新版高中物理4.1 普朗克黑體輻射理論 練習(xí)-2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁，共=sectionpages22頁普朗克黑體輻射理論練習(xí)一、單選題關(guān)于對熱輻射的認(rèn)識，下列說法中正確的是(????)A.熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波

B.常溫下我們看到的不發(fā)光物體的顏色是反射光所致

C.輻射強度按波長的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，與材料種類及表面狀況無關(guān)

D.常溫下我們看到的物體的顏色就是物體輻射電磁波的顏色下列描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實驗規(guī)律的是(????)A.

B.

C. D.對黑體輻射電磁波的波長分布的影響因素是(????)A.溫度 B.材料 C.表面狀況 D.以上都正確1900年，普朗克在研究黑體輻射時，認(rèn)為其輻射的能量是不連續(xù)的，而是一份一份的，由此引入了一個常量?(普朗克常量)，普朗克常量的引入開創(chuàng)了量子論．物理學(xué)家金斯曾說過這樣一句話：“雖然h的數(shù)值很小，但是我們應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，它是關(guān)系到保證宇宙存在的，如果說h嚴(yán)格等于0，那么宇宙的物質(zhì)，宇宙的物質(zhì)能量，將在十億萬分之一秒的時間內(nèi)全部變?yōu)檩椛洌标P(guān)于h的單位，用國際單位制中的基本單位表示，正確的是(????)A.J·s B.J/s C.kg·m2/s某激光器能發(fā)射波長為λ的激光，發(fā)射功率為P，c表示光速，h為普朗克常量，則激光器每秒發(fā)射的能量子數(shù)為

(

)A.?Pλc B.λP?c C.cPλ?波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說法正確的有(????)A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的波動性

B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明運動的中子具有波動性

C.黑體輻射的實驗規(guī)律可用光的波動性解釋

D.動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波長也相等第26屆國際計量大會于2018年11月通過決議，正式更新了千克、安培、開爾文和摩爾四個基本單位的定義，國際測量界的百年夙愿終于實現(xiàn)??國際測量體系將全部建立在基本物理常數(shù)上，大大提高了計量的穩(wěn)定性和精確性．比如，最受關(guān)注的“千克”，不再以具體實物的質(zhì)量來定義，而將以量子力學(xué)中的普朗克常數(shù)h為基準(zhǔn)，經(jīng)過一系列物理換算，算出質(zhì)量．已知普朗克常數(shù)與頻率的乘積可以表示能量，下列屬于用國際單位制的基本單位來表示普朗克常數(shù)h單位的是(????)A.J/s B.Kg.m2/s C.Kg一盞電燈發(fā)光功率為100W，假設(shè)它發(fā)出的光向四周均勻輻射，光的平均波長λ=6.0×10?7m，在距電燈10m遠處，以電燈為球心的球面上，1m2的面積每秒通過的光子數(shù)約是(普朗克常量A.2×1017 B.2×1016 C.“測溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強度I及其極大值對應(yīng)的波長λ的變化情況是(????)A.I增大，λ增大 B.I增大，λ減小 C.I減小，λ增大 D.I減小，λ減小2020年12月我國科學(xué)家在量子計算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺76個光子100個模式的量子計算機“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機“富岳”快一百萬億倍。關(guān)于量子，下列說法正確的是(????)A.是計算機運算的一種程序 B.表示運算速度的一個單位

C.表示微觀世界的不連續(xù)性觀念 D.類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子二、多選題下列說法正確的是(????)A.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時系統(tǒng)的電勢能減小

B.一個電子和一個質(zhì)子如果具有相同的動能，則電子的德布羅意波長更長

C.玻爾首先把能量子引入物理學(xué)，正確地破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念

D.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為該光束的波長太長下列說法中正確的是(????)A.圖甲中正確反映了黑體輻射電磁波的強度按波長的分布與黑體的溫度的關(guān)系

