第4章 第1节 普朗克黑体辐射理论-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

小关系，故AB正确，C错误：DE.该装置气体进出的过程满 足能量守恒定律，也满足热力学第二定律，是在外界的影响 下，冷热气体分离开来，故D错误，E正确.故选ABE 4.C解析：初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内 外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有(P, Po)S=mg,汽缸在缓慢转动的过程中，汽缸内外气体对活塞 的压力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸内气体缓慢地将 活塞往外推，最后汽缸放平，缸内气压等于大气压.AB.汽 缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，汽 缸内气体将活塞往外推，气体对外做功，根据热力学第一定 律△U=Q+W得：气体内能减小，故缸内理想气体的温度降 低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的 速率都减小，AB错误：CD.气体内能减小，缸内理想气体的 温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数 占总分子数的比例减小，C正确，D错误故选C. 5.AD解析：C.令理想气体的初始状态的压强、体积和温度分 别为p1=po,V1=,T,=300K,等容过程为状态二： P2=?,V2=V1=V,T2=400K,等压过程为状态三：P3= ,V=?,工，=400K由理想气体状态方程可得P上_P,业 解得P2y三4。，等压过程体积增加了原来的 3 了，C错误；D.等容过程中气体做功为零，由热力学第一定 1 律△U=W+Q=400J,两个过程的初末温度相同即内能变化 相同，因此内能增加都为400J,D正确；AB.等压过程内能 增加了400J,吸收热量为600J,由热力学第一定律可知气 体对外做功为201，即做功的大小为=，（学- V。=200J,解得V。=6L,A正确，B错误.故选AD. 6.ACD解析：A.初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和 弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态.因活塞 密封不严，可知左侧气体向右侧真空漏出.左侧气体压强变 小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气 体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确；B.由题知活塞初 始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体 积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量， 故B错误；C.密闭的汽缸绝热，与外界没有能量交换，但弹 簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确：D.末状 态活塞两侧气体的压强与温度均相同，则两侧气体的分子数 密度相同以汽缸内全部的气体为研究对象，与初始时相比， 其体积增大，气体分子数密度减小，因末状态活塞左侧的气 体分子数密度与全部的气体分子数密度相同，故与初始时相 比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少，故D正确.故 第四章 原子结 第1节普朗克黑体辐射理论 白题基础过关 1.D解析：AB.黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外 辐射电磁波，不一定是黑色的，故AB错误：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，与材料的种类 及其表面状况无关，故C错误；D.任何物体都会反射电磁 参考答案与解析 选ACD. 7.BCE解析：A根据一定质量的理想气体状态方程=C可 T 得：P=T,从α到6为过坐标原点的倾斜直线，故气体做等 容变化，气体不做功，故A错误；B.从a到b,气体的温度逐 渐升高，分子的平均动能逐渐增大，故内能一直增加，故 B正确：CDE.