第四章 课时1 普朗克黑体辐射理论（Word版含答案）

人教版（2019）选择性必修第三册 第四章 课时1普朗克黑体辐射理论
一、单选题
1．中央电视台1台发射的电磁波的频率范围是56.5～64.5MHz，中央电视台2台发射的电磁波的频率范围是183～191MHz，这两个电视台所发射的电磁波在空中传播时（　　）
A．1台发射电磁波的速度大于2台发射电磁波的速度
B．1台发射电磁波的速度小于2台发射电磁波的速度
C．1台发射电磁波的波长大于2台发射电磁波的波长
D．1台发射电磁波的波长小于2台发射电磁波的波长
2．第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的4项基本单位．“千克”由量子力学中普朗克常数为基准进行了重新定义．请用你学过的知识判断下列质量表达式（其中a、b为无单位常数，f为频率，h为普朗克常数，g为重力加速度，u为速度）可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
3．2016年9月25日，被誉为“中国天眼”的世界最大单口径射电望远镜（简称FAST）在贵州省平塘县落成启用，开始接收来自宇宙深处的电磁波．中国天眼的存在，使得深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，对探索宇宙的起源和地外文明具有重要意义．如果为天眼配备一部发射功率为百万瓦级（106W）的发射机，其发射的无线电波波长为126厘米．那么该发射机每秒钟发射的光子数量的数量级约为（取真空光速c=3108m/s，普朗克常量h=6.61034J s）
A．1023 B．1027 C．1031 D．1035
4．下列电磁波符合波长由短到长顺序的是（ ）
A．微波、红外线、紫外线 B．γ射线、X射线、紫外线
C．紫外线、红外线、X射线 D．紫外线、X射线、γ射线
5．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（　　）
A．射线是高速运动的电子流
B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C．太阳辐射能量的主要是太阳中发生的重核裂变
D． 的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克
6．在解一道计算题时（由字母表达结果的计算题），一个同学解得速度用单位制的方法检查，这个结果（　　）
A．如果用国际单位制，结果可能正确
B．如果用非国际单位制，结果可能正确
C．无论用任何单位制，结果一定是错误的
D．不能判断正误
7．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
二、多选题
8．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有（　　）
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有粒子性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，电子的德布罗意波长较大
9．关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（ ）
A．温度越高，物体辐射的电磁波越强
B．冷的物体只吸收电磁波
C．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关
D．常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色
10．下列说法中，正确的是（ ）
A．普朗克为了解释黑体辐射规律提出了电磁辐射的能量是量子化的
B．汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出了原子核式结构模型
C．爱因斯坦在对光电效应的研究中提出了光子说
D．查德威克发现了天然放射现象
E．波尔第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律
11．关于近代物理学，下列图象在描述现象中，解释正确的是（　　）
A．如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长方向移动（已知T1 ＞T2）
B．如图乙所示，发生光电效应时，入射光越强，光电子的最大初动能也就越大
C．如图丙所示，金属的遏制电压Uc与入射光的频率v的图象中，该直线的斜率为
D．同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线：甲光、乙光、丙光，如图丁所示．则可判断甲、乙、丙光的频率关系为v甲=v乙＜v丙
12．光既具有波动性，又具有粒子性．如果一个光子的能量等于一个电子的静止能量，且电子质量me=0.90×g，光速c=m/s，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s．则
A．光子的能量为2.7×J
B．光子的频率为6.1×10-24Hz
C．光子的波长为2.4×10-12m
D．光子的动量为2.7×10-22g·m/s
13．下列叙述不正确的是（　　）
A．光电效应揭示了光具有粒子性，光的波长越短，其粒子性越显著
B．普朗克为了解释黑体辐射现象提出了能量量子化理论并解释了光电效应
C．遏止电压与光电子的最大初动能成正比
D．速度相等的电子和质子，电子的动量小，电子的物质波波长小
E．康普顿效应揭示了光具有波动性
三、解答题
14．某光源能发出波长为0.61μm的可见光，用它照射某金属能发生光电效应，产生光电子的最大初动能为0.25eV．已知普朗克常量h=6.63×10﹣34J．s，光速c=3×108m/s．求：
①上述可见光中每个光子的能量；
②该金属的逸出功．
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
当频率f变大时波长减小，而不论波长的长短，波速是保持不变的．
由题干可知中央电视台1台发射的电磁波的频率范围小于中央2台发射的电磁波的频率范围，所以1台发射电磁波波长大于2台发射电磁波波长．
A．描述与分析不符，故A错误.
B．描述与分析不符，故B错误.
C．描述与分析相符，故C正确.
