第4章 1. 普朗克黑体辐射理论-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习册（人教版）

练习册参考答案与解析么 能的增加量小于重物做功的大小.(3)20kg的重物高 做功为W2=p△V=1×10×20J=2×106J,气体从 度下降5m,水温升高0.5℃，即1kg的重物高度下 状态C到状态A,温度不变，可知△U=0,由热力学第 降1m,水温升高0.005℃，则有25kg的重物高度下 一定律可知Q=△U-(W1十W2)=一2X105J,负号 降1m,水温升高0.125℃，要使水温升高2.5℃，根 表示放热。 据比例可知需要下降的高度为20m. 第四章原子结构和波粒二象性 12.(1)AD(2)50:10 【解析】(1)根据盖一吕萨克定律可知，当压强不变时， 第1节普朗克黑体辐射理论 对于一定质量的理想气体其子不变，所以温度升高 【基础过关练】 1.D【解析】任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越 时，被封空气的压强跟大气压强相等保持不变，可知 高辐射的能力越强，故A错误；能够完全吸收人射的各 瓶内气体体积增大，A正确，温度升高时，瓶内气体分 种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体 子的平均动能增大，而不是每个气体分子的动能都增 不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较 大，B错误；温度升高，瓶内气体分子的平均动能增 强的辐射，看起来也可以很明亮，故B、C错误：黑体辐 大，由于气体压强保持不变，根据气体压强的微观意 射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关， 义可得瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面 与构成黑体的材料、形状无关，而一般物体辐射电磁波 积的次数减少，C错误，D正确.(2)设水平玻璃管的 的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面情况 横截面积为S,油柱从状态α到状态b的过程中移动的 有关，故D正确. 长度为△L,可得气体对外做的功为W=F△L=· 2.B【解析】根据能量子公式e=hv可知，光子的能量与 S·△L=·△V=1×105×(2.5-2)×103J= 它的频率成正比，故A、C、D错误，B正确： 50J,根据热力学第一定律，气体的内能增加了△U= 3.C【解析】能量e的单位为J,频率y的单位为s,所 60J-50J=10J. 13.(1)气体做等温变化，初态V1=6.0×103mL,力= 以h的单位为J·s,而1J=1N·m=1g:四，m,则 ,末态V2=3.5X103mL+V,p=1.2po,由玻意耳 普朗克常量的单位用国际单位制基本单位表示为 定律得V1=1.2,V2,解得V=1.5×103mL. g:严.s=g:m,故选C (2)由热力学第一定律，即△U=W十Q,因温度没有变 82 化，则内能没有变化，△U=0,又W=504J-395J= 4.B【解析】根据黑体辐射的实验规律，随着温度升高， 各种波长的辐射强度都有增加，所以人体热辐射的强 109J,解得Q=一109J,所以活塞A、B间气体放出热 度I增大：随着温度的升高，辐射强度的峰值向波长较 量为109J. 短的方向移动，所以入减小 14.(1)活塞刚要离开ab时，活塞受力平衡有S+mg= 【综合提能练】 AS,解得=A+"学=12X10Pa话塞在上升 1.B【解析】由题图可知，随着温度的升高，辐射强度的 △h=0.1m的过程中压强p==1.2×10Pa,根据 极大值向波长较短的方向移动，所以T>Tx,故A正 理想气体的状态方程有警=兴可得尝。 确：黑休辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温 T。 度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误： h士△)S,解得T=432K 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好地 (2)外界对气体做功W=一p·S△h=一30J,电阻丝 解释了黑体辐射的实验规律，故C正确：如果在一个空 放热45J,所以气体吸热Q=45J,根据热力学第一定 腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内 律△U=W+Q,代入数据解得△U=15J 表面经多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，就相当 15.(1)气体从状态C变化到状态B为等压变化，由气体 于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝 实验定律得兴=光，代人数据可得Va=10m. 对黑体，故D正确， Ts Te 2.C【解析】一般物体镉射电磁波的情况与温度有关，也 (2)由题图可知，气体从状态B变化到状态A,为等容 与材料的种类及表面情况有关，而黑体辐射电磁波的 变化，则W:=0,气体从状态C到状态B,外界对气体 强度按波长的分布只与温度有关，A错误；黑体是能够 19 重雅点手细高中物理选择性必修第三册) 完全吸收人射的各种波长的电磁波而不发生反射的物 料的截止频率应大于9.5×104Hz,故A错误：明火中 体，黑体会向外辐射电磁波，B错误：根据量子化的理 紫外线的强度越大，产生的光电流趣大，由欧姆定律 论，黑体辐射随若温度的升高，各种波长的辐射强度都 U=R可知电压表的示数越大，故B正确：电源左边接 增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C 正极时，光电管上被施加反向电压，发生光电效应时到 正确：普朗克为得出黑体辐射的强度按波长分布的公 达阳极的光电子数减少，因此会降低报警装置的灵敏 式，提出了能量子的假说，D错误 度，故C错误：电压表有设有示数与明火的照射时间无 3.C【解析】由电磁波能量子公式e=hv=h5可知，电 关，与明火中紫外线的频率有关，故D错误 3.D【解析】根据光电效应方程E=hv一W。可得，纵轴 磁波的波长越小，能量越大，因此该电磁波中能量子最 截距的绝对值等于金属的逸出功，当最大初动能为0 大值为tm一华，AB,D结误，C正确， 时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率 4.A【解析】每个光子的能量e=v=匹，t时间内发光 为%，结合X一片可知产生光电效应的裁止波长 的总能量为P,则m=卫_ M:入B=3:2. e he 4.BD【解析】当光电流恰好减小到0时，据动能定理可 5.D【解析】由题中Mλ图线可知，对于同一物体，随着 得eU=号m6,由多光子光电效应可得光电子的最大 温度的升高，一方面，各种波长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， 初动能之m话=n·h加一w,联立可得U=-g(a- 辐射强度的极大值向短波方向移动，波长范围增大，选 2,3,4…). 项D正确，选项A、B、C错误 5.BC【解析】测量遏止电压U时光电管加反向电压，则 6.A【解析】辐射功率为P的点光源辐射能量时建立球 开关S应扳向“1”，A错误；根据光电效应方程有U= 面模型，而求人眼瞳孔接收的能量时应建立圆平面模 E=hv一hh,可得阴极K所用材料的极限烦率为均 型.每个能量子（光子）的能量为e=y=h元，点光源 hy二U,B正确；只增大光照强度时，饱和光电流增 h 一秒辐射的光子数为n=-,欲能引起视觉，设R e hc 加，则题图乙中I。的值将变大，C正确；用某色光照射 为人眼到光源的距离，有N=欲×号，R 金属板时不能发生光电效应，增大光强或延长光束照射 时间也不能发生光电效应，则电流表无示数，故D错误。 √正确选项为入 【综合提能练】 1.B【解析】题图甲中所加的电压为反向电压，根据题意 7.人体表面的温度为T=290X101m·K_290×10-1 940X10-SK 可知，遏止电压为0.60V,根据E=U可知，光电子 的最大初动能为0.60eV,根据光电效应方程E=hw ≈309K≈36℃，人体辐射的能量子的值为e一h无 Wo,解得逸出功W。=hy-Ek=2.5eV-0.60eV= 663×10“×g00J=212X10"1 1.9eV,题图乙中所加的电压为正向电压，根据动能定 理eU=Ek一E,解得电子到达阳极的最大动能为 第2节光电效应 Ek=eU+E=1.5 eV+0.6 eV=2.1 ev 【基础过关练】 2.B【解析】由爱因斯坦的光电效应方程有E=hv一W, 1.D【解析】由光电效应方程Ek=hw一W。可知，光电子 的最大初动能与入射光的频率有关，当产生光电效应 由图像可得A=一名，A错误：用颜率为，的光照射光 时，入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大，与 电管时发生了光电效应，有光电子飞出，则断开开关S 人射光的强度以及加速电压无关红光的频率比绿光 后，回路中有电流，所以电流表G的示数不为0，B正 的频率小，紫外线的频率比绿光的频率大，因此改用紫 确：由爱因斯坦的光电效应方程有E=v一W,可知光 光照射可以使光电子从阴极射出时的最大初动能增大 电子的最大初动能与照射光的强度无关，C错误；提高 2.B【解析】太阳光中的紫外线频率主要在7.5×10“~ 照射光频率，光电子的最大初动能增大，D错误 9.5×104Hz,为避免太阳光中的紫外线干扰，K极材3.D【解析】谒止电压产生的电场对电子起阻碍作用，则 20第四章原子结构和被粒二象性 第四章 原子结构和波粒二象性 第1节 普朗克黑体辐射理论 A 基础过关练 测试时间：10分钟 乃综合提能练 测试时间：15分纷 1.