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
一、选择题（共15题）
1．能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是（　　）
A．库仑 B．普朗克
C．密立根 D．爱因斯坦
2．下列能正确解释黑体辐射实验规律的是（ ）
A．能量连续的经典理论
B．普朗克提出的能量量子化理论
C．能量连续的经典理论和普朗克提出的能量量子化理论都能解释
D．牛顿提出的能量微粒说
3．下列说法正确的是（　　）
A．法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
B．奥斯特实现了“磁生电”，使人们对电与磁的内在联系的认识更加深入
C．爱因斯坦首提“能量子”概念，是量子力学的奠基人
D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
4．提出能量子概念并解释了黑体辐射规律的科学家是（　　）
A．牛顿 B．爱因斯坦 C．普朗克 D．霍金
5．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法错误的是（ ）
A．普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一
B．伽利略指出运动物体在不受力的作用时，将保持原来的速率一直运动下去
C．开普勒提出行星运动三定律
D．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
6．下列说法中正确的是（　　　）
A．爱因斯坦第一个提出能量子的概念
B．黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关
C．物体的长度是量子化的
D．温度升高，物体辐射的紫光增强，辐射的红光减弱
7．伽利略、牛顿、爱因斯坦、霍金，这一串光辉的名字将永载世界科学的史册．关于他们 对物理学的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．伽利略主张用实验——数学方法研究自然规律
B．牛顿被誉为第一个称量地球质量的人
C．爱因斯坦创立能量子概念
D．霍金最先提出黑洞概念
8．为了将SI单位中的7个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上，2018年11月16日，第26届国际计量大会通过投票，自2019年5月20日起，千克将基于普朗克常数定义，即。由所学知识，可以推断出a、b的数值分别为（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．下列说法正确的是（ ）
A．普朗克常量的单位是
B．电阻率的单位是
C．静电力常量的单位是
D．自感系数的单位是
11．下列说法不正确的是（　　）
A．麦克斯韦最早预言并证实了电磁波的存在
B．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长变小
C．电磁波是交替变化的电磁场由发生区域向远处的传播
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
12．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
13．能引起人的视觉的光的最小强度是每秒钟单位面积上获得n个光子的能量，一点光源以功率P向外发出波长λ的单色光。以h表示普朗克恒量，c表示光速，则 ： （　　）
A．光源每秒钟发出个光子
B．当人距光源以外就看不到光源
C．光源每秒钟发出光子
D．当人距光源以外就看不到光源
14．下列说法中正确的是（　　）
A．波长短的光波对应的光子动量大
B．黑体辐射实验揭示了振动着的带电微粒的能量是连续的
C．在远距离输电中，用提高用户使用电压的办法来降低线路中的损耗
D．低频扼流圈“通直流、阻交流”，高频扼流圈“通低频、阻高频”，一般高频扼流圈的自感系数比低频扼流圈小
15．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是
A．T1 >T2
B．T1C．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长
D．温度越高，辐射强度的极大值就越大
二、填空题
16．2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体辐射形式和各向异性，这一发现为有关宇宙起源的____________理论提供了进一步的支持，使宇宙学进入了“精确研究”时代。
17．特点：温度升高时，热辐射中波长较______的成分越来越强。
18．一灯泡的电功率为P，若消耗的电能看成全部以波长为λ的光波均匀地向周围辐射，设光在空气的传播速度近似为真空中的光速c，普朗克常量为h．则这种光波光子的能量为_____，在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积上，单位时间内通过的光子数目为________．
19．黑体辐射的规律如图所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都有________（填“增加”、“减少”“不变”），辐射强度的极大值向波长较_____（填“较长”、“较短”）的方向移动．
三、综合题
20．在隔离防治新型冠状病毒期间，火车站、地铁站、各小区等处常使用红外线测温仪测体温，以达到早发现、早隔离的效果。与可见光一样，红外线是一种波。人体辐射的红外线波长约为，其频率约为多少？其能量子的值为多少？
21．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？
