4.1普朗克黑体辐射理论 精选练习3（Word版含答案）

4.1普朗克黑体辐射理论 精选练习3（解析版）
一、选择题
1．德国物理学家冯·克里芩在1980年发现了量子霍尔效应，霍尔电阻值出现量子化现象，与量子数n成反比，还与普朗克常量h和电子电荷量e有关。下列关于霍尔电阻公式正确的是（　　）
A． B． C． D．
2．下列物理常量和单位对应关系正确的是（　　）
A．引力常量
B．静电力常量
C．元电荷
D．普朗克常量
3．我国高铁技术从无到有，并取得了巨大飞跃，目前处于世界领先水平。高铁将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A．波长更长 B．衍射更明显 C．能量子的能量更大 D．传播速度更快
4．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．黑体是黑色的
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，与材料的种类及表面状况无关
D．煤烟很接近黑体，如置于阳光下照射，煤烟温度会不断上升
5．对黑体辐射的研究中，我们发现，物质吸收或发射能量是不连续的，于是提出能量量子化的理论，那么这位科学家是（　　）
A．牛顿 B．开普勒 C．普朗克 D．阿基米德
6．关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B．黑体是黑色的
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，与材料的种类及表面状况无关
D．煤烟很接近黑体，如置于阳光下照射，煤烟温度会不断上升
7．关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．一切物体只有在吸收电磁波的同时才会辐射电磁波
B．黑体在不断的辐射电磁波，且温度越高最强辐射波的波长越长
C．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，因此肉眼看不到黑体
D．黑体辐射电磁波的能量是不连续的，而是某个能量值的整数倍
8．第26届国际计量大会决定，质量单位“千克”用普朗克常量h来定义，“国际千克原器”于2019年5月20日正式“退役”。h的值为，则h的单位“”用国际单位制中的基本单位表示为（　　）
A． B． C． D．
9．下列说法正确的是（　　）
A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波
B．变化的电场产生变化的磁场
C．爱因斯坦提出能量子假说
D．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波
10．在抗击新冠病毒的战役中，非接触式温度计在公共场所被广泛应用，其测温原理是基于黑体辐射规律。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．
11．实际物体是具有多重属性的，但是，当针对某种目的，从某种角度对某一物体进行研究时，有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用却可以忽略不计。物理学上为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体就是理想模型。下列不属于理想模型的是（　　）
A．质点 B．元电荷 C．点电荷 D．黑体
12．下列说法正确的有（　　）
A．医学上用激光切除肿瘤，利用的是激光亮度高的特点
B．光学镜头增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的
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
D．红外线具有很强的穿透本领，常用来在医学上做人体透视
13．一激光器发光功率为，发出的激光在折射率为的介质中波长为，若在真空中速度为，普朗克常量为，则下列叙述正确的是（　　）
A．该激光在真空中的波长为
B．该波的频率为
C．该激光器在内辐射的能量子数为
D．该激光器在内辐射的能量子数为
14．黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知，下列说法错误的是(　 　)
A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加
C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
二、解答题
15．纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W的氩激光器，能发出波长的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要的能量，求：
（1）每次“点焊”视网膜的时间．
（2）在这段时间内发出的激光光子的数量．
16．在一杯开水中放入一支温度计，可以看到开水的温度是逐渐降低的。根据能量量子化理论，开水的能量是一份一份向外辐射的，为什么它的温度不是一段一段地降低呢？
参考答案
1．B
【详解】
由于为电阻，单位为Ω，普朗克常量的单位为，电荷量的单位为，则有
故选B。
2．D
【详解】
A．由
得G的单位是，A错误；
B．由
得k的单位是，B错误；
C．元电荷e的单位是电荷量的单位C，C错误；
D由
得h的单位是，即，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，已知电磁波的波长与频率的关系为λ =，由此可知频率越高波长越短，则与4G相比，5G使用的电磁波波长更短，A错误；
B．波长越长衍射现象越明显，由选项A可知λ5G < λ4G，则与4G相比，5G使用的电磁波衍射现象较差，B错误；
C．已知能量子的能量为，由题知与4G相比，5G具有“通信使用的电磁波频率更高”，则与4G相比，5G使用的电磁波能量子的能量更大，C正确；
D．电磁波的传播速度与光速相等，在自由空间中，为c = 3 × 108m/s，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．任何物体在任何温度下都会发生热辐射，选项A错误；
B．黑体可以辐射电磁波，不一定是黑色的，选项B错误；
C．黑体是一种理想模型，其辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与其他因素无关，选项C正确；
D．煤烟的温度不会持续上升，因为能量不断被吸收的同时，还伴随着能量的辐射，最终将趋于平衡，选项D错误。
故选C。
5．C
【详解】
普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故选C。
6．C
【详解】
A．任何物体在任何温度下都会发生热辐射，选项A错误；
B．黑体可以辐射电磁波，不一定是黑色的，选项B错误；
C．黑体是一种理想模型，其辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与其他因素无关，选项C正确；
D．煤烟的温度不会持续上升，因为能量不断被吸收的同时，还伴随着能量的辐射，最终将趋于平衡，选项D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．自然界的任何物体都向外辐射红外线，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故A错误；
B．黑体在不断的辐射电磁波，且温度越高最强辐射波的波长越短，故B错误；
C．黑体对于外界过来的电磁波只吸收而不反射，但黑体辐射光，肉眼能看到黑体，故C错误；
D．根据量子化的理论，黑体辐射电磁波的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
h的单位是J s，则
故选B。
9．A
【详解】
A．赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，故A正确；
B．非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场，故B错误；
C．普朗克提出能量子假说，故C错误；
D．黑体吸收电磁辐射，不反射电磁辐射，但是会把电磁辐射转化为热辐射然后放出热辐射，故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
AD．黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量，温度越高，辐射越强越大，故AD错误；
BC．黑体辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500℃以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射，即温度越高，辐射的电磁波的波长越短，故B正确，C错误。
故选B。
11．B
【详解】
物理学上为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想客体就是理想模型，如质点、点电荷、黑体，但是元电荷是一种电荷单位，所以B错误，符合题意；ACD正确，不符合题意；
故选B。
12．AC
【详解】
A．激光的其中一个特点是亮度高，把激光束汇聚起来照射到物体上，可以使物体的被照部分在极短时间内熔化，医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，故A正确；
B．增透膜是利用光的干涉原理制成的，当光程差为光在膜中波长的一半时，出现反射光减弱，减少光的反射损失，从而增加光的透射，则增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的，故B错误；
C．由黑体辐射规律可知，辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故C正确；
D．X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体；红外线具有明显的热效应，用于加热物体，故D错误。
故选AC。
13．AC
【详解】
A．由
知在介质中速度
在真空中波长
故A正确；
B．频率
故B错误；
CD．在内辐射能量
每个能量子能量
故在内辐射的能量子数为
故C正确，D错误。
故选AC。
14．BD
【详解】
随温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
综上分析AC正确，不符合题意；BD错误，符合题意。
故选BD。
15．（1） （2）个
【详解】
(1)已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10-3J，根据E=Pt得，每次“点焊”视网膜的时间是
(2)设每个光子的能量为E0，则
在这段时间内发出的激光光子的数量
16．见解析
【详解】
开水向外辐射的每一份能量子能量很小(微观量)，而水降低1℃的能量很大（宏观量）。在宏观世界里观察不到能量量子化的效应，可以认为能量是连续的。所以，观察到的温度计的温度不是一段一段地降低的，可以认为开水的温度是连续变化的。