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课堂教学ppt课件

4.1普朗克黑体辐射理论  同步练习

一、单选题

1．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（　　）

A． B． C．  D．

【答案】A

【解析】黑体辐射的特点是：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A。

2．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除与温度有关外，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温度有关，与材料的种类及表面状况无关

D．随着黑体温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

【答案】C

【解析】A．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，故A错误；

B．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，故B错误，C正确；

D．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。故选C。

3． 2015年中国发射卫星“悟空”，用来探测暗物质粒子和黑洞。黑洞是黑体的一种，关于黑体，下列说法正确的是 （　　）

A．外表面涂成黑色的物体就是黑体

B．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波

C．在空腔壁上开一个很小的孔，射入孔的电磁波最终不能从空腔射出，这个带小孔的空腔就成了黑体

D．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说

【答案】C

【解析】AB．黑体是能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体，A、B错误；

C．在空腔壁上开一个很小的孔，射入孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个带小孔的空腔就成了黑体，C正确；   

D．普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，D错误。故选C。

4．所谓黑体是指能全部吸收入射的电磁波而不发生反射的物体。显然，自然界不存在真正的黑体，但许多物体在某些波段上可近似地看成黑体。如图所示，用不透明的材料制成的带小孔的空腔，可近似地看作黑体。这是利用了（　　）

A．控制变量法 B．类比法

C．比值法 D．理想化方法

【答案】D

【解析】黑体实际上是物体模型，把实际物体近似看作黑体，用到的是理想化方法，ABC错误，D正确。

故选D。

5．下列有关黑体和黑体辐射的说法错误的是（　　）

A．黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射

B．黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光）

C．黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释

D．黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释

【答案】C

【解析】A．黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，故A正确不符合题意；

B．根据辐射规律可知，黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光），故B正确不符合题意；

CD．黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释，故C错误符合题意D正确不符合题意；故选C。

6．下列说法正确的是（　　）

A．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关

B．冷的物体只吸收电磁波

C．能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比

D．在黑体辐射实验中，随温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

【答案】C

【解析】A．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面情况有关，故A错误；

B．一切物体不仅吸收电磁波，同时也在向外辐射电磁波，故B错误；

C．根据量子化的理论，能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比，即，故C正确；

D．根据量子化的理论，黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。故选C。

7．某气体在T1、T2两种不同温度下的分子速率分布图象如图甲所示，纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率；而黑体辐射的实验规律如图乙所示，图乙中画出了T1、T2两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系。下列说法正确的是（　　）

A．图甲中T1>T2，图乙中T1>T2

B．图乙中温度升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动

C．图甲中温度升高，所有分子的速率都增大

D．图乙中黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关

【答案】B

【解析】ABC．由图甲可知，温度为T2的图线中速率大的分子占据的比例较大，说明其对应的平均分子动能较大，故T2对应的温度较高，所以T2>T1，温度升高使得气体分子的平均速率增大，不一定所有分子的速率都增大。图乙中，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加，且辐射强度的极大值向波长较短方向移动。故B正确；AC错误；

D．图乙中黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关。故D错误。故选B。

8．下列说法不正确的是（　　）

A．只有温度高的物体才会有热辐射

B．黑体可以向外界辐射能量

C．黑体也可以看起来很明亮，是因为黑体也可以有较强的辐射

D．普朗克引入能量子的概念得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元

【答案】A

【解析】A．任何物体在任何温度下都存在辐射，温度越高辐射的能量越多，故A错误；

BC．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体，黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波，有些黑体有较强的辐射，看起来也可以很明亮，故BC正确；

D．普朗克引入能量子的概念得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元，故D正确。故选A。

9．四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．在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大

B．随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

C．随着温度升高，波长短的辐射强度增大，波长长的辐射强度减小

D．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

【答案】D

【解析】B．由图可知，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，B错误；

C．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增大，C错误；

A．在同一温度下，随着波长变短，电磁波辐射强度先增大后减小，A错误；

D．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，D正确。故选D。

10．关于黑体与黑体辐射，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而不发生反射，所以看起来是黑色的

C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加

D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

【答案】C

【解析】A．一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，也与材料的种类及表面情况有关，A错误；

B．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，看不见的，B错误；

C．随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加，C正确；

D．黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D错误。故选C。

11．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

【答案】C

【解析】A ．1900年，普朗克在研究黑体辐射时，认为其辐射的能量是不连续的，而是一份一份的，故A正确，不符合题意；

B．普朗克在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故B正确，不符合题意；

C．根据光的波粒二象性可知，光是一种电磁波，光的能量是一份一份的，故C错误，符合题意；

D． 1905年爱因斯坦提出了光子说，即光在传播过程中是不连续的，是由一份一份的“光子”组成的。故D正确，不符合题意。故选C。

二、多选题

12．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除与温度有关外，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，这个小孔就成了一个黑体

【答案】CD

【解析】A．能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这样的物体称为黑体，黑体可以向外辐射电磁波，看上去不一定是黑的，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，B错误，C正确；

D．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，D正确。故选CD。

13．2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，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．微波和声波一样都只能在介质中传播

B．一般物体辐射电磁波的情况只与黑体温度有关

C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射

D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

【答案】BCD

【解析】A．微波是电磁波中按波长分类波长较小的一种，微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波，电磁波的传播不需要介质，故A错误；

B．实际物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；黑体辐射电磁波的情况只与温度有关，是实际物体的理想化模型，故B正确；

C．黑体的热辐射实质上是电磁辐射，选项C正确；

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BCD。

14．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

【解析】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。