高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 普朗克黑体辐射理论练习

4.1普朗克黑体辐射理论同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．一些重大物理现象和物理理论的发现常常同基本物理常量的发现和准确测定密切相关，在国际单位制中，下列物理常量的单位正确的是（　　）

A．万有引力常量G        N·m/kg B．静电力常量k     

C．普朗克常量h        J·s D．电子的比荷     F/kg

2．关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（       ）

A．温度高的物体向外辐射电磁波，温度低的物体只吸收不辐射的电磁波

B．爱因斯坦为解释黑体辐射的规律，提出了“能量子”

C．黑体辐射电磁波辐射强度按波长的分布情况只与温度有关

D．常温下我们看到物体是因为物体在不断辐射电磁波

3．下列说法不正确的是（　　）

A．第一类永动机违背了能量守恒定律

B．安培提出的“分子电流假说”成功解释了磁化现象

C．普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子的假设

D．只要穿过闭合导体回路的磁场发生变化，闭合回路中就一定会产生感应电流

4．下列宏观概念中，是量子化的为（       ）

A．物体的质量

B．弹簧振子的能量

C．汽车的个数

D．卫星绕地球运行的轨道

5．下列说法正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电磁感应的规律

B．赫兹预言了电磁波的存在并发现了电磁波

C．普朗克认为电磁波的能量是不连续的，把每一份能量称为能量子

D．紫外线的主要作用是热效应

6．以下说法中正确的是(       )

A．一切物体都在进行着热辐射 B．只有高温物体才进行热辐射

C．严冬季节里物体不发生热辐射 D．以上说法都有可能

7．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．牛顿提出的能量微粒说

D．以上说法均不正确

8．已知某单色光的波长为，在真空中光速为，普朗克常量为，则电磁波辐射的能量子的值为（ ）

A． B． C． D．以上均不正确

9．从大到飞机、轮船，小到各种零件都和物理学有密切的关系，物理学对人类的发展有巨大的贡献．下列说法正确的是

A．库仑最早引入了电场的概念，并直观地用电场线描绘电场

B．赫兹为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的

C．第一个对亚里士多德“力是物体运动的原因”观点提出质疑的是伽利略

D．法拉第最先发现电流能够使周围的小磁针发生偏转，即电流的磁效应

10．现代科学认为，在微观世界中能量是不连续的（即量子化的）。下列说法不正确的是（　　）

A．普朗克在研究黑体辐射时提出能量是不连续的

B．原子存在着能级，它的能量是量子化的

C．光在本质上是一种电磁波，它的能量是连续的

D．爱因斯坦认为电磁场本身就是不连续的，每一份即为光子

11．下列说法正确的是（　　）

A．微波有很强的热效应，所以用微波炉加热食物

B．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波

C．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强

D．黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关

12．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象．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长方向移动

13．黑体辐射的实验规律如图所示，以下判断错误的是（　　）

A．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大

B．在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间

C．温度越高，辐射强度的极大值就越大

D．温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

14．关于电磁场、电磁波下列说法正确的是（　　）

A．变化的磁场一定能产生变化的电场

B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低

C．观察者接近频率恒定的波源时，接收到波的频率比波源的频率小

D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，而不向外辐射电磁波

15．物理学的发展离不开物理学家的科学研究，以下符合史实的是（　　）

A．法拉第用电场线来形象描述电场，它是真实存在的

B．普朗克提出了能量量子假设，基于此他又提出了光子说

C．奥斯特发现了电流的磁效应，使人们突破了对电与磁认识的局限性

D．楞次发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善

二、填空题（共4题）

16．黑体辐射的规律如图所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都会________（填“增加”、“减少”“不变”），辐射强度的极大值向波长_____（填“较长”、“较短”）的方向移动。

17．①图1是两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图，其中两种温度大小关系为T1_____ T2；

②在光电效应实验中，某同学用三种入射光(甲光、乙光、丙光)照射同一光电管得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示．则可判断出甲光照射下逸出的光电子最大初动能______丙光照射下逸出的光电子最大初动能（选填“大于“小于”或“等于”）

18．热辐射

（1）概念：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的___________有关，所以叫热辐射。

（2）特点：温度升高时，热辐射中波长较___________的成分越来越强。

（3）黑体：能够完全吸收入射的各种波长的___________而不发生反射。

19．判断下列说法的正误。

（1）黑体一定是黑色的物体。(    )

（2）能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体叫黑体。(    )

（3）温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。(    )

（4）能量子的能量不是任意的，其大小与带电微粒的振动频率成正比。(    )

（5）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。(    )

三、综合题（共4题）

20．如图所示为我国首颗量子通信卫星“墨子号”。“墨子号”的成功发射使我国在量子通信技术领域走在了世界前列。那么，量子通信的理论基础是什么？该理论的提出背景又是什么？

21．1900年4月27日，英国著名物理学家开尔文男爵在英国皇家学会提出“物理学的两朵乌云”，查阅资料简述这“两朵乌云”是什么？

22．一定功率的小灯泡发出的光向四周均匀辐射，平均波长为，在距离d处，每秒种落在垂直于光线方向、面积为S的球面上的光子数为N，普朗克常量为h，小灯泡的发光频率为多大？

23．太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料．在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体．现有一艘质量为m的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直．设帆能90%地反射太阳光，帆的面积为S，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量E0，已知太阳辐射的光子的波长绝大多数集中在波长为2×10-7m～1×10-5m波段，计算时可取其平均波长为λ0，且不计太阳光反射时频率的发化．已知普朗克常量h

（1）每秒钟射到帆面的光子数为多少？

（2）由于光子作用，飞船得到的加速度为多少？

参考答案：

1．C

2．C

3．D

4．C

5．C

6．A

7．B

8．A

9．C

10．C

11．D

12．A

13．A

14．B

15．C

16．     减少     较长

17．     ① 大于     ②小于

18．     温度     短     电磁波

19．     错误     正确     正确     正确     正确

20．量子通信的理论基础来源于德国物理学家的能量量子化假设。该假设提出的背景是经典电磁理论解释不了黑体辐射实验的实验规律。

21．两朵乌云指：一是光的运动问题，二是能量辐射的问题

22．

23．（1）（2）