说中，能量子的能量，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故C正确不符合题意； D．能量子假说认为辐射（或吸收）的能量是不连续的，是一份一份进行的，故D错误，符合题意。 故选D。 12．（24-25高二下·全国·课后作业）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．能量子假说中将每一份最小能量值，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量，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 【详解】能量子假说认为，物体发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份最小能量值，称为“能量子”，能量子的能量 为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC正确，D错误。 故选ABC。 题型五：ε＝hν的应用 13．（22-23高二下·北京海淀·期中）在物理学中，只要等式成立，方程的两边应该具有相同的量纲，利用量纲分析，有时不用具体求解问题，就可以分析导出物理关系。例如，求一个物体在重力加速度g的影响下，下落高度h所需的时间，我们只需要构造一个表示时间的量，利用g和h，唯一可行的方法是，其中a是一个尚不确定的系数，它是无量纲的，无量纲系数是不重要的，我们不必写出，通常，一个物理量的量纲表达为四个基本量：M（质量），L（长度）T（时间）K（温度）的量纲。任意物理量x的量纲被记为，如速度v的量纲可表示为，根据以上描述，以质量、长度、时间和温度的量纲来表示普朗克常数h，其形式应为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】一份能量子等于，即 得 的单位时，的单位是，根据 ， 可得的单位等同于，即可得 故选A。 14．（19-20高三·全国·课后作业）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，根据热辐射理论，与辐射源的绝对温度的关系近似为，普朗克常量。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每份能量子（又叫作光子）的能量分别是（　　） A．     B．     C．    D．    【答案】B 【详解】由题意 则 根据公式 故选B。 15．（11-12高一·全国·课后作业）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 【双基达标】 一、单选题 1．（24-25高二下·全国）关于黑体与黑体辐射，下列说法错误的是（　　） A．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 C．黑体辐射随着温度的升高，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 D．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】B 【详解】A．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A正确； B．温度越高，一般物体辐射越强，所以一般物体辐射电磁波的强度按波长的分布与温度有关，故B错误； C．温度越高，则黑体辐射越强，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确； D．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍，故D正确。 本题选错误的，故选B。 2．（23-24高二下·山东聊城·阶段练习）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（    ） A．温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B．温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 C．英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好 D．德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好 【答案】A 【详解】A．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A正确； B．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故B错误； CD．德国物理学家普朗克借助于能量子假说，提出的黑体辐射强度公式与实验相符，故CD错误。 故选A。 3．（23-24高二上·江西·期中）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。 4、（22-23高二下·山西忻州·期中）对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体不会辐射电磁波 B．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 【答案】C 【详解】AB．一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，AB错误； CD．普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，C正确，D错误。 故选C。 5．（22-23高一下·陕西西安·期中）2018年11月26日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义。即。此次标准实施后，SI单位中的7个基本单位将全部建立即在不变的自然常数上，保证了SI单位的长期稳定性和通用性。由上述表达式可知普朗克常量h的单位可表示为（　　） A．N·s B．N·m C．J·s D．J·s-1 【答案】C 【详解】根据，h的单位是kg·m2·s-1 根据牛顿第二定律得 根据功的定义 所以h的单位是J·s。 故选C。 6．（22-23高二下·河南南阳·阶段练习）在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．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关 B．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波 C．在黑体辐射实验中，随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．爱因斯坦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 【答案】C 【详解】A． 一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，也与材料的种类及表面情况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，A错误； B．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，黑体会向外辐射电磁波，B错误； C．根据量子化的理论，黑体辐射随着温度的升高，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，C正确； D．普朗克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，D错误。 故选C。 7．（22-23高二下·陕西榆林·期中）某气体在、两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了、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>，图乙中> B．图甲中<，图乙中< C．图甲中<，图乙中> D．图甲中>，图乙中< 【答案】C 【详解】由图甲可知，温度为T2的图线中速率大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，故<。由图乙可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短方向移动，所以有>。 故选C。 8．（22-23高二上·宁夏吴忠·期末）有关黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系，此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献。如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，据此以下判断不正确的是（　　） A．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间 B．