由于气体从a到b不做功W=0,且内能逐渐增 大，根据热力学第一定律△U=W+Q可知，气体一直从外界 吸热，且吸收的热量等于其内能的增加量，故CE正确，D错 误，故选BCE 8.C解析：A.a→b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气 体对外做功，W<0,由盖-吕萨克定律可知T>T,即内能增 大，△Ub>0,根据热力学第一定律△U=Q+W可知a→b过 程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分 用于增加内能，A错误；B.方法一：b→c过程中气体与外界 无热量交换，即Q=0,又由气体体积增大可知W<0,由热 力学第一定律△U=Q+W可知气体内能减少.方法二：c→a过 程为等温过程，所以T=T。,结合T>T。分析可知T6>T,所 以b到c过程气体的内能减少.故B错误：C.c→a过程为等 温过程，可知T。=T2,△U=0,根据热力学第一定律可知a→ b℃过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正 确；D.根据热力学第一定律结合上述解析可知：a→b→c→a 一整个热力学循环过程△U=0,整个过程气体对外做功，因 此由热力学第一定律可得△U=Q.-Q.-W=0,故a→b过程 气体从外界吸收的热量Q不等于c→a过程放出的热量- Qm,D错误故选C. 9.AC解析：A.由理想气体状态方程少=C,化简可得 V=C·T,由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故卫< p P。=P。,bc过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功， 故A正确；B.结合A项分析可知，ca过程气体压强减小，故 B错误；C.ab过程为等温变化，内能不变，故△U=0,根据玻 意耳定律可知，体积减小，压强增大，外界对气体做功，故 W>0,根据热力学第一定律△U=Q+W,解得Q<0,αb过程气 体放出热量，故C正确：D.ca过程，温度升高，内能增大，故 D错误故选AC. 10.(1)Ps=5(2)Te=1.97,(3)W 解析：(I)由题可知，根据玻意耳定律可得pV=pBVa,解得 Pg=5Po(2)根据理想气体状态方程可知T。=刀‘，解得■ Tc=1.9T。(3)根据热力学第一定律可知△U=W+Q,其中 Q=0,故气体内能增加△U=W. 构和波粒二象性 波，只吸收不反射电磁波的物体实际是不存在的，黑体是一 种理想化的模型，故D正确.故选D. 2.A解析：A.由题图可知，随着温度升高，各波段的辐射强度 均增大，A正确；B.由题图可知，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. 黑白题19 3.D解析：设太阳半径为R太，太阳单位时间内辐射的总能量 为E=oT·4πR,这些能量分布在以太阳和地球之间的距 离π为半径的球面上，设地球半径为R,则单位时间内地球 吸收的能量为△E=E,由于地球为黑体，则有AE=E T σT·4rR,联立可得R太=2 6000×1.5x10"m= 7812x 3002 7.5×103m,故选D. 4.C解析：能量ε的单位为J,频率v的单位为s1,所以h的 单位为J·s,而1J=1N·m=18:m.m,则普朗克常量的 82 单位用国际单位制基本单位表示为g:m5-kg·m,故 选C. 5.C解析：在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m2 的面积每秒通过的光子的雀量为B:。一个光子的能量 为8=h天，1m的面积每秒通过的光子（能量子）数约为n= E-PS入≈2×10”，故选C, 8 4TRhc 第2节光电效应 第1课时光电效应 白题基础过关 1.A解析：当人射光的频率大于金属的极限频率时，金属中 的电子才会逸出.，由于橙光的频率为4.80×1014~5.10× 104Hz,只大于表中金属铯的极限频率，可以发生光电效应 的只有铯.故A正确，BCD错误. 2.A解析：按照经典的光的波动理论，光的能量随光的强度 的增大而增大，与光的频率无关，金属中的电子，必须吸收足 够的能量后才能从其中逸出，电子有一个能量积蓄的时间， 光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的能量越多，被 电子吸收的能量自然越多，产生的光电子数越多，故不能解 释的为①②③. 故选A 3.D解析：B.紫外线使锌板发生光电效应，即使降低紫外线 强度，光电效应依然正常发生，只是单位时间逸出的光电子 数量减少，故B错误：C.如果将紫外线更换为红外线，频率 变低，若小于锌的极限频率，锌板不会发生光电效应，故 C错误：AD.由于光电效应使金属表面电子逸出，为了实验 效果更加明显，锌板应该带负电，待电子逸出后，静电计指针 张角减小，故A错误，D正确.故选D. 4.C解析：A.根据eU,=之m2=h加-，人射光的频率越高， 对应的遏止电压U越大：由题图2可知，b光的遏止电压等 于c光的遏止电压，所以b光的频率等于c光的频率，依据 E=hv可知，b光的光子能量等于c光的光子能量，故A错 误：B.同一阴极的逸出功总是相等时，与入射光的能量大小 无关，故B错误；C.当光电流恰为零时，光电管两端加的电 压为遏止电压，当开关S扳向1时，光电子在光电管中加速， 所加的电压是正向电压，因此测得的数据得到的是I轴右侧 的图线，故C正确；D.b光的遏止电压大于α光的遏止电压， 根据eU。= 2m=h-可。，所以b光对应的光电子最大初动 选择性必修第三册·RJ 能大于a光的光电子最大初动能，故D错误.故选C. 5.(1)光子(2)正电荷正电荷(3)减小(4)无 解析：(1)紫外线照射锌板，光子能量被电子吸收.(2)紫外 线照射锌板，锌板有电子逸出，锌板带正电荷，静电计带正电 荷.(3)用一带少量负电荷的金属小球与锌板接触，由于电荷 的中和，静电计指针偏角将减小.(4)红光的频率比黄光小， 黄光不发生光电效应，红光也不会发生光电效应，则静电计 指针不偏转. 6.C解析：从图像可知，颜色一定，饱和电流与光强有关系， 不能说光电流与光强有关，故A错误：根据光电效应方程 E.=w-W可知光电子的最大初动能与光的频率有关，与光 强无关，故C正确：根据eU。=E可知遏止电压与光的频率 有关，与光强无关，故BD错误故选C. 7.C解析：根据光电效应方程E.=hw-W。=eU。,由题意可知金 属A的逸出功比金属B的逸出功小，金属A的极限频率比金 属B的极限频率低：增大光照强度，单色光的频率不变，则光 电子的最大初动能不变：得到的光电子在真空中运动的速度 小于光速，故C正确，ABD错误. 8.C解析：光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光 电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值E:= Ue+hw-W。,可知E,-U图像的斜率相同，均为e;逸出功越 大，则图像在纵轴上的截距越小，因W,>W2,则图像C正确. 故选C. 9.C解析：A.要能得到U。的读数，需要将滑片P向a端滑 动，电源提供反向电压，故A错误；B.根据E,=hw-W。,eU。= h Wo B,可得U。=。。,可知两图线的斜率相同，甲、乙对应的 图线一定平行，故B错误；C.由U.=久，-结合图2可知， 乙的逸出功更大；在发生光电效应的情况下，用相同频率的 光束照射金属材料，照射金属乙时光电子的最大初动能更 小，对应的遏止电压更小，滑片P滑动的长度更小，故C正 确；D.由于甲的逸出功更小，所以在发生光电效应的情况 下，用相同频率的光束照射金属材料，照射金属甲时逸出的 光电子的最大初动能大，但初动能不一定大，故D错误故 选C. 黑题应用提优 1.A解析：根据爱因斯坦光电效应方程有E=w-W。, 3E.=2hw-W,解得W。=E,故选A 2.C解析：AB.根据爱因斯坦光电效应方程E,=v-W。,可知 光电子的最大初动能E与人射光频率v的关系图像的斜率 为普朗克常量九，横轴截距为巴=6”，所以两条图线的斜率 一定相等，α和B一定相等，甲金属的逸出功小于乙金属的 逸出功，AB错误：C.根据E,=w-W。可知，增大入射光的频 率，产生的光电子的最大初动能增大，再由eU。=E,可知，所 需遏止电压随之增大，C正确；D.根据光电效应规律可知， 不改变入射光频率v,只增大入射光的强度，则光电子的最 大初动能不变，D错误故选C. 3.AC解析：A.因为直线AB对应的灵敏电流计的读数恰好 均为0，所以阴影部分（不含边界）对应灵敏电流计均有读 数，故A正确：B.直线AB对应的电压是在AK两端加不同 频率光对应的遏止电压，由动能定理和光电效应方程有U= B,E=w-W得0Eh-W变形得E9+°，由题意有 h 黑白题20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 白题基础过关 限时：8min 题型1黑体与黑体辐射 单位面积辐射的功率与黑体本身的热力学温 1.对黑体的认识，下列说法正确的是 度T的四次方成正比，即P。=σT,其中常量 A.黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波 σ=5.67×10-8W/(m2·K4).假定太阳和地球 B.黑体是黑色的且其自身辐射电磁波 都可以看成黑体，不考虑大气层反射、吸收等 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除了 因素，已知太阳表面平均温度约为6000K,地 与温度有关，还与材料的种类及其表面状 球表面平均温度约为300K,已知日地距离约 况有关 为1.5×101m.试估算太阳半径为 D.黑体是一种理想化模型，实际物体没有绝 A.3.8×10'm B.7.5×10m 对黑体 C.3.8×108m D.7.5×108m 题型2黑体辐射的实验规律 题型3能量子 2.(2024·河北承德期末)四种温度下黑体热辐 4.(2024·浙江三校联考)普朗克在研究黑体辐 射的强度与波长的关系如图所示.有关黑体辐 射规律时，于1900年首次提出“能量子”，表 射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研 达式为e=w.普朗克常量的单位用国际单位 究，下列说法正确的是 ( 制基本单位表示正确的是 ( 辐 射 度 A.kg·m B.kg·m2 C.kg·m2 D.kg·m2 A/Lm 5.一盏灯发光功率为100W,假设它发出的光向 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 四周均匀辐射，光的平均波长6.0×107m,在 的方向移动 距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上， C.英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射 1m的面积每秒通过的光子（能量子）数约为 强度公式与实验符合得很好 (普朗克常量h=6.63×1034J·s,光速c= D.德国物理学家维恩借助能量子的假说，提 3.0x108m/s) ( 出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好 A.2×105 B.2×1016 3.(2024·浙江宁波二模)斯特潘定律是热力学 C.2×1017 D.2×1023 中的一个著名定律，其内容为：一个黑体表面 进阶突破拔高练P10 第四章黑白题51 第2节 光电效应 第1课时 光电效应 白题 基础过关 限时：25min 题型1光电效应的实验规律 发生了光电效应 1.下表给出了几种金属的极限频率，现用频率为 B.如果减小紫外线照射强度，重做该实验，锌 4.80×1014~5.10×1014Hz的橙光，分别照射这 板可能不会发生光电效应 几种金属，可以发生光电效应的是 C.换用红外线照射锌板，也会出现图示现象 铯 D.为了实现上述实验效果，锌板在实验前应 金属 铷 钠 锌 该带负电 极限频率/(×1014Hz) 4.55 5.155.568.07 4.用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c A.铯 B.铷 C.钠 D.锌 光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I 2.光电效应现象的规律中，经典波动理论不能解 与A、K间的电压UK的关系曲线，下列说法 释的有 ( 正确的是 ①入射光的频率必须大于被照金属的极限频 光束 率时才产生光电效应 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关， 只随人射光频率的增大而增大 ③入射光照射到金属表面上时，光电子的发射 几乎是瞬时的 图， 图2 ④当入射光频率大于极限频率时，光电子数目 A.b光的光子能量大于c光的光子能量 与入射光的强度成正比 B.用a、c光分别照射阴极K时阴极的逸出功 A.①②③ B.①②④ 不同 C.①③④ D.②③④ C.开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴 3.(2024·安徽合肥模拟)如图，某学习小组同 右侧的图线 学重做教材上的物理实验，用紫外线照射本 D.b光照射阴极时逸出的光电子最大初动能 来带电的金属锌板，发现静电计指针张角变 小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初 小，下列说法正确的是 ( 动能 照射后9 5.(2025·福建三明一中期初)如图所示，一静电 计与锌板相连，用一紫外线灯照射锌板，关灯 锌板 紫外线灯 后，静电计指针保持一定偏角.完成下列填空： 照射前 静电计 紫外线灯 A.静电计指针张角变小说明紫外线让静电计 选择性必修第三册·RJ黑白题52