4.1普朗克黑体辐射理论 练习（Word版含答案）

4.1普朗克黑体辐射理论 精选练习5（解析版）
一、选择题
1．以下关于辐射强度与波长的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波长最长
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
2．下列说法正确的是（ ）
A．伽利略通过理想斜面实验得出结论：力是维持物体运动的原因
B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C．玻尔在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
D．1895年末，德国物理学家居里夫人发现了一种新的射线——X射线
3．下列描述物质特性的量或物理学常量中，对应单位表示正确的是（　　）
A．万有引力常量G： B．劲度系数k：
C．普朗克常量h： D．电阻率ρ：Ω/m
4．入射光照到某金属表面发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法中正确的是（　　）
A．从光照射到金属表面上到金属发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
5．在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，下列说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦提出了能量子假说 B．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在
C．麦克斯韦最早提出用电场线描述电场 D．法拉第发现了电流的磁效应
6．科学家发现，在真空中的两块不带电的金属板相距很近时，它们之间会存在一种作用力。这一现象的实质是与量子力学中的真空零点能相关的宏观现象，可以形象理解为金属板之间充满了具有能量的电磁波，当它们相互靠近时（如图所示），两板间的一些波会逐渐被“挤压”出去，使得周围空间的能量高于两板之间的能量，推动它们继续靠近，从而表现得像是存在一种作用力的效果。已知这种作用力F与普朗克常量h、真空中电磁波的波速c、平行金属板间的距离d以及两板间的正对面积S有关。你可能不会求解F的表达式，但根据所学的知识你可以对F表达式的合理性做出一些判断。根据你的判断，下列关于F的表达式可能正确的是（式中的η是无单位的物理常量）（　　）
A． B． C． D．
7．黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法错误的是（　　）
A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加
B．随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动
C．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波
D．不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波
8．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．
9．关于电磁场、电磁波下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场一定能产生变化的电场
B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低
C．观察者接近频率恒定的波源时，接收到波的频率比波源的频率小
D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，而不向外辐射电磁波
10．下列描绘三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（　　）
A． B．
C． D．
11．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦最早预言并证实了电磁波的存在
B．普朗克首先提出“能量子”的概念
C．频率越高的电磁波，波长越长
D．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
12．下列说法正确的是（ ）
A．一般物体的热辐射强度只与物体的温度有关
B．黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，所以黑体看上去一定是黑的
C．在黑体辐射的实验规律图中，一定温度下，黑体辐射强度有一个极大值
D．在黑体辐射的实验规律图中，温度升高时，黑体辐射强度的极大值向波长增大的方向移动
13．关于黑体辐射图象，下列判断正确的是__________.
A．T1B．T1>T2>T3>T4
C．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度
D．测量某黑体任一波长的光的辐射强度可以得知其温度
14．以下说法中正确的是（　　）
A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，只要有变化的电场，就可以形成电磁波
C．普朗克最早提出量子假说，开创了量子理论的新时代
D．量子假说认为，物质辐射（或吸收）的能量只能是某一最小能量单位的整数倍
15．下列叙述正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
二、解答题
16．某装置是一个高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长的紫外激光。已知普朗克常量，求：
（1）紫外激光能量子的值；
（2）该紫外激光所含光子数。
17．黑体就是绝对不发光的物体，看上去一定是黑色的，这句话对吗？
参考答案
1．B
【详解】
A．物体在某一温度下能辐射不同波长的电磁波，A错误；