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 C．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加 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 【答案】B 【详解】AB．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大波长与最小波长之间，故A正确，不符合题意、B错误，符合题意； C．黑体辐射的强度与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故C正确，不符合题意； D．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，不符合题意。 故选B。 9．（2022高二上·江苏徐州）关于热辐射，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射电磁波 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 【答案】C 【详解】A．自然界任意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； B．一般物体辐射电磁波与温度、表面情况、材料有关，黑体辐射的电磁波只与温度有关，B错误； C．黑体辐射的实质是电磁辐射，C正确； D．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。 故选C。 10．（21-22高二下·湖南益阳·期末）关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．温度升高，辐射强度的极大值向频率较高的方向移动 C．黑体既反射电磁波，也向外辐射电磁波 D．爱因斯坦最先提出了能量子的概念，很好的解释了黑体辐射 【答案】B 【详解】AB．黑体辐射的实验规律即温度升高，其辐射强度的极大值向波长较短的方向（频率较高的方向）移动，A错误，B正确； C．黑体吸收电磁波而不向外反射电磁波，但黑体会向外辐射电磁波，C错误； D．普朗克最先提出了能量子的概念，很好的解释了黑体辐射，D错误。 故选B。 11．（2022高三·全国·专题练习）关于黑体和黑体辐射，下列叙述不正确的是（　　） A．玻尔通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 D．随着温度的升高，黑体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 【答案】A 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A错误，符合题意； B．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这样的物体称为黑体，故B正确，不符合题意； C．与一般材料的物体不同，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故C正确，不符合题意； D．随着温度的升高，一方面，黑体各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确，不符合题意。 故选A。 二、多选题 12．（24-25高二下·全国·课后作业）下列说法正确的是（　　） A．只有温度高的物体才会有热辐射 B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量 C．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以向外辐射电磁波 D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关 【答案】CD 【详解】A．任何物体在任何温度下均存在热辐射，只是温度越高，辐射的能量越多，故A错误； B．黑体不仅吸收能量，也可以向外界辐射能量，故B错误； C．黑体看上去不一定是黑的，黑体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔、一些发光的物体也被当作黑体来处理，故C正确； D．黑体辐射与一般物体辐射不同，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只依赖于物体的温度，与构成黑体的材料、形状无关，而一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关，故D正确。 故选CD。 13．（20-21高二下·吉林长春·阶段练习）关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　） A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 C．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．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，这个空腔就成了一个黑体 【答案】CD 【详解】A．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，A错误； B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长减小的方向移动，B错误； C．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，与实验结果相符，C正确； D．小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此带小孔的空腔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。 故选CD。 14．（24-25高二上·全国·课后作业）2001年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化，他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中，正确的是（　　） A．微波是一种波长较短的电磁波 B．微波和声波一样都只能在介质中传播 C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说 【答案】ACD 【详解】A．微波是一种波长较短的电磁波，故A正确； B．微波可以在真空中传播，声波只能在介质中传播，故B错误； C．由黑体辐射特征可知，黑体的热辐射实际上是电磁辐射，故C正确； D．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说，故D正确。 故选ACD。 15．（2021高三·全国·专题练习）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法正确的是（　　） 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．黑体的热辐射实质上是电磁辐射 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 【答案】ACD 【详解】A．由热辐射的定义：任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的性质。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射，可知一切物体都在辐射电磁波，故A正确； B．黑体辐射的特点是：理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射，其光谱特征仅与该黑体的温度有关，与黑体的材质无关；根据热辐射和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关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射只与黑体的温度有关，故B错误； CD．普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为能量是一份一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射本质上是电磁辐射，故CD正确。 故选ACD。 16．（2022高三·全国·专题练习）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．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量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 【详解】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，每一份能量单位，称为“能量子”，能量子的能量ε=hν，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC符合题意，D不符合题意。 