4.1普朗克黑体辐射理论同步练习（word版含答案）

4.1 普朗克黑体辐射理论 同步练习
一、单选题
1．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
2．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第通过实验证实了电磁波存在
B．只有高温物体才能辐射出红外线，红外线具有热效应
C．黑体由于不反射任何电磁波，所以是黑色的
D．能量子与电磁波的频率成正比
3．在自然界生态系统中，蛇与老鼠等生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡方面发挥着重要作用，蛇是老鼠的天敌，它通过接收热辐射来发现老鼠的存在．假设老鼠的体温约为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λmax，根据热辐射的理论，λmax与辐射源的绝对温度T(T＝t＋273 K)的关系近似为λmaxT＝2.90×10－3m·K．则老鼠发出的最强的热辐射的波长为( )
A．7.8×10－5 m B．9.4×10－6 m
C．1.16×10－4 m D．9.7×10－8 m
4．关于近代物理知识，下列说法正确的是
A．放射性元素的半衰期随温度升高而减小
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向频率较大的方向移动
D．原子核的结合能越大，原子核越稳定
5．两束可见光的波长分别为和，其中．则（下列表述中，脚标“1”和“2”分别代表波长为和的光所对应的物理量）（ ）
A．这两束光的光子的动量
B．这两束光的光子的能量
C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压
D．这两束光均能使某金属发生光电效应，逸出光电子的最大初动能之比
6．下列说法正确的是(　 　)
A．黑体辐射电磁波的情况不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关
B．的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
D．在、、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
7．下列说法中正确的是（　　）
A．爱因斯坦基于普朗克能量量子化的假设，提出了光是由不可分割的能量子组成的假说
B．黑体既不反射电磁波，也不向外辐射电磁波
C．物理学家麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
D．原子从高能态向低能态跃迁时吸收的光子能量，等于前后两个能级之差
8．下列叙述正确的是（　　）
A．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
B．不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长
C．爱因斯坦首次提出能量子假说，成功解释了黑体辐射规律
D．奥斯特发现了电流的磁效应，赫兹预言了电磁波的存在
9．方向性很好的某一单色激光源，发射功率为，发出的激光波长为，当激光束射到折射率为的介质中时，由于反射其能量减少了，激光束的直径为，那么在介质中与激光束垂直的截面上单位时间内通过单位面积上的光子数为（　　）
A． B． C． D．
10．下列物理学常量单位正确的是（　　）
A．引力常量N·kg2/m2 B．阿伏加德罗常数mol-1
C．静电力常量N·C2/m2 D．普朗克常量J/s
11．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
12．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（　　）
A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体
二、多选题
13．下列说法中正确的是（ ）
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
B．在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于γ光子的能量
C．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出原子的核式结构模型
D．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
14．下列说法正确的是（　　）
A．一个直流电动机所加电压为U，电流为I，线圈内阻为R，当它正常工作时输出功率为t
B．在非纯电阻电路中，计算焦耳热不可以用公式
C．黑体不反射电磁波，但可以向外辐射电磁波
D．普朗克常量h的单位是J/s
15．下列说法正确的是（ ）
A．黑体辐射的实验规律可用经典的电磁学理论解释
B．光电效应显示了光的粒子性
C．康普顿效应显示了光的波动性
D．电子的衍射实验说明了实物粒子也具有波动性
16．下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是（ ）
A．黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射
B．黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光）
C．黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释
D．黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释
17．下列说法正确的是（　　）
A．的半衰期会随着周围环境温度的变化而改变
B．爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C．处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子
D．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
18．下列说法中正确的是 。
A．电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减小
D．光电效应中极限频率的存在说明了光的波动性
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【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。
2．D
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波存在，A错误；
B．任何温度的物体都能辐射出红外线，物体温度越高，辐射出红外线越强，红外线具有热效应，B错误；
C．黑体可以完全吸收入射的电磁波而不产生反射，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，当黑体达到高温时所辐射的电磁波强度最大者是可见光、紫外线时，黑体是明亮的，C错误；
D．由能量子公式可知，其中是电磁波的频率，h称为普朗克常量，所以能量子与电磁波的频率成正比，D正确。
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
体温为37 ℃，热力学温度，据可得：．故B项正确，ACD三项错误．
4．C
【解析】
【详解】
A. 放射性元素的半衰期只与原子核本身有关，与温度的高低没有关系，故A错误；
B．太阳内部发生的核反应是核聚变反应，即热核反应，故B错误；
C．在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向频率较高的方向移动，故C正确；
D. 原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故D错误；
故选C.
5．B
【解析】
【详解】
A．由光子的动量，可知，故A错误；
B．由可知，两种光子的频率关系为，根据可得光子的能量，故B正确；
C．两束光都能使某种金属发生光电效应，由光电效应方程，可知频率越大的光对应的光电子的最大初动能越大，又由，可知最大初动能越大，遏止电压越大，所以遏止电压，故C错误；
D．根据光电效应方程，和可知，
故D错误。
故选B。
6．D
【解析】
【详解】
黑体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面状况无关，A错误；半衰期与元素的物理状态无关，随地球环境的变化，半衰期不变，B错误；β射线产生的过程是：原子核内的一个中子变为质子，同时释放一个电子，C错误；在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，D正确．
7．A
【解析】
【详解】
A．爱因斯坦基于普朗克能量量子化的假设，提出了光是由不可分割的能量子组成的假说，故A正确；
B．自然界的任何物体都向外辐射电磁波，黑体是一个理想化了的物体，它能吸收各种电磁波而不反射电磁波的物体，故B错误；
C．物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．原子从高能态向低能态跃迁会放出光子，光子能量等于两个能级之差，故D错误。
故选A。
8．B
【解析】
【详解】
A．一般物体辐射电磁波的情况与物体温度、材料以及物体表面有关。故A错误；
B．根据电磁波谱，可知不同电磁波具有不同的波长，红外线的波长大于可见光的波长，故B正确；
C．普朗克首次提出能量量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证明了电磁波的存在，故D错误。
故选B。
9．A
【解析】
【详解】
光源能量为，进入介质的能量表示为
设单位面积上光子数为，单光子能量为，因此单位时间入射到介质总能量为
因此单位时间进入介质光子数
故选A。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由
得
G的单位是N m2/kg2，故A错误；
B．阿伏加德罗常数单位：mol 1，故B正确；
C．由
得
k 的单位是N m2/C2，故C错误；
D．由
得
h的单位是，即J s，故D错误。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
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
12．C
【解析】
【详解】
A．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，而不发生发射，这样的物体称为黑体，故A错误；
BC．黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；
D．射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个小孔就成了一个黑体，故选项D错误。
故选C。
13．AC
【解析】
【详解】
试题分析：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的温度有关．故A正确．在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量较集中，激光光子的能量远小于γ光子的能量
B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出原子的核式结构模型，现象C正确；大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生种不同频率的光子，现象D错误；故选AC.
考点：黑体辐射；激光；卢瑟福α粒子散射实验；玻尔理论．
【名师点睛】本题考查了黑体辐射、激光、卢瑟福α粒子散射实验以及玻尔理论等原子物理的基础知识，对于这些基础知识要加强记忆和训练，以提高对于基础知识的理解；此题容易出错的选项B，要知道γ光子能量比激光大很多．
14．BC
【解析】
【详解】
A．电动机的总功率为
输出功率为
A错误；
B．焦耳热的公式为
而公式
计算的为总功，在非纯电阻电路中，总功等于热功加上其它功，B正确；
C．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，C正确；
D．普朗克常量h的单位是，D错误。
故选BC。
15．BD
【解析】
【详解】
A．黑体辐射的实验规律不能用经典的电磁学理论解释，可用量子理论来解释，故A错误；
BC．光电效应和康普顿效应都说明了光具有粒子性，故B正确，C错误；
D．利用晶体做电子衍射实验，得到了电子的衍射图谱，证实了实物粒子具有波动性，故D正确。
故选BD。
16．ABD
【解析】
【详解】
A．如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。故A项正确；
B．黑体的温度升高时，一方面，各种波长的辐射强度都有增加（包括可见光和不可见光），另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。故B项正确；
CD．黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释，普朗克提出能量量子化理论对黑体辐射的实验规律进行了解释。故C项错误，D项正确。
17．CD
【解析】
【详解】
A．半衰期是原子核本身具有的属性，和原子核所处环境无关，A错误；
B．爱因斯坦为解释光电效应提出了光子说，B错误；
C．处于能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出种频率的光子，C正确；
D．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，D正确。
故选CD。
18．AB
【解析】
【详解】
A．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故A正确；
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，故B正确；
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大，故C错误；
D．光电效应现象说明了光的粒子性，并不是波动性，故D错误。
故选AB。
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