4.1普朗克黑体辐射理论 分层作业-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 分层作业

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

A层

1．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

2．2026年1月，“中国天眼”FAST（如图）在国际上首次捕捉到重复快速射电暴，若FAST探测到某次快速射电暴发射的电磁波光子的能量为，已知普朗克常量，光速，则该电磁波的波长范围为（　　）

A．1～3cm      B．1～30cm 

C．3～9cm       D．10～30cm

3．（多选）下列说法正确的是（　　）

A．只有温度高的物体才会有热辐射

B．黑体只是从外界吸收能量，从不向外界辐射能量

C．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以向外辐射电磁波

D．一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关

4．（多选）有关下列四幅图的描述，正确的是（　　）

 

 

 

 

 

 

A．图1是黑体辐射的实验规律，图中

B．图2中，在梁的自由端施力，梁发生弯曲，上表面应变片的电阻变大

C．图3中，强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落（不计空气阻力）可视为做自由落体运动

D．图4中，电子感应加速器是通过感生电场来实现电子的加速

5．人体向外不断地发生热辐射，为什么在黑暗中还是看不见人？

 

 

 

6．某广播电台的发射功率为10 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＝6.63×10－34 J·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2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。

 

B层

7．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为，光速为，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（　　）

A． B． C． D．

8．（多选）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长的变化情况是（　　）

A．I增大 B．I减小 C．增大 D．减小

9．某广播电台发射功率为10kW、在空气中波长为187.5m的电磁波，则：

(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？

(2)若发射的能量子视为在四面八方视均匀分布的，试求在离天线2.5km处直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率。

 

 

C层

10．有人设想在进行宇宙探测时，给探测器安上反射率极高（可认为100%）的薄膜，并让它正对太阳，用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行，阳光恰好垂直照射在薄膜上，薄膜面积为S，每秒每平方米面积照射到的太阳光能为E，若探测器总质量为M，光速为c，则探测器获得的加速度大小的表达式是（　　）

A． B． C． D．

11．（多选）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国物理学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是（　　）

A．微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波

B．微波和声波一样都只能在介质中传播

C．黑体的热辐射实际上是电磁辐射

D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

12．阅读如下资料并回答问题：

自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射与温度有关，因此被称为热辐射．热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。

处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0＝σT4，其中常量σ＝5．67×10－8 W/（m2·K4）．

在下面的问题中，把研究对象都简单地看成黑体。

有关数据及数学公式：太阳半径RS＝6．96×105 km，太阳表面温度T＝5 770 K，火星半径r＝3 395 km，球面积S＝4πR2，其中R为球的半径。

（1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10－7～1×10－5 m范围内，求相应的频率范围；

（2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？

（3）火星受到来自太阳的辐射可以认为垂直射到面积为πr2（r为火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。