故选ABC。 17．（22-23高二下·河南南阳·阶段练习）热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。在研究某一黑体辐射的实验规律时，得到了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系如图。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下（　　）    A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同 B．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动 C．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加 D．向外辐射的电磁波的总功率随温度升高而减小 【答案】BC 【详解】A．根据辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度不相同，温度越高，辐射强度越强，A错误； B．根据辐射强度图线可知，辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动，B正确； C．根据辐射强度图线可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，C正确； D．根据辐射强度图线可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，即向外辐射的电磁波的总功率随温度升高而增大，D错误。 故选BC。 18．（2022高三·全国·专题练习）热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。在研究某一黑体辐射的实验规律时，得到了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系如图。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下（　　） A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同 B．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动 C．向外辐射的电磁波的总功率随温度升高而减小 D．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的 【答案】BD 【详解】A．对于同一黑体，从图中可以看出，温度越高，向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度越大，故A错误； B．从图中可以看出，辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动，故B正确； C．从图中可以看出，随着温度的升高，各个波长的辐射强度均变大，故向外辐射的电磁波的总功率随温度升高而增大，故C错误； D．黑体可以辐射出任何波长的电磁波，在不同温度下，向外辐射的电磁波的波长范围是相同的，故D正确。 故选BD。 三、解答题 19．（24-25高二下·全国）某广播电台发射功率为10kW、在空气中波长为187.5m的电磁波，则： (1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？ (2)若发射的能量子四面八方视为均匀的，试求在离天线2.5km处直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率。 【答案】(1)个 (2)个    【详解】（1）每个能量子的能量 则每秒钟电台发射上述波长的光子数个 （2）设环状天线每秒钟接收的光子数为n个，以电台发射天线为中心，则半径为的球面积 而环状天线的面积 所以个 接收功率 20．（2021高三·北京·专题练习）太阳光垂直射到地面上时，地面S＝1m2的面积上接收的太阳光的功率P＝1.4kW其中可见光部分约占45%，普朗克常量h＝6.6×10﹣34J•s。（结果保留2位有效数字） (1)假如认为可见光的波长约为λ＝0.55μm，日地间的距离R＝1.5×1011m，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少； (2)若已知地球的半径R0＝6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率。 【答案】(1) 5.0×1044个；(2)2×1014kW 【详解】(1)根据题意有 P＝1.4kW＝1.4×103W 设地面上lm2的面积上每秒接受的可见光子数为n，则有 代入数据解得 n＝1.75×1021个/m2 设想一个以太阳为球心，以日地间距离R为半径的大球面包围着太阳，大球面接受的光子数即太阳辐射的全部光子数，则所求的可见光光子数为 N＝n×4πR2＝1.75×1021×4×3.14×（1.5×1011）2＝5.0×1044个 (2)地球背着阳光的半个球面没有接收到太阳光，地球向阳的半个球面面积也不都与太阳光垂直，接收太阳光辐射且与太阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积，则地球接受太阳光的总功率为 P地＝P•πR02＝1.4×3.14×（6.4×106）2＝2×1014kW 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第13讲：普朗克黑体辐射理论 【考点归纳】 · 考点一：热辐射理解 · 考点二：黑体与黑体辐射 · 考点三：黑体辐射实验规律 · 考点四：能量量子化 · 考点五：ε＝hν的应用 【知识归纳】 知识点01、黑体与黑体辐射 1．黑体：某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体． 2．黑体辐射 (1)定义：黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射． (2)黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． 技巧归纳： (1)黑体是一个理想化的物理模型． (2)黑体看上去不一定是黑的，有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮． 2．一般物体与黑体的比较 热辐射特点 吸收、反射特点 一般 物体 辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 知识点02.黑体辐射的实验规律 (1)温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值． (2)随着温度的升高 ①各种波长的辐射强度都有增加； ②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图所示． 知识点03：能量子 1．定义：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． 2．表达式：ε＝hν.其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率．h称为普朗克常量．h＝6.626 070 15×10－34 J·s. 3．能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的． 技巧归纳： 1．普朗克的量子化假设 (1)能量子 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，例如可能是ε或2ε、3ε……当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的．这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． (2)能量子表达式：ε＝hν ν是带电微粒的振动频率，h是一个常量，后人称之为普朗克常量，其值为h＝6.62607015×10－34 J·s. (3)能量的量子化 在微观世界中能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫作能量的量子化． 2．对能量量子化的理解 (1)物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态． (2)在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化． 【题型归纳】 题型一：热辐射理解 1．（23-24高二下·宁夏银川）关于热辐射，下列说法正确的是（　　） A．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值 B．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 C．