物理1 普朗克黑体辐射理论一课一练

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第四章分层作业16　普朗克黑体辐射理论A级 必备知识基础练1.对黑体辐射电磁波的强度按波长分布产生影响的因素是(　　)A.温度 B.材料C.表面状况 D.以上都正确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εB.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4.(多选)(2023河南新乡一中模拟)下列关于辐射强度与波长的关系的说法正确的是(　　)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6.(2023山东烟台二中模拟)一盏电灯发光功率为100 W,假设它发出的光向四周均匀辐射,光的平均波长λ=6.0×10-7 m,在距电灯r=10 m远处,以电灯为球心的球面上,1 m2的面积每秒通过的能量子数约为(　　)A.2×1017B.2×1016C.2×1015D.2×10237.经测量,人体表面辐射本领的最大值落在波长为940 μm处。根据电磁辐射的理论得出,物体最强辐射的波长与物体的热力学温度的关系近似为Tλm=2.90×10-1 m·K,由此估算人体表面的温度和辐射的能量子的值各是多少。(h=6.63×10-34 J·s) B级 关键能力提升练8.(2023河北唐山一中模拟)第26届国际计量大会决定,千克由普朗克常量h及米和秒定义,即1 kg=。该决定已于2019年5月20日生效。此标准实施后,国际单位制中7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上,保证了国际单位的长期稳定性和通用性。下列说法正确的是(　　)A.普朗克常量h是一个无单位的常量B.普朗克常量h的单位等效于N·m·s2C.普朗克常量h的单位等效于J·sD.普朗克常量h的单位等效于J·s-19.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10.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能量子数为(　　)A. B.C. D.λPhc11.(多选)2006年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12.(2023山东潍坊模拟)可见光的波长的大致范围是400~760 nm。400 nm、760 nm的光电磁辐射的能量子ε的值各是多少?
分层作业16　普朗克黑体辐射理论1.A　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正确。2.B　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。3.BC　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。4.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,当铁块呈现黑色时,由于它的辐射强度的极大值对应的波长段在红外部分,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;太阳早、晚时分呈现红色,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。5.C　根据黑体辐射规律可知,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。6.A　光是电磁波,辐射能量也是一份一份进行的,100W灯泡每秒产生光能E=100J,设灯泡每秒发出的能量子数为n,则能量为E=nh,在以电灯为球心、半径为r的球面上,1m2的面积每秒通过的能量子数n'==2.4×1017,故A正确。7.答案 36 ℃　2.12×10-22 J解析 人体表面的温度为T=K=309K=36℃。人体辐射的能量子的值为ε=h=6.63×10-34×J=2.12×10-22J。8.C　根据1kg=,可得h=6.62607015×10-34kg·m2·s-1,则普朗克常量h的单位为kg·m2·s-1,故A错误;根据牛顿第二定律F=ma可知1N=1kg·m·s-2,则kg·m2·s-1=N·m·s,故B错误;根据功的定义W=Fx可知J=N·m,则kg·m2·s-1=N·m·s=J·s,故C正确,D错误。9.C　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。10.A　每个光子的能量为ε=hν=h,设每秒激光器发出的光子数是n,则Pt=nε,联立可得n=,故选A。11.CD　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;一般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错误;黑体的热辐射实质上是电磁辐射,故C正确;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。12.答案 4.97×10-19 J　2.62×10-19 J解析 由ε=hν=h得,400nm的光电磁辐射的能量子ε1=hJ=4.97×10-19J760nm的光电磁辐射的能量子ε2=hJ=2.62×10-19J。