B．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，是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，B正确；
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，C错误；
D．太阳早、晚时分呈现红色，而中午时分呈现白色，是由于大气的吸收与反射了部分光的原因，不能说明中午时分太阳温度最高，D错误。
故选B。
2．B
【解析】
【详解】
A. 伽利略通过理想斜面实验，得出了力不是维持物体运动原因的结论，选项A错误；
B. 库仑通过研究电荷间的相互作用总结出库仑定律，选项B正确；
C. 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，选项C错误；
D. 1895年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线——X射线，选项D错误。
3．C
【详解】
根据 知万有引力常量的单位是，根据知劲度系数的单位是，根据知普朗克常量的单位是，根据知电阻率的单位是。故ABD错误，C正确。
故选C。
4．C
【详解】
AC．光的强弱影响的是单位时间内发出光电子的数目，当入射光的强度减弱时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少，不影响发射出光电子的时间间隔，故A错误，C正确；
B．据光电效应方程知，入射光的频率不变，则最大初动能不变，与入射光的强度无关，故B错误；
D．入射光的频率不变，则仍然能发生光电效应，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．普朗克提出了能量子假说，故A错误；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故B正确；
C．首先用电场线描述电场的科学家是英国的科学家法拉第，故C错误；
D．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】
从量纲分析的角度来分析，F的单位为，其中普朗克常量h的单位为，化为国际标准单位为：，故的单位为，单位为，单位为，单位为，故A符合题意，正确，BCD不符合题意，错误。
故选A。
7．D
【详解】
A．由题图可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，故A正确，不符合题意；
B．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，故B正确，不符合题意；
CD．任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
8．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。
9．B
【详解】
A．均匀变化的磁场将产生恒定的电场，A错误；
B．红外线测温仪根据人体发射的红外线强弱判断体温的高低，B正确；
C．观察者接近频率恒定的波源时，根据多普勒效应，接收到波的频率比波源的频率大，C错误；
D．黑体会吸收任何射向它的电磁波，也向外辐射电磁波，D错误。
故选B。
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，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，C错误B正确；
11．B
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹最早证实了电磁波的存在，故A错误；
B．普朗克为解释黑体辐射，首先提出“能量子”的概念，他被称为“量子之父”，故B正确；
C．电磁波在真空中的速度均为光速，则由c=vf可知，频率越高的电磁波波长越短，故C错误；
D．只要空间在某个区域有周期性变化的电场或磁场，就能产生电磁波，均匀变化的磁场或电场的周围不能产生电磁波，故D错误。
故选D。
12．C
【详解】
A．一般物体的热辐射强度除与温度有关之外，还与材料、表面状况等因素有关，故A错误；
B．黑体可以完全吸收电磁波而不发生反射，同时自身可以有较强的辐射，所以看上去不一定是黑的，故B错误；
C．根据黑体辐射实验规律可得，一定温度下黑体辐射强度有一个极大值，故C正确；
D．根据黑体辐射实验规律可知，黑体热辐射强度的极大值随温度的升高向波长较小的方向移动，故D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
AB．因随着温度的升高，辐射强度增强，同时辐射强度的极大值向波长较短方向移动，所以T1>T2>T3>T4．故A错误，B正确；
CD．测量某黑体辐射强度最强的光的波长可以得知其温度，选项C正确，D错误；
故选择BC。
14．CD
【详解】
A．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，均匀变化的电场，不能形成电磁波，B错误；
C．普朗克最早提出量子假说，开创了量子理论的新时代，C正确；
D．量子假说认为，物质辐射（或吸收）的能量只能是某一最小能量单位的整数倍，D正确。
故选CD。
15．AD
【详解】
A．根据热辐射定义知一切物体都在辐射电磁波，A正确；
BCD．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，BC错误、D正确。
故选AD。
16．（1）；（2）个
【详解】
（1）由能量子公式与频率、波长和光速的关系可得，紫外激光能量子的值为
（2）该紫外激光所含光子数
个
17．不对
【详解】
黑体可以完全吸收入射的电磁波而不发生反射，同时自身可以有较强的辐射，即黑体同时辐射和吸收电磁波．黑体达到高温时所辐射的电磁波中强度较大的是可见光和紫外线，此时黑体是明亮的．黑体可以是发光的物体，本身可以有较强的辐射，看上去并不一定是黑色的，也可能看上去很明亮，例如炼钢炉上的小孔。