22．可见光波长的大致范围是。、电磁辐射的能量子的值是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。“振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍”，作出这一大胆假设的科学家是普朗克。
故选B。
2．B
【详解】
黑体辐射的实验规律，只有用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确，ACD三项错误。
3．D
【详解】
A．奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系，故A错误；
B．法拉第实现了“磁生电”，使人们对电与磁的内在联系的认识更加深入，故B错误；
C．普朗克首提“能量子”概念，故C错误；
D．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
1900年，德国柏林大学教授普朗克首先提出了“量子论”。在同一年的12月24日普朗克用能量量子化的假说，成功地解释了黑体辐射规律，故ABD错误，C正确。
故选C。
5．D
【详解】
A．物理学的发展表明，普朗克在1900年把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，成为新物理学思想的基石之一，故A正确，不符合题意；
B．伽利略指出运动物体在不受力的作用时，将保持原来的速度一直运动下去，故B正确，不符合题意；
C．开普勒提出行星运动三定律，故C正确，不符合题意；
D．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故D错误，符合题意；
故选D。
6．B
【详解】
A．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A错误；
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故B正确；
C．“物体的长度”可以分割，可以取小数，不能体现量子化的思想，故C错误；
D．当物体温度的升高时，它辐射的红光增强，辐射的紫光减弱，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
A、伽利略主张用实验——数学方法研究自然规律，是第一个把实验引进力学的科学家，利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律，故A正确；
B、卡文迪许测量出了引力常量的值，卡文迪许被称为“第一个称量出地球质量的人”，故B错误；
C、普朗克创立能量子概念，故C错误；
D、黑洞概念早在18世纪就已经提出， 霍金不是最先提出黑洞概念，故D错误；
故选A．
8．B
【详解】
由
可知
其中能量E的单位是焦耳，，频率的单位是赫兹，，可得
ACD错误，B正确。
故选B。
9．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。
10．A
【详解】
A．由光子的能量公式
可得
可知的单位为
故A正确；
B．由电阻定律
可得
则电阻率的单位是，故B错误；
C．由
可得
静电力常量的单位是，故C错误；
D．由自感电动势为
可得
自感系数的单位是
故D错误。
故选A。
11．A
【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，A错误；
B．电磁波在传播的过程中，频率f不变，由公式
可知传播速度变小时，波长变小，B正确；
C．电磁波是交替变化的电磁场由发生区域向远处的传播，在真空中的传播速度是3×108m/s，C正确；
D．普朗克在研究黑体辐射的过程中提出了黑体辐射的能量是一份一份的，从而提出了能量子的假说，D正确。
故选A。
12．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。
13．AB
【详解】
波长为λ的单色光，若已知普朗克恒量为h，光速为c，则光子的频率为 ，光子的能量
则每秒光源能量为P，所以光源每秒钟发出光子数为N，由
则有每秒的光子数：
设人距离光源为r，单位面积上每秒钟获得n个光子，则单位面积的光子能量为，那么每秒内球面积的获得的能量为
解得
故选AB。
14．AD
【详解】
A．由可知，波长短的光波对应的光子动量大，故A正确；
B．黑体辐射实验说明经典的波动理论存在重大问题，从而提出了量子说，故B错误；
C．在远距离输电中，是通过提高输电电压的办法来降低线路中的损耗，故C错误；
D．低频扼流圈对低频和高频交流电都有阻挡作用，有较大的自感系数，故D正确。
故选AD。
15．AD
【详解】
AB．不同温度的物体向外辐射的电磁波的波长范围是不相同的，温度越高向外辐射的能量中波长小的波越多，所以T1>T2.故A正确，B错误；
C．向外辐射强度最大的电磁波的波长随温度升高而减小，故C错误；
D．由图可知，随温度的升高，相同波长的光辐射强度都会增加；同时最大辐射强度向左侧移动，即向波长较短的方向移动，故D正确．
故选AD．
16．大爆炸
【解析】
略
17．短
【详解】
略
18．
【详解】
由得光波子能量；
在距离灯泡d处垂直于光的传播方向S面积能量，所以单位时间内通过的光子数为
19． 减少 较长
【详解】
试题分析：由图可知，随温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小；同时最大辐射强度向右侧移动，即向波长较长的方向移动；
20．，
【详解】
人体辐射的红外线波长约为10μm，其频率
其能量子的值
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。
22．，
【详解】
由能量子计算可得，400nm电磁辐射的能量子为
760nm电磁辐射的能量子为
答案第1页，共2页