4.1 普朗克黑体辐射理论 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

4.1 普朗克黑体辐射理论 同步练习 一、单选题 1．下列说法不正确的是（　　） A．普朗克提出能量子的概念 B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播 D．变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场 2．以下宏观概念中，哪些是“量子化”的（　　） A．人的质量 B．人的重力 C．人的身高 D．人的个数 3．宏观世界一个典型的弹簧振子做简谐运动的频率为10 Hz，其振幅越大，能量越大，其振动能量数量级约为J。物体辐射电磁波其实是物体中的带电微粒辐射电磁波，根据电动力学计算可知，物体中的带电微粒（如原子、分子、离子等）振动频率的数量级约为1015Hz。已知普朗克常量h数量级为10－34 J·s。下列说法不正确的是（　　） A．物体中的带电微粒振动的能量数量级约为10－19 J B．普朗克的能量子理论与我们对宏观世界的认识矛盾，所以对宏观弹簧振子不适用 C．该典型宏观弹簧振子的能量子约为10－33 J D．普朗克的能量子理论对微观带电微粒和宏观弹簧振子均适用 4．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．    5．最早提出能量量子化观点的物理学家是（　　） A．爱因斯坦 B．密立根 C．普朗克 D．卢瑟福 6．关于热辐射，下列说法中正确的是(　　 ) A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的 C．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值 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 7．量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，它为人类科技进步、科学发展作出了许多贡献，量子科技或将帮助人类实现如今难以企及的梦想。下列关于量子理论的创立，说法正确的是（　　） A．爱因斯坦首先提出了能量子假设 B．普朗克首先认为微观粒子的能量是不连续的 C．在对热辐射研究的过程中，很多学者由于“紫外灾难”而失去了生命 D．黑体只从外界吸收电磁波，不向外界辐射电磁波 8．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法错误的是（　　） A．T1>T2 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．普朗克提出的能量量子化理论很好的解释了黑体辐射的实验规律 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，这个小孔就成了一个黑体 9．2022年5月5日，我国成功利用“墨子号”量子科学实验卫星，实现了地球上1200公里间的量子态远程传输，这次实验的成功，意味着我国在量子通信网络建设领域向前迈出了重要的一步。下列关于量子化的说法正确的是（    ） A．爱因斯坦首先提出了“能量子”的概念 B．物体的长度是量子化的 C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的 D．能量子与电磁波的频率成反比 10．下列描述的物理现象正确的是（　　） A．电磁波在介质中传播的速度只与介质有关 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关 C．验钞机检验钞票真伪体现了红外线的荧光作用 D．导体回路的磁通量发生变化时，导体回路中就一定产生感应电流 二、多选题 11．下列说法正确的是（　　） A．一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它正常工作时输出功率为t B．在非纯电阻电路中，计算焦耳热不可以用公式 C．黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波 D．普朗克常量h的单位是J/s 12．下列说法正确的是（　　） A．微观粒子的能量是不连续的，只能取一些特定的值 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并捕捉到了电磁波，证实了自己的预言 C．当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会先高变低 D．带电粒子经过回旋加速器加速后最终获得的能量随着加速电压的升高而增大 13．许多物理学家的科学研究推动了物理学的进步，对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是（　　） A．伽利略根据理想斜面实验，得出自由落体运动是匀变速直线运动 B．法拉第不仅提出场的概念，而且发明了人类历史上第一台发电机 C．爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化假设 D．胡克等人提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比 14．以下说法正确的是（　　） A．磁感线是磁场中真实存在的线 B．当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就会产生感应电流 C．麦克斯韦认为变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场 D．亚里士多德在黑体辐射的研究中提出了能量子的概念 15．1900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 三、填空题 16．热辐射 (1)概念：一切物体都在辐射 ，且辐射与物体的 有关，所以叫 ； (2)特点：温度升高时，热辐射中波长 的成分越来越强； (3)黑体：能够完全 入射的各种波长的电磁波而不发生 。 17．天狼星的表面温度约为9990K，如果将天狼星看作绝对黑体，由此可得其单色辐出度在= 处有极大值。 四、解答题 18．如图所示为我国首颗量子通信卫星“墨子号”。“墨子号”的成功发射使我国在量子通信技术领域走在了世界前列。那么，量子通信的理论基础是什么？该理论的提出背景又是什么？ 19．有一真空中波长为6×10﹣7m的单色光，普朗克常量为6.63×10﹣34J•s求此: (1)单色光的频率； (2)单色光的1个光子的能量． 20．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。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.1 普朗克黑体辐射理论 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B B C C B B C B 题号 11 12 13 14 15 答案 BC AC BD BC ABC 1．B 【详解】A．普朗克提出能量子的概念，故A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故B错误； C．