下列说法正确的是( ). 1.(2025·江西九江一中高二月考)如图所示是 A.只有温度高的物体才会有热辐射 黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像， B.黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射 则下列说法错误的是(). 辐射强度 能量 C.黑体可以看起来很明亮，是因为黑体可以反 射电磁波 D.一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温 波长 度有关外，还与材料的种类和表面情况有关 A.T>Ta 2.关于光子的能量，下列说法中正确的是(). B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温 A.光子的能量跟它的频率成反比 度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 B.光子的能量跟它的频率成正比 C,普朗克提出的能量量子化理论很好地解释 C,光子的能量跟它的速度成正比 了黑体辐射的实验规律 D.光子的能量跟它的速度成反比 D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射人 3.(2025·湖北黄冈中学高二月考)普朗克在研 小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和 究黑体辐射规律时，于1900年首次提出“能量 吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成 子”，表达式为e=u.普朗克常量的单位用国 了一个黑体 际单位制基本单位表示正确的是( 2.2015年我国发射卫星“悟空”，用来探测暗物质 A.kg.m 粒子和黑洞.黑洞是黑体的一种，关于黑体，下 82 Bkg·m 列说法正确的是(). Ckg·m D.kg·m 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 4.(2025·湖北武汉外国语学校高二月考)“测温 B.黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐 枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快 射电磁波 非接触和操作方便等优点.它是根据黑体辐射 C.在黑体辐射实验中，随温度升高，辐射强度 规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转 的极大值向波长较短的方向移动 换成温度显示.若人体温度升高，则人体热辐 D.爱因斯坦为得出黑体辐射的强度按波长分 射强度I及其极大值对应的波长入的变化情况 布的公式，提出了能量子的假说 是(). 3.航天员在中国空间站进行太空授课时，若直播 A.I增大，a增大 B.I增大，A减小 通信使用电磁波的波长范围为λ1≤入≤入2，则 C.I减小，入增大 D.I减小，A减小 该电磁波中能量子最大值为(). 43 重难点手册高中物理选择性必修第三册) A.hAz B号 C.he D. 6.已知人眼瞳孔的直径为d,一秒进入瞳孔N个 λ2 波长为入的光子就能引起视觉.若辐射功率为 4.(2025·湖北武汉三中高二月考)某激光器能 P的点光源能发出波长为入的光子，则此光源 发射波长为入的激光，发射功率为P,c表示光 能被人眼看到的最大距离是( ). 速，h为普朗克常量，则激光器t时间内发射的 光量子数为(). A愿 B隔 A温 c D.APhct cd靨 PA D.2dN√Nhc 5.热辐射是指所有物体都要向外辐射电磁波的 7.(2025·湖北荆州中学高二月考)经测量，人体 现象.辐射强度指垂直于电磁波方向的单位 表面辐射本领的最大值落在波长为940m 面积在单位时间内所接收到的辐射能量.在研 处，根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射 究同一物体在不同温度下向外辐射的电磁 的波长与物体的绝对温度的关系近似为T入 波的波长与其辐射强度的关系时，得到如图所 =2.90×10-1m·K,由此估算人体表面的温 示的图线，图中横轴λ表示电磁波的波长，纵 度和辐射的能量子的值各是多少.(h=6.63× 轴M表示某种波长的电磁波的辐射强度.则 10-34J·s) 由M入图线可知，同一物体在不同温度下 (). AM10“W/m) 70 2200K 601 50 2000K 40h 30 1800N 20 i1600K 1.0 2.0 3.0um 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 44