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

普朗克黑体辐射理论拔高练习卷 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．黑体一定是黑色的 B．热辐射只能产生于高温物体 C．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍 D．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比 【答案】D 【详解】A.黑体是指能够完全吸收所有入射电磁辐射的理想物体，但其自身会因温度不同而发出不同波长的电磁波（热辐射），例如，高温黑体可发光（如发红或发白），故黑体不一定是黑色的，A错误； B.任何温度高于绝对零度的物体都会产生热辐射，只是辐射的强度和波长分布随温度变化，例如，人体也会辐射红外线，B错误； C.普朗克提出能量量子化假设（E=nhν），但该假设最初针对谐振子的能量，对于自由粒子或非束缚态粒子，能量可以是连续的，因此，选项C的表述过于绝对，C错误； D.根据普朗克公式E=hν，能量子的能量由频率ν和普朗克常数h决定，与频率成正比，且能量是确定的，D正确。 故选D。 2．下列关于电磁波和能量子的说法正确的是（　　） A．电磁波单个光子的能量与其频率成正比 B．微观粒子的能量变化是连续的 C．红光的能量子的能量比绿光的大 D．电磁波单个光子的波长越长，其能量越大 【答案】A 【详解】A．根据光子能量公式，可知其能量与频率成正比，故A正确； B．依据量子理论，微观粒子的能量变化是量子化的、不连续的，故B错误； C．红光的频率低于绿光的频率，由可知，红光能量子小于绿光能量子，故C错误； D．由，波长越长，能量越小，故D错误。 故选A。 3．下列说法中正确的是（　　） A．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线 B．红外线杀菌能力较强 C．在真空中可见光比红外线传播速度大 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 【答案】D 【详解】A．任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线，故A错误； B．红外线具有很好的热效应，而紫外线的主要作用是化学作用与荧光作用，其中化学作用主要用于杀菌消毒，故B错误； C．可见光、红外线都属于电磁波，它们在真空中传播速度相同，都等于光速，故C错误； D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，故D正确。 故选D。 4．下列说法正确的是（　　） A．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 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 【答案】A 【详解】A．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，A正确； B．任何物体都会有热辐射，B错误； C．电磁波是一种物质，能在真空中传播，C错误； D．一个物体所具有的能量是量子化的，是一个非连续值，D错误； 故选A。 5．四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（    ） A．温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B．温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 C．英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好 D．德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好 【答案】A 【详解】A．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A正确； B．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故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，故CD错误。 故选A。 6．利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1700K和1500K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】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，随着温度升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 故选B。 7．关于热辐射，下列说法正确的是（　　） A．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值 B．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 C．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的 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 【答案】A 【详解】A．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A正确； B．一般物体的热辐射，除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，故B错误； C．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，但不是所有黑体一定是黑的，故C错误； 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A。 8．在T1、T2两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像如下图所示，则下列关于黑体辐射，说法正确的是（　　） A． B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值向长波方向移动 C．图像与坐标轴围成的面积相等且都是1 D．黑体不仅可以反射电磁波，还可以向外辐射电磁波 【答案】A 【详解】A．因为温度为T1时辐射强度的峰值较大，所以，故A正确； B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值向短波方向移动，B错误； C．图像与坐标轴围成的面积不相等，C错误； D．黑体不反射电磁波，D错误。 故选A。 9．关于对能量子和热辐射的认识，下列说法正确的是（　　） A．能量子与电磁波的频率成反比 B．能量子假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 C．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 D．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 【答案】D 【详解】A．能量子的能量公式为，与频率成正比，故A错误； B．能量子假说成功解释了黑体辐射实验，是量子理论的基础，与现实不矛盾，故B错误； C．室温下物体热辐射的峰值波长由维恩位移定律决定（为维恩常量，为温度），室温约300K时峰值波长在红外区，其波长较长，故C错误； D．根据普朗克能量量子化假说，带电微粒辐射或吸收的能量只能是能量子的整数倍，故D正确。 故选D。 10．对比学习可以帮助同学们抓住规律的要点。对比教材中两组相似的曲线，图甲为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化规律；图乙为在T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系。下列说法正确的是（　　） A．图甲中虚线对应100℃时的情形 B．由图甲可知，温度升高后每个速率区间的分子数占总分子数的百分比都变大了 C．由图乙可知，温度升高后各种波长的辐射强度都增加了 D．由图乙可知，温度升高后黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 【答案】C 【详解】A．根据麦克斯韦速率分布图像可知，温度升高时，分子速率分布会向速率较大的方向偏移，则图甲中虚线对应0℃时的情形，故A错误； B．温度升高后，分子速率分布向速率较大的方向偏移，只是在速率较大区间分子数占分子数的百分比增大，而在速率较小区间分子数占总分子数的百分比减小，并不是每个速率区间的分子数占总分子数的百分比都变大，故B错误； CD．