第4章 1.普朗克黑体辐射理论（课时跟踪检测）（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

1.普朗克黑体辐射理论 知识点一　黑体与黑体辐射的实验规律 1.对于黑体辐射电磁波强度，按波长分布的影响因素是（　　） A.温度 B.材料 C.表面状况 D.以上都正确 2.关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A.一切物体只有在吸收电磁波的同时才会辐射电磁波 B.黑体在不断地辐射电磁波，且温度越高，最强辐射波的波长越长 C.黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，因此肉眼看不到黑体 D.黑体辐射随温度的升高，电磁波辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 3.下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射的实验规律的是（　　） 知识点二　能量子 4.（2025·杭州市高二校联考期中）以下宏观概念中，属于“量子化”的是（　　） A.物体的长度 B.物体所受的重力 C.物体的动能 D.人的个数 5.（2025·绍兴市高二统考期末）氦氖激光器发射波长为632.8 nm的单色光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，c＝3×108 m/s。这种单色光的一个光子的能量为（　　） A.3.14×10－17 J B.3.14×10－18 J C.3.14×10－19 J D.3.14×10－20 J 6.红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少，关于其原理，下列说法正确的是（　　） A.人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B.仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关 C.被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较短波长的成分强 D.被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强且较长波长的成分强 7.热辐射是指所有物体都要向外辐射电磁波的现象。辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间内所接收到的辐射能量。在研究同一物体在不同温度下向外辐射的电磁波的辐射强度与其波长的关系时，得到如图所示的图线，图中横轴λ表示电磁波的波长，纵轴Mλ表示某种波长的电磁波的辐射强度，则由Mλ-λ图线可知，同一物体在不同温度下（　　） A.向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同 B.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 8.两束能量相同的色光，都垂直地照射到同一物体表面，第一束光在某段时间内打在物体表面的光子数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4，则这两束光的光子能量之比和波长之比分别为（　　） A.4∶5　4∶5 B.5∶4　4∶5 C.5∶4　5∶4 D.4∶5　5∶4 9.（2025·温州市高二月考）目前我国在光刻机设备生产领域已经实现了90 nm制程的光刻机量产，上海微电子预计推出28 nm的光刻机，光刻机中的一项关键技术就是激光光源的控制。若某激光光源发射出一束波长为λ的单色平行激光束，发光的功率为P，已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，不考虑激光在传播过程中的衰减，则该激光光源发出的激光束在长度1 m内的平均光子个数为（　　） A. B. C. D. 10.（2023·浙江1月选考11题）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η（η＜1）倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为（　　） A. B. C. D. 11.太阳光垂直照射到地面上时，1 m2地面接收太阳光的功率为1.4 kW，其中可见光部分约占45％。 （1）假如可见光的波长约为0.55 μm，日地间距离R＝1.5×1011 m，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？ （2）若已知地球的半径r＝6.4×106 m，估算地球接收的太阳光的总功率。 12.经测量，人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm处，根据电磁辐射的理论得出，物体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系近似为Tλm＝2.90×10－1 m·K，由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少？（h＝6.63×10－34 J·s） 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章　原子结构和波粒二象性 1.普朗克黑体辐射理论 1.A　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A正确，B、C、D错误。 2.D　自然界的任何物体都在向外辐射电磁波，故A错误；黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射光，肉眼能看到黑体，故C错误；温度升高，黑体辐射各种波长的辐射强度都有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，D正确。 3.A　黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射强度越大，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B、C、D错误，A正确。 4.D　人数的数值只能取正整数，不能取分数或小数，因而是不连续的，是量子化的，其他三个物理量的数值都可以取小数或分数，因而是连续的，非量子化的，故D正确。 5.C　这种单色光的一个光子的能量为ε=hν== J≈3.14×10－19 J，故选C。 6.C　根据热辐射规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；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。人的体温的高低，直接决定了这个人辐射的红外线的频率和强度，通过监测被测者辐射的红外线的情况就可以知道这个人的体温，故C正确。 7.D　由Mλ－λ图线可知，对于同一物体，随着温度的升高，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，辐射强度的极大值向短波方向移动，波长范围增大，A、B、C错误，D正确。 8.D　两束能量相同的色光，都垂直地照射到物体表面，在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5∶4，根据E=Nε，因为E相同，可得光子能量之比为4∶5；再根据ε=hν=，光子能量与波长成反比，故光子波长之比为5∶4，故选D。 9.A　每个光子的能量为ε=hν=，设在时间t内发射的光子数为N，则有Pt=Nε，该过程中激光传播的距离为L=ct，这些光子平均分布在距离L上，则长度1 m的光束内的平均光子个数为n==，故A正确，B、C、D错误。 10.A　设天体发射频率为ν光子的功率为P，由题意可知Pt××η=tNhν，解得P=，故选A。 11.（1）4.9×1044个　（2）1.8×1017 W 解析：（1）设地面上垂直于太阳光的1 m2面积上每秒钟接收的可见光光子数为n，则有P×45%×1 s=n∙h， 设想一个以太阳为球心、以日地间距离为半径的大球面包围着太阳，大球面接收的光子数即等于太阳辐射的全部光子数，则所求可见光光子数N=n∙4πR2， 联立得N≈4.9×1044个。 （2）地球背着太阳的半个球面没有接收太阳光，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心为圆心，以地球半径为半径的圆平面的面积，则地球接收太阳光的总功率P地=P∙πr2=1.4×103×3.14×（6.4×106）2 W≈1.8×1017 W。 12.35.36 ℃　2.12×10－22 J 解析：由题意知人体表面热力学温度T= = K=308.51 K 人体表面摄氏温度t=T－273.15=（308.51－273.15）℃=35.36 ℃ 人体辐射的能量子的值ε=h=6.63×10－34× J=2.12×10－22 J。 学科网（北京）股份有限公司 $