第四章 第1节普朗克黑体辐射理论基础训练（Word版含答案）

2019人教版选择性必修第三册 第四章 第1节 普朗克黑体辐射理论 基础训练
一、多选题
1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是( )
A．牛顿发现了万有引力定律 B．牛顿通过实验测出了万有引力常量的数值
C．经典力学适用于宏观低速物体 D．由于能量是守恒的，所以不必节约能源
2．下列说法正确的是(　　)
A．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型
B．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
C．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
D．对于任何一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应
E.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小
3．以下说法正确的是（　　）
A．康普顿研究黑体辐射提出量子说
B．爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程
C．何一个运动着的物体都有一种波和它对应，这就是德布罗意波
D．光的波粒二象性应理解为：个别光子的行为易表现为粒子性，大量光子的行为易表现为波动性
二、单选题
4．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
5．下列说法错误的是（　　）
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
B．无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、射线的波长依次减小
C．在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为
D．通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直
6．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
7．下列说法中正确的是（　　）
A．比结合能越大的原子核越稳定
B．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个氡原子核
C．动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长可能不相等
D．黑体辐射证明了光具有波动性
8．红外线热像仪可以监测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温是多少，关于其中原理，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
9．两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则
A．在水中，a光的波长较小
B．水对b光的折射率较大
C．在真空中，a光的传播速度较大
D．在真空中，b光光子的能量较大
10．下列关于近代物理知识的说法中正确的是
A．射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
B．戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，从而证实了实物粒子的波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在的原子核
11．下面说法中正确的是( )
A．康普顿效应和电子的衍射现象说明光和电子都具有波动性
B．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
C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少
D．比结合能越大的原子核越不稳定
12．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流，表中给出了6次实验的结果。
组 次 入射光子的能量/eV 相对光强 光电流大小/mA 逸出光电子的最大动能/eV
第一组 1 2 3 4.0 4.0 4.0 弱 中 强 29 43 60 0.9 0.9 0.9
第二组 4 5 6 6.0 6.0 6.0 弱 中 强 27 40 55 2.9 2.9 2.9
由表中数据得出的论断中不正确的是（　　）
A．两组实验采用了不同频率的入射光
B．两组实验所用的金属板材质相同
C．若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的动能一定为1.9 eV
D．若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
三、解答题
13．人眼对绿光较为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个光量子射入瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常数为6.63×10-34 J·s，光速为3×108 m/s。人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AC
【详解】
牛顿发现了万有引力定律，选项A正确；卡文迪许通过实验测出了万有引力常量的数值，选项B错误；经典力学适用于宏观低速物体，选项C正确；能量虽然是守恒的，但是随着能源的品质降低，可用的能源逐渐减小，所以要节约能源，选项D错误.
2．ACD
【解析】
卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，A正确．β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变成质子而发出的电子，B错误．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说，C正确．对于任意一种金属都存在一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应，D正确．玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，其电势能减少，核外电子的动能增大，总能量减小，E错误．
3．BCD
【详解】
A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，并能很好地解释了黑体辐射的实验规律，故A错误；
B、爱因斯坦发现光电效应并提出著名的光电效应方程，故B正确；
C、根据德布罗意的理论，任何一个运动着物体都具有波动性，都有一种波对应，故C正确；D、根据光的波粒二象性可知，大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故D正确．
4．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。
5．B
【详解】
A．根据黑体辐射实验的规律可知：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正确；
B．电磁波谱按照波长从长到短排列顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，故B错误；
C．根据爱因斯坦的光子说，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，其能量为
故C正确；
D．根据右手螺旋定则可知，通电直导线中电流的方向总是与其产生的磁场的方向垂直，故D正确。
由于本题选择错误的，故选B。
6．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。
7．A
【详解】
A．比结合能越大的原子核越稳定，选项A正确；
B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核不适应，选项B错误；
C．根据可知，动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长一定相等，故C错误；
D．黑体辐射证明了辐射能量的量子性，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
根据热辐射规律可知，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，直接决定了这个人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。
故选C。
9．A
【详解】
A．a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出说明a的频率大于b的频率。频率大的光折射率大，由
知a在水中的波速小，而
所以在水中，a光的波长较小，故A正确；
B．水对a光的折射率较大，故B错误；
C．在真空中，光的传播速度一样大，故C错误；
D．b的频率小，光子的能量
所以b光光子的能量较小，故D错误。
故选A。
10．B
【解析】
射线即电子是由核内的中子变为质子同时放出电子产生的，而非核外电子电离后形成的电子流，故A错误；戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了的衍射图样，从而证实电子具有波动性，故B正确；黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释．故C错误；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究揭示了原子核具有复杂的结构，故D错误；故选B.
【点睛】根据射线产生原理分析；了解物理学家的事迹及相关实验原理、结论；黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释
11．B
【解析】
【详解】
A、康普顿效应表明光子不仅具有能量还具有动量，说明了光子的粒子性，电子的衍射现象说明电子的波动性，故A错误；
B、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B正确；
C、外界条件对半衰期没有影响，半衰期与物体的温度无关，故C错误；
D、比结合能越大的原子核越稳定，故D错误．
12．C
【详解】
A．表格中入射光子的能量不同，根据光子的能量
可知两组实验采用的入射光的频率不同，故A正确；
B．由光电效应方程
解得两组实验中金属的逸出功都是
所以两组实验所用的金属板材质相同，故B正确；
C．若入射光子的能量为5.0eV，根据
即逸出光电子的最大动能为1.9eV，故C错误；
D．当入射光子的能量为5.0eV时，相对光强越强，单位时间内飞出的光电子越多，光电流越大，故D正确。
故选C。
13．2.3×10-18 W
【分析】
先根据算出每个光量子的能量，每秒需要接收到6个这样的光量子，故接收到这6个光量子的功率就是人眼能觉察到绿光的最小功率。
【详解】
由公式
可得每个光量子的能量，又因每秒至少有6个绿光的光量子射入瞳孔人眼才能察觉，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小光量子能量为
由公式
得觉察到绿光所需要接收到的最小功率，代入数据联立解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页