根据黑体辐射的实验规律，温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，同时各种波长的辐射强度都增加了，故C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 11．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长 C．同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强 D．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同 【答案】CD 【详解】AB．无论温度高低，黑体都会产生各种波长电磁波，故AB错误； C．同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强，故C正确； D．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同，故D正确。 故选CD。 12．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是（　　） 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 【答案】AC 【详解】A．不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不同的，温度越高向外辐射的能量中，波长小的波越多，所以T1>T2，故A正确； B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，故B错误； 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，故C正确； D．这样的小孔只能说近似为一个黑体，故D错误。 故选AC。 13．关于黑体辐射的实验规律，下列说法正确的有（　　） A．随着温度升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动 B．温度越高，黑体辐射的总能量（总强度）越大 C．黑体辐射的强度与波长的关系曲线是单调递增的 D．黑体辐射的规律无法用经典电磁理论解释 【答案】ABD 【详解】A．根据黑体辐射规律可知，随着温度升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动，故A正确； B．黑体辐射的总能量（总强度）与温度密切相关，温度越高，黑体辐射的总能量（总强度）越大。这是因为温度升高时，黑体内部的微观粒子热运动更剧烈，辐射出的能量更多，故B正确； C．黑体辐射的强度与波长的关系曲线并非单调递增，而是先增大后减小。也就是说，在波长较短和较长的区域，辐射强度都比较小，在中间某一波长附近，辐射强度达到最大值，故C错误； D．经典电磁理论认为能量是连续的，但黑体辐射的实验规律（如紫外灾难等现象）表明，经典电磁理论无法解释黑体辐射的规律，后来普朗克提出量子理论才成功解释，故D正确。 故选ABD。 14．下列说法正确的是(　　) A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 C．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍 D．普朗克最先提出了能量子的概念 【答案】BCD 【详解】A.一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，还与材料的种类及表面情况有关；但黑体辐射电磁波的情况只与温度有关；故A错误； B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射，故B正确； C.根据量子化的理论，带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍，故C正确； D. 普朗克最先提出了能量子的概念，选项D正确. 15．如图所示就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是（　　） A．T1>T2 B．T1＜T2 C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低 D．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 【答案】AD 【详解】AB．不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，温度越高，向外辐射的能量中，波长短的波越多，所以T1>T2，故A正确，B错误； CD．随着温度的升高，黑体的辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故C错误，D正确。 故选AD。 16．关于能量子与黑体辐射，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，能量子与电磁波的波长成正比 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．黑体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关 D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 【答案】BD 【详解】A．根据 能量与电磁波的频率成正比，A错误； B．由普朗克能量子假说可知，带电微粒只能辐射或吸收整数个能量子，该能量只能是某一最小能量值的整数倍，B正确； CD．根据热辐射和黑体辐射的特点知，一般物体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，C错误，D正确。 故选BD。 17．关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　　) A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 C．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 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，这个带小孔的空腔就成了一个黑体 【答案】BD 【详解】A．黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，这样的物体称为黑体，但不一定黑色的，故A错误。 BC．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故C错误，B正确。 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，因此带小孔的空腔成了一个黑体，故D正确。 故选BD。 18．1900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 【答案】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。 19．1900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最小能量值，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量，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 【答案】ABC 【详解】能量子假说认为，物体发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的，每一份最小能量值，称为“能量子”，能量子的能量 为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量，故ABC正确，D错误。 故选ABC。 20．如图所示，四幅教材插图均与温度有关。其中，图甲反映的是一个金属热电阻和一个热敏电阻阻值随温度变化的关系，图乙是一定质量理想气体在不同温度下的等温线，图丙是黑体辐射的实验规律，图丁是氧气分子的速率分布图像。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，a是金属热电阻的图线 B．图乙中，a是温度较低时的图线 C．图丙中，b是温度较高时的图线 D．图丁中，b是温度较低时的图线 【答案】AD 【详解】A．金属热电阻的阻值随温度升高而增大，热敏电阻（如半导体型）的阻值随温度升高而减小。图甲中，b的阻值随温度升高而减小，是热敏电阻；a的阻值随温度升高而增大，是金属热电阻，A正确； B．理想气体的等温线图中，温度越高，等温线离原点越远。