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的 D．温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动 2．（24-25高二下·全国）关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（　　） A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波 B．物体温度越高，辐射强度越大 C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关 D．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 3．（21-22高二·全国·课后作业）关于热辐射，下列说法不正确的是（　　） A．物体在室温下辐射的主要成分是波长较短的电磁波 B．随着温度的升高，热辐射中波长较短的成分越来越多 C．给一块铁块加热，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色 D．辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性 题型二：黑体与黑体辐射 4．（23-24高二下·江苏扬州·阶段练习）关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体吸收了绝大部分电磁波 B．黑体辐射规律除与温度有关之外，还与材料及表面状况有关 C．黑体辐射中温度越高，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．普朗克提出能量子假说完美解释了黑体辐射实验规律 5．（23-24高二上·全国·课前预习）关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　） A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 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．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 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，这个空腔就成了一个黑体 6．（2024高二·山西·学业考试）关于黑体辐射，下列说法正确的是（    ） A．温度太低的物体不会辐射电磁波 B．黑体不会辐射电磁波 C．爱因斯坦通过提出的能量子假说，很好地解释了黑体辐射规律 D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 题型三：黑体辐射实验规律 7．（24-25高二下·重庆·期中）题图是在、两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（　　） A． B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向长波方向移动 C．随着温度的升高，各种波长的电磁波的辐射强度均增加 D．黑体辐射的强度不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关 8．（23-24高二下·河北承德·期末）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（    ） A．温度升高，各波段的辐射强度均增大 B．温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好 D．德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好 9．（23-24高二下·江苏无锡·阶段练习）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（　　） A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 B．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 D．黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况无关 题型四：能量量子化 10．（2023高二·全国·专题练习）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，关于能量子假说，下列说法不正确的是（　　） 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．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量，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 11．（22-23高二上·山东临沂·期末）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，关于能量子假说，下列说法不正确的是（　　） A．物质辐射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B．能量子假说中将每一份不可再分的最小能量值，称为“能量子” C．能量子假说中，能量子的能量，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 12．（24-25高二下·全国·课后作业）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．能量子假说中将每一份最小能量值，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量，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 题型五：ε＝hν的应用 13．（22-23高二下·北京海淀·期中）在物理学中，只要等式成立，方程的两边应该具有相同的量纲，利用量纲分析，有时不用具体求解问题，就可以分析导出物理关系。例如，求一个物体在重力加速度g的影响下，下落高度h所需的时间，我们只需要构造一个表示时间的量，利用g和h，唯一可行的方法是，其中a是一个尚不确定的系数，它是无量纲的，无量纲系数是不重要的，我们不必写出，通常，一个物理量的量纲表达为四个基本量：M（质量），L（长度）T（时间）K（温度）的量纲。任意物理量x的量纲被记为，如速度v的量纲可表示为，根据以上描述，以质量、长度、时间和温度的量纲来表示普朗克常数h，其形式应为（　　） A． B． C． D． 14．（19-20高三·全国·课后作业）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，根据热辐射理论，与辐射源的绝对温度的关系近似为，普朗克常量。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每份能量子（又叫作光子）的能量分别是（　　） A．     B．     C．    D．    15．（11-12高一·全国·课后作业）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。 【双基达标】 一、单选题 1．（24-25高二下·全国）关于黑体与黑体辐射，下列说法错误的是（　　） A．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 C．黑体辐射随着温度的升高，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 D．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍 2．（23-24高二下·山东聊城·阶段练习）四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（    ） A．温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B．温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 C．英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好 D．德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好 3．（23-24高二上·江西·期中）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 4、（22-23高二下·山西忻州·期中）对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体不会辐射电磁波 B．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波 C．