电磁波是一种物质，可以在真空中传播，故C正确； D．变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，故D正确。 本题选错误的，故选B。 2．D 【详解】量子化指物理量只能取离散的、不连续的值。 A．人的质量可以连续变化（如50.1kg、50.2kg），故A不符合； B．人的重力由质量决定，质量连续则重力也连续，故B不符合； C．人的身高理论上可连续变化（如逐渐长高），故C不符合； D．人的个数只能是整数（如1，2），不可取非整数，属于量子化，故D符合。 故选D。 3．B 【详解】A．带电微粒振动频率数量级为Hz，能量J，故A正确； B．普朗克能量子理论在宏观系统中因能量子极小（如弹簧振子的能量子J），总能量（约 J）可视为连续，但理论本身仍适用，故B错误； C．宏观弹簧振子频率为10Hz，能量子J，故C正确； D．普朗克理论对微观和宏观系统均适用，宏观中量子化效应不显著，故D正确。 本题选错误的，故选B。 4．B 【详解】由题意 则 根据公式 故选B。 5．C 【详解】最早提出能量量子化观点的物理学家是普朗克。 故选C。 6．C 【详解】A、辐射强度按照波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性,故A错误. B、黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，但不是所黑体一定是黑的，故B错误； C、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C正确； 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C 7．B 【详解】A．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假设，故A错误； B．普朗克首先认为微观粒子的能量是不连续的，称为微观世界普朗克量子理论，故B正确； C．在对热辐射研究的过程中，发生了用经典物理学无法解释的现象，称为“紫外灾难”，故C错误； D．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叫作黑体，黑体不反射电磁波，但是可以向外辐射电磁波，故D错误。 故选B。 8．B 【详解】A．由图可知，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，所以T1>T2，故A正确，不符合题意； B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关外，与黑体的材料及表面状况无关，故B错误，符合题意； C．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，很好的解释了黑体辐射的实验规律,故C正确，不符合题意； 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，最终不能从空腔射出，就相当于吸收了所有电磁波，这个小孔就可以近似为一个绝对黑体，故D正确。 故选B。 9．C 【详解】A．普朗克首先提出了“能量子”的概念，A错误；     B．物体的长度是连续的，B错误； C．对于宏观带电物体，其电荷量是量子化的，是元电荷的整数倍，C正确； D．根据 ，能量子与电磁波的频率成正比，D错误。 故选C。 10．B 【详解】A．电磁波的传播速度在真空中达到最大，等于3×108m/s，而在其它介质中，电磁波的速度减小，故A错误； B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，故B正确； C．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用，故C错误； D．闭合导体回路的磁通量发生变化时，导体回路中就一定产生感应电流，故D错误。 故选B。 11．BC 【详解】A．电动机的总功率为 输出功率为 A错误； B．焦耳热的公式为 而公式 计算的为总功，在非纯电阻电路中，总功等于热功加上其它功，B正确； C．黑体吸收电磁辐射，不反射电磁辐射，但是会把电磁辐射转化为热辐射然后放出热辐射，C正确； D．普朗克常量h的单位是，D错误。 故选BC。 12．AC 【详解】A．微观粒子的能量是不连续的，只能取一些特定的值，选项A正确； B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的预言，选项B错误； C．根据多普勒效应，当急救车从我们身边疾驰而过，我们听到的急救车鸣笛的音调会先高变低，选项C正确； D．根据 可得带电粒子经过回旋加速器加速后最终获得的能量 则与加速电压无关，选项D错误。 故选AC。 13．BD 【详解】A．伽利略根据理想斜面实验结论合理外推，得出自由落体运动是匀变速直线运动。故A错误； B．法拉第不仅提出场的概念，而且发明了人类历史上第一台发电机。故B正确； C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化假设。故C错误； D．胡克等人提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比。故D正确。 故选BD。 14．BC 【详解】A．磁感线是为了描述磁场强度和方向而人为引入的假想曲线，故A错误； B．产生感应电流的条件是闭合导体回路、磁通量发生改变，故B正确； C．麦克斯韦的电磁场理论认为变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，故C正确； D．普朗克在黑体辐射的研究中提出了能量子的概念，故D错误。 故选BC。 15．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。 16．(1) 电磁波 温度 热辐射 (2)短 (3) 吸收 反射 【详解】（1）[1][2][3]概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射； （2）特点：温度升高时，热辐射中波长短的成分越来越强； （3）[1][2]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。 17．290.1nm 【详解】[1]根据维恩位移定律 18．量子通信的理论基础来源于德国物理学家的能量量子化假设。该假设提出的背景是经典电磁理论解释不了黑体辐射实验的实验规律。 【详解】根据物理学史可知，量子通信的理论基础来源于德国物理学家的能量量子化假设；该假设提出的背景是经典电磁理论解释不了黑体辐射实验的实验规律。 19．(1)f=5×1014Hz  (2) E=3.3×10﹣19J 【分析】（1）光在真空中传播速度为c=3×108m/s，而波长与频率的关系是c=λf，由此式可求得频率f． （2）光子能量公式E=hf． 【详解】（1）由c=λf，得 （2）1个光子的能量E=hf=6.63×10-34×5×1014J=3.3×10-19J 20．（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 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $