课时作业15 普朗克黑体辐射理论（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版）

课时作业（十五）　普朗克黑体辐射理论 [基础达标练] 1.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 解析：选A　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。 2.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 解析：选A　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。 3.所谓黑体是指能全部吸收入射的电磁波而不发生反射的物体。显然，自然界不存在真正的黑体，但许多物体在某些波段上可近似地看成黑体。如图所示，用不透明的材料制成的带小孔的空腔，可近似地看作黑体。这是利用了(　　) A.控制变量法 B.类比法 C.比值法 D.理想化方法 解析：选D　黑体实际上是物体模型，把实际物体近似看作黑体，用到的是理想化方法，ABC错误，D正确。 故选D。 4.在人类探索微观世界的过程中，最早提出能量子假说的科学家(　　) A.汤姆孙　　　　　　B．普朗克 C.爱因斯坦 D．玻尔 解析：选B　在人类探索微观世界的过程中，德国物理学家普朗克最早提出能量子假说，很好地解释了黑体辐射现象，从此把物理学带进了量子世界。 故选B。 5.关于对能量子的认识，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反比 D.这一假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 解析：选B　AB.由普朗克能量子假说可知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，故A错误，B正确； C.最小能量值ε＝hν，ε与ν成正比，故C错误； D.能量子假说反映的是微观世界的特征，不同于宏观世界，并不是与现实世界相矛盾，故D错误。 故选B。 6.下列宏观概念中，是“量子化”的有(　　) A.人的身高 B.物体的质量 C.汽车的速度 D.大象的头数 解析：选D　能一份份地选取，且只能取整数，不能取小数的量均可以看作“量子化”，如大象的头数，学生个数等。 故选D。 7.（多选）在能量子量子化研究的历程中，以下说法正确的是(　　) 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.黑体即不反射电磁波，也不向外辐射电磁波 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.一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度无关 解析：选AC　普朗克在研究物体热辐射的规律时发现，电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份能量叫做一个能量子，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AC正确； B.黑体不反射电磁波，但会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故B错误； D.一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故D错误。 故选AC。 8.（多选）关于普朗克“能量量子化”的假设，下列说法正确的是(　　) A.认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的 B.认为能量值是连续的 C.认为微观粒子的能量是量子化的、连续的 D.认为微观粒子的能量是分立的 解析：选AD　普朗克的理论认为带电微粒辐射或吸收能量时，是一份一份的，微观粒子的能量是量子化的，是分立的。 故选AD。 9.某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图像如图甲所示，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v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T1、T2两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T1>T2，图乙中T1>T2 B.图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动 C.图甲中温度升高，所有分子的速率都增大 D.图乙中黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关 解析：选B　ABC.由图甲可知，温度为T2的图线中速率大的分子占据的比例较大，说明其对应的平均分子动能较大，故T2对应的温度较高，所以T2>T1，温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定所有分子的速率都增大。图乙中，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，且辐射强度的极大值向波长较短方向移动。故B正确；AC错误； D.图乙中黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关。故D错误。 故选B。 [能力提升练] 10.2022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 解析：选C　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E＝hν ，能量子与电磁波的频率成正比，D错误。 故选C。 11.关于量子理论及相对论的几个描述中，以下说法正确的是(　　) A.普朗克在提出能量子模型以前，就已经成功地解释了黑体辐射的实验规律 B.物理史上的“紫外灾难”是说在研究黑体辐射时，很多研究者因受辐射过多而失去了生命 C.爱因斯坦的相对论认为时间、空间、质量都是相对的，即这些量都与物体的运动速度有关 D.经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用 解析：选C　A．普朗克引入了能量子的概念，才很好的解释了黑体辐射的实验规律，选项A错误； B.“紫外灾难”指的是用经典电磁理论描述黑体辐射规律时得到的荒谬推论，不是自然灾害，选项B错误； C.相对论认为时间、空间和质量都是相对的，与运动速度有关，选项C正确； D.经典物理学适用于宏观物体及低速运动，不适用于微观物质和高速运动，选项D错误。 故选C。 12.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，从中可以看出(　　) A.温度越高，辐射电磁波的波长越短 B.温度越低，辐射电磁波的波长越短 C.同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强 D.不同温度时辐射强度的极大值变化无规律可循 解析：选C　AB.无论温度高低，黑体都会辐射各种波长的电磁波，故AB错误； C.由图可知，同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强，故C正确； D.温度升高，辐射强度的最大值向波长短、频率高的方向移动，故D错误。 故选C。 13.（多选）新冠病毒疫情期间，医用的额温枪被我们熟悉。因为其快速测温，无接触测温的特点，在医院、机场、火车站、小区、海关等地方被广泛使用。额温枪，学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”，据了解，测温原理中最关键的，是从“电磁波信息”到“温度信息”的这一转换过程，和黑体辐射有关。下列有关说法正确的是(　　) A.额温枪扫人的头部，对人体有辐射伤害 B.额温枪接收人体辐射的电磁波，推测其重要结构为红外接收传感器 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了与温度有关，还与黑体的材料有关 D.辐射的能量是不连续的 解析：选BD　AB.“额温枪”工作时接收了物体辐射的红外线，对人体没有辐射伤害，故其重要结构为红外接收传感器，故A错误，B正确； CD.黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关，与材料无关，且黑体辐射的能量是不连续的，故C错误，D正确。 故选BD。 14.某广播电台的发射功率为25 kW，发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波，则：（普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，光速c＝3×108 m/s） (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2.5 km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。 解析：(1)每份能量子的能量为ε＝hν＝h 电台每秒发射的能量子数为N Nε＝Pt 解得 N＝＝≈2.36×1031 (2)以电台天线为球心，半径为R的球面积为S＝4πR2 直径为2m的球状天线接收能量子的有效面积为 S′＝πd2 设球状天线每秒接收的能量子数为n，则有 n＝N×＝N×＝9.44×1023 球状天线每秒接收的能量子的接收功率为P′ P′t＝nε 解得P′≈1.0×10-3 W 答案：(1)2.36×1031；(2)1.0×10-3 W 学科网（北京）股份有限公司 $