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍 D．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律 5．（22-23高一下·陕西西安·期中）2018年11月26日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义。即。此次标准实施后，SI单位中的7个基本单位将全部建立即在不变的自然常数上，保证了SI单位的长期稳定性和通用性。由上述表达式可知普朗克常量h的单位可表示为（　　） A．N·s B．N·m C．J·s D．J·s-1 6．（22-23高二下·河南南阳·阶段练习）在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．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关 B．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波 C．在黑体辐射实验中，随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．爱因斯坦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 7．（22-23高二下·陕西榆林·期中）某气体在、两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了、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>，图乙中> B．图甲中<，图乙中< C．图甲中<，图乙中> D．图甲中>，图乙中< 8．（22-23高二上·宁夏吴忠·期末）有关黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系，此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献。如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，据此以下判断不正确的是（　　） A．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间 B．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大 C．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加 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 9．（2022高二上·江苏徐州）关于热辐射，下列说法正确的是（　　） A．只有高温物体才辐射电磁波 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 10．（21-22高二下·湖南益阳·期末）关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 B．温度升高，辐射强度的极大值向频率较高的方向移动 C．黑体既反射电磁波，也向外辐射电磁波 D．爱因斯坦最先提出了能量子的概念，很好的解释了黑体辐射 11．（2022高三·全国·专题练习）关于黑体和黑体辐射，下列叙述不正确的是（　　） A．玻尔通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 D．随着温度的升高，黑体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 二、多选题 12．（24-25高二下·全国·课后作业）下列说法正确的是（　　） A．只有温度高的物体才会有热辐射 B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量 C．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以向外辐射电磁波 D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关 13．（20-21高二下·吉林长春·阶段练习）关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　） A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较长的方向移动 C．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．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，这个空腔就成了一个黑体 14．（24-25高二上·全国·课后作业）2001年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化，他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中，正确的是（　　） A．微波是一种波长较短的电磁波 B．微波和声波一样都只能在介质中传播 C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说 15．（2021高三·全国·专题练习）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法正确的是（　　） 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．黑体的热辐射实质上是电磁辐射 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 16．（2022高三·全国·专题练习）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．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量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 17．（22-23高二下·河南南阳·阶段练习）热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。在研究某一黑体辐射的实验规律时，得到了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系如图。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下（　　）    A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同 B．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动 C．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加 D．向外辐射的电磁波的总功率随温度升高而减小 18．（2022高三·全国·专题练习）热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波的现象，辐射强度是指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。在研究某一黑体辐射的实验规律时，得到了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系如图。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则由辐射强度图线可知，同一黑体在不同温度下（　　） A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同 B．辐射强度的极大值随温度升高而向短波方向移动 C．向外辐射的电磁波的总功率随温度升高而减小 D．向外辐射的电磁波的波长范围是相同的 三、解答题 19．（24-25高二下·全国）某广播电台发射功率为10kW、在空气中波长为187.5m的电磁波，则： (1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？ (2)若发射的能量子四面八方视为均匀的，试求在离天线2.5km处直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率。 20．（2021高三·北京·专题练习）太阳光垂直射到地面上时，地面S＝1m2的面积上接收的太阳光的功率P＝1.4kW其中可见光部分约占45%，普朗克常量h＝6.6×10﹣34J•s。（结果保留2位有效数字） (1)假如认为可见光的波长约为λ＝0.55μm，日地间的距离R＝1.5×1011m，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少； (2)若已知地球的半径R0＝6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$