高中物理1 普朗克黑体辐射理论练习

这是一份高中物理1 普朗克黑体辐射理论练习，共3页。试卷主要包含了普朗克黑体辐射理论，能正确解释黑体辐射实验规律的是，4×1030个等内容，欢迎下载使用。

课后篇巩固提升
基础巩固
1.对黑体辐射电磁波的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
解析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,A对。
答案A
2.能正确解释黑体辐射实验规律的是( )
A.能量的连续经典理论
B.普朗克提出的能量量子化理论
C.以上两种理论体系任何一种都能解释
D.牛顿提出的能量微粒说
解析根据黑体辐射的实验规律,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释,故B正确。
答案B
3.(多选)关于对普朗克能量子假说的认识,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正比
D.这一假说与现实世界相矛盾,因而是错误的
解析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,最小能量值ε=hν,B、C正确,A、D错误。
答案BC
4.(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点,以下说法正确的是( )
A.以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收
B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C.吸收的能量可以是连续的
D.辐射和吸收的能量是量子化的
解析带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值——能量子ε的整数倍一份一份地辐射或吸收的,是不连续的,故选项A、B、D正确,C错误。
答案ABD
5.很多地方用红外线热像仪监测人的体温,只要被测者从仪器前走,便可知道他的体温是多少,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
解析根据辐射规律可知,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,就可知道这个人的体温,故C正确,A、B、D错误。
答案C
能力提升
1.对黑体的认识,下列说法中正确的是( )
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除与黑体的温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关
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,与材料的种类及表面状况无关
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,这个空腔就成了一个黑体
解析由于黑体自身辐射电磁波,所以看上去不一定是黑的,所以选项A错误;由于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,所以选项B错误,选项C正确;小孔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是小孔成了一个黑体,而不是空腔成了一个黑体,所以选项D错误。
答案C
2.(2020江苏模拟)“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λ的变化情况是( )
A.I增大,λ增大B.I增大,λ减小
C.I减小,λ增大D.I减小,λ减小
解析根据黑体辐射实验的规律可知,随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度I都有增强,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故若人体温度升高,则人体热辐射强度I增大,辐射强度极大值对应的波长λ减小,故B正确,A、C、D错误。
答案B
3.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长
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最大值变化无规律可循
解析无论温度高低,黑体都会辐射所有波长的电磁波,故A、B错误;同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强,故C正确;温度升高,辐射强度的最大值向短波长、高频率的方向移动,故D错误。
答案C
4.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。
解析(1)每个能量子的能量
ε=hν=hcλ=6.63×10-34×3×108187.5J=1.06×10-27J
则每秒电台发射上述波长能量子数N=Ptε=9.4×1030个
(2)设球状天线每秒接收能量子数为n个,以电台发射天线为球心,则半径为R的球面积S=4πR2,而球状天线的有效接收面积S'=πr2,所以n=NS'S=Nr24R2=9.4×1030×124×(2.5×103)2个=3.76×1023个
接收功率P收=nεt=3.76×1023×1.06×10-27W=4×10-4W。
答案(1)9.4×1030个 (2)3.76×1023个 4×10-4 W