图乙中，a离原点更远，对应温度更高；b对应温度较低，B错误； C．黑体辐射的实验规律是：温度越高，辐射强度的极大值对应的波长越短。图丙中，a的极大值波长更短，对应温度更高；b的极大值波长更长，对应温度较低， C错误； D．气体分子速率分布图像中，温度越低，速率分布曲线的峰值越靠近低速区，曲线越 “陡”；温度越高，峰值越靠近高速区，曲线越 “平缓”。图丁中，b的峰值更靠近低速区，对应温度较低，D正确。 故选AD。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 普朗克黑体辐射理论拔高练习卷 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．黑体一定是黑色的 B．热辐射只能产生于高温物体 C．微观粒子的能量只能是能量子的整数倍 D．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比 2．下列关于电磁波和能量子的说法正确的是（　　） A．电磁波单个光子的能量与其频率成正比 B．微观粒子的能量变化是连续的 C．红光的能量子的能量比绿光的大 D．电磁波单个光子的波长越长，其能量越大 3．下列说法中正确的是（　　） A．只有物体温度较高时，才能向外辐射红外线 B．红外线杀菌能力较强 C．在真空中可见光比红外线传播速度大 D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 4．下列说法正确的是（　　） A．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 B．只有温度高的物体才会有热辐射 C．电磁波是一种物质，不能在真空中传播 D．一个物体所具有的能量是非量子化的，可以是一个任意值 5．四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系如图所示。有关黑体辐射的实验规律和科学家们对黑体辐射的研究，下列说法正确的是（    ） A．温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B．温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小 C．英国物理学家瑞利按波长分布提出的辐射强度公式与实验符合得很好 D．德国物理学家维恩借助能量子的假说，提出的黑体辐射强度公式与实验符合得很好 6．利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1700K和1500K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是（　　） A． B． C． D． 7．关于热辐射，下列说法正确的是（　　） A．一定温度下，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值 B．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关 C．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体一定是黑的 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 8．在T1、T2两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像如下图所示，则下列关于黑体辐射，说法正确的是（　　） A． B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值向长波方向移动 C．图像与坐标轴围成的面积相等且都是1 D．黑体不仅可以反射电磁波，还可以向外辐射电磁波 9．关于对能量子和热辐射的认识，下列说法正确的是（　　） A．能量子与电磁波的频率成反比 B．能量子假说与现实世界相矛盾，因而是错误的 C．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较短的电磁波 D．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 10．对比学习可以帮助同学们抓住规律的要点。对比教材中两组相似的曲线，图甲为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化规律；图乙为在T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系。下列说法正确的是（　　） A．图甲中虚线对应100℃时的情形 B．由图甲可知，温度升高后每个速率区间的分子数占总分子数的百分比都变大了 C．由图乙可知，温度升高后各种波长的辐射强度都增加了 D．由图乙可知，温度升高后黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 二、多选题 11．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长 C．同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强 D．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同 12．如图所示是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是（　　） 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 13．关于黑体辐射的实验规律，下列说法正确的有（　　） A．随着温度升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动 B．温度越高，黑体辐射的总能量（总强度）越大 C．黑体辐射的强度与波长的关系曲线是单调递增的 D．黑体辐射的规律无法用经典电磁理论解释 14．下列说法正确的是(　　) A．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 C．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍 D．普朗克最先提出了能量子的概念 15．如图所示就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图像，则下列说法正确的是（　　） A．T1>T2 B．T1＜T2 C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低 D．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 16．关于能量子与黑体辐射，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，能量子与电磁波的波长成正比 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．黑体辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关 D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 17．关于对黑体的认识，下列说法正确的是(　　) A．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 C．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 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，这个带小孔的空腔就成了一个黑体 18．1900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 19．1900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最小能量值，称为“能量子” C．能量子假说中的能量子的能量，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 20．如图所示，四幅教材插图均与温度有关。其中，图甲反映的是一个金属热电阻和一个热敏电阻阻值随温度变化的关系，图乙是一定质量理想气体在不同温度下的等温线，图丙是黑体辐射的实验规律，图丁是氧气分子的速率分布图像。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，a是金属热电阻的图线 B．图乙中，a是温度较低时的图线 C．图丙中，b是温度较高时的图线 D．图丁中，b是温度较低时的图线 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $