2021学年第四章 原子结构和波粒二象性1 普朗克黑体辐射理论课时训练

第四章　原子结构和波粒二象性

1　普朗克黑体辐射理论

基础过关练

题组一　黑体与黑体辐射

1.(多选)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,最终不能从空腔射出,这个空腔就可以近似为一个绝对黑体

2.(多选)下列叙述正确的是(　　)

A.一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关

B.一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关

C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关

D.黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波

3.关于黑体及黑体辐射,下列说法正确的是(　　)

A.黑体是真实存在的

B.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

C.随着温度升高黑体辐射的各波长的强度有些会增强,有些会减弱

D.黑体辐射无任何实验依据

题组二　黑体辐射的实验规律

4.(2020河北正定中学高二下月考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是(　　)

5.热辐射是指所有物体都要向外辐射电磁波的现象。辐射强度指垂直于电磁波传播方向上的单位面积上单位时间内所接收到的辐射能量。在研究同一物体在不同温度下向外辐射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时,得到如图所示的图线,图中横轴λ表示电磁波的波长,纵轴Mλ表示某种波长的电磁波的辐射强度,则由Mλ-λ图线可知,同一物体在不同温度下(　　)

A.向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度相同

B.向外辐射的电磁波的波长范围是相同的

C.向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小

D.辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动

6.(多选)以下关于辐射强度与波长关系的说法中正确的是　(　　)

A.物体在某一温度下只能辐射某一固定波长的电磁波

B.当铁块呈现黑色时,说明它的温度不太高

C.当铁块的温度较高时会呈现赤红色,说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强

D.早、晚时分太阳呈现红色,而中午时分呈现白色,说明中午时分太阳温度最高

题组三　能量子

7.(多选)以下宏观概念中,哪些是“量子化”的(　　)

A.物体的带电荷量　　　　　　　　B.物体的质量

C.物体的动量　　　　　　　　D.学生的个数

8.某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h为普朗克常量,则激光器每秒发射的光量子数为(　　)

A.　　　　B.　　　　C.　　　　D.λPhc

9.(多选)下列说法正确的是(　　)

A.微观粒子的能量变化是跳跃式的

B.能量子与电磁波的频率成正比

C.红光的能量子比绿光大

D.电磁波波长越长,其能量子越大

答案全解全析

基础过关练

1.CD　黑体可以向外辐射电磁波,看上去不一定是黑的,故A错误;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,故B错误,C正确;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,这个空腔就可以近似为一个绝对黑体,故D正确。

2.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,还与材料的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,故A、B错误,C正确;根据黑体定义知D正确。

3.B　黑体并不是真实存在的,故A错误;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B正确;随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,故C错误;黑体辐射是有实验依据的,故D错误。

4.A　黑体辐射电磁波,温度越高,辐射越强,故B、D错误。随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故C错误,A正确。

5.D　由Mλ-λ图线可知,对于同一物体,随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,向外辐射的电磁波的总能量增大;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故D正确,A、C错误;从图像中无法准确知道波长范围的变化情况,故B错误。

6.BC　物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波,故A错误;黑体辐射的强度与温度有关,温度越高,则辐射强度的极大值也就越大,铁块呈现黑色,是由于它的辐射强度的极大值对应波长段在红外部分,甚至波长更长,说明它的温度不太高,故B正确;当铁块的温度较高时会呈现赤红色,说明此时辐射的电磁波中该颜色的光强度最强,故C正确。早晚时分太阳呈现红色,而中午时分呈现白色,是由于大气吸收与反射了部分光,不能说明中午时分太阳温度最高,故D错误。

7.AD　所谓“量子化”应该是不连续的,是一份一份的,故A、D正确。

8.A　每个光量子的能量ε=hν=,每秒钟发射的总能量为P,则n==。

9.AB　微观粒子的能量变化是跳跃式的,选项A正确;由ε=hν可知,能量子与电磁波的频率成正比,选项B正确;红光的频率比绿光小,由ε=hν可知,红光的能量子比绿光小,选项C错误;电磁波波长越长,其频率越小,能量子越小,选项D错误。