人教版 (2019)选择性必修 第三册1 普朗克黑体辐射理论习题

第四章　原子结构和波粒二象性

1.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

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

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

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.(2022山西吕梁高二期末)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

7.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绝对温度的关系近似为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.“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

9.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.(2022江西南昌高二期末)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.λPhc

11.(多选)(2022黑龙江望奎县高二期末)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

1.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.ABD　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。

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.D　黑体实际上是理想模型,把实际物体近似看作黑体,用到的是理想化方法,A、B、C错误,D正确。

7.答案 36 ℃　2.12×10-22 J

解析 人体表面的温度为T= K=309 K=36 ℃。人体辐射的能量子的值为ε=h=6.63×10-34× J=2.12×10-22 J。

8.B　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都有所增强;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,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。

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10-3 m到10 m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。