D．描述与分析不符，故D错误.
2．B
【解析】
【详解】
f的单位是Hz即s-1，h的单位J s，g的单位是m/s2，动能的单位是J，a、b为无单位常数，代入各式可得：B中等于右边的单位是，由动能达达式E=mv2，知J=g m2s-2能得到g=s2 m-2 J，左边和右边单位相同，故B正确．A等于右边的单位是，与质量的单位不同，故A错误．C等于右边的单位是，与质量的单位不同，故C错误．D等于右边的单位是
═J s2/m=g m，与质量的单位不同，故D错误．
3．C
【解析】
【详解】
设单位时间，发射机每秒钟发射的光子数量为n，则光子的总能量为，每秒钟的发射能量为，所以，代入数据，最终可得n的数量级约为，故C正确．
点晴：解决本题关键知道光子的能量．
4．B
【解析】
【详解】
A．微波、红外线、紫外线的波长从长到短排列。故A错误。
B．γ射线、X射线、紫外线波长由短到长排列。故B正确。
C．X射线的波长比紫外线波长短。故C错误。
D．紫外线、X射线、γ射线波长由长到短顺序排列。故D错误。
故选B。
5．B
【解析】
【详解】
射线是光子流，所以A错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B正确；太阳辐射能量的主要是太阳中发生的轻核聚变，所以C错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，所以D错误．故选B．
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
等号的两边的单位
即代国际单位制进入检验结果是错误的，则无论用任何单位制，结果一定是错误的；
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，爱因斯坦成功的解释了光电效应现象，A错误
B.波尔提出自己的原子模型，他指出氢原子能级是分立的，解释了原子发射光子的频率是不连续的，B正确
C.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了自己的原子核式结构模型，C错误
D.衍射是波的典型特征，根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，D错误
8．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．光电效应现象揭示了光的粒子性，A正确；
B．衍射是波特有的性质；热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，B错误；
C．黑体辐射的实验规律不能使用光的波动性解释，而普朗克借助于能量子假说，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，C错误；
D．根据
，
可得
可知动能相同的质子和电子，电子的质量较小，故其波长较大，D正确。
故选AD。
9．AD
【解析】
【详解】
AB．一切物体都在不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，A正确，B错误；
C．对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关，C错误；
D．常温下看到的不透明、非发光物体的颜色是反射光的颜色，D正确。
故选AD。
10．ACE
【解析】
【详解】
试题分析：普朗克为了解释黑体辐射规律提出了电磁辐射的能量是量子化的，A正确；卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子核式结构模型，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；贝克勒尔发现了天然放射现象,D错误；波尔第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，E正确；
考点：考查了物理学史
【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现.发明.著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
11．CD
【解析】
【分析】
随温度的升高，相同波长的光辐射强度和辐射强度的极大值都发生变化，根据甲图即可知其变化情况；发生光电效应时，根据光电效应方程和能量守恒定律可解．
【详解】
A．由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增大，辐射强度的极大值向波长较小方向移动，故A错误；
B．根据光电效应方程有：，可知光电子的最大初动能与光的强度无关，故B错误；
C．根据光电效应方程有 ，根据能量守恒定律得：，
联立得：eUC=hv﹣W0，
即： ，
可知，该直线的斜率为，故C正确；
D．根据，由图知丙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，所以甲光、乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，故D正确．
【点睛】
本题主要考查了原子物理中的黑体辐射和光电效应现象，较为简单．
12．CD
【解析】
【详解】
A.光子的能量为：，故A错误；
B. 由E=hγ可得该光子的频率：，故B错误；
CD.光子的动量为：，光子的波长为：，故CD正确．
故选CD。
13．BDE
【解析】
【详解】
A．光具有波粒二象性，光的波长越短，其粒子性越显著，光电效应体现了光的粒子性，A正确，不符合题意；
B．普朗克为了解释黑体辐射现象提出了能量量子化理论，爱因斯坦解释了光电效应，B错误，符合题意；
C．当初动能最大的光电子刚好到达阴极时，有，所以遏止电压与光电子的最大初动能成正比，C正确，不符合题意；
D．根据，，速度相等的电子和质子，电子的质量小，所以电子的动量小，电子的物质波波长大，D错误，符合题意；
E．康普顿效应揭示了光具有粒子性，E错误，符合题意。
故选BDE。
14．(1)E≈2.04eV (2)W0=1.79eV
【解析】
【详解】
①光子的能量为：．
②根据光电效应方程Em=hv-W0得金属的逸出功为：W0=hv-Em=2.04-0.25eV=1.79eV．
【点睛】