B.圖乙的放射性同位素應(yīng)選擇衰變時放出α粒子的同位素

C.圖丙中A、B兩球質(zhì)量相等，當(dāng)A以速度v與靜止的B發(fā)生正碰后，B的速度未必是v

D.圖丁中電子束通過鋁箔產(chǎn)生的衍射圖樣，證實了物質(zhì)波的存在以下關(guān)于輻射強度與波長的關(guān)系的說法中正確的是(????)A.物體在某一溫度下只能輻射某一固定波長的電磁波

B.當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時，說明它的溫度不太高

C.當(dāng)鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色，說明此時輻射的電磁波中該顏色的光強度最強

D.早、晚時分太陽呈現(xiàn)紅色，而中午時分呈現(xiàn)白色，說明中午時分太陽溫度最高下列有關(guān)黑體輻射和光電效應(yīng)的說法中正確的是(????)A.在黑體輻射中，隨著溫度的升高，各種頻率的光輻射強度都有增加

B.借助能量子假說，普朗克得出了黑體輻射的強度按波長分布的規(guī)律

C.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

D.用一束綠光照射某金屬，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，換成紅光照射一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)三、填空題利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的因糖尿病引起視網(wǎng)膜病變的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果，一臺功率為10W的激光器，能發(fā)出波長λ=500nm的激光，用它“點焊”視網(wǎng)膜，每次“點焊”需要2×10?3J的能量，則每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間是________，在這段時間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是________.(普朗克恒量?=6.63×用波長為λ0的紫外線照射某些物質(zhì)，這些物質(zhì)會發(fā)出熒光，其波長分別為λ1、λ2、λ3……，用λi(i=1、2、3……)表示這些熒光的波長，普朗克常量為h，真空中的光速為c，則紫外線的光子能量E=______，波長λ1與λ0的大小關(guān)系是______(大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子輻射出多條譜線，其中最長和最短波長分別為λ1和λ2，則該激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為______，波長為λ1的光子的動量為______。(已知普朗克常量為h，光速為某激光器能發(fā)射波長為λ的激光。設(shè)發(fā)射功率為P，用c表示真空中的光速，h表示普朗克常量，則激光器每秒鐘發(fā)射的光子數(shù)為______。

答案和解析1.【答案】B

2.【答案】A

3.【答案】A

4.【答案】A

5.【答案】B

【解答】

每個光量子的能量E=?ν=?cλ，設(shè)每秒(t=1s)激光器發(fā)出的光子數(shù)是n，則Pt=nE，每秒鐘發(fā)光的總能量大小為P，則n=PE=λP?c，故B【解答】A.光電效應(yīng)說明光的粒子性，故A錯誤；B.熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運動的實物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動性，故B正確；C.黑體輻射的實驗規(guī)律說明電磁輻射具有量子化，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋，故C錯誤；D.根據(jù)的德布羅意波長公式λ=?p，p27.【答案】B

【解答】

根據(jù)公式E=?v，因能量E的單位為J，頻率v的單位為s?1，那么普朗克h單位：J?s=N?m?s=kg?ms2?m?s=kg?m2s，故B正確，ACD錯誤．

8.【答案】A

【解答】

光是電磁波，輻射能量也是一份一份地進行的，100W的燈泡每秒產(chǎn)生光能E=100J，設(shè)燈泡每秒發(fā)射的能量子數(shù)為n，則E=n?ν=n?cλ【解析】解：根據(jù)黑體輻射實驗的規(guī)律可知，隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強度I都有增強，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故若人體溫度升高，則人體熱輻射強度I增大，輻射強度極大值對應(yīng)的波長λ減小，故B正確，ACD錯誤。

10.【答案】C【解析】解：A、量子不是計算機的程序，量子是不可分割的最小的單元，故A錯誤；

B、量子最早由普朗克于1900年提出，普朗克假設(shè)物體發(fā)射出電磁輻射能量是一份一份的，其中每一份被他稱作能量子，電磁輻射能量是其整數(shù)倍，所以量子是表示能量的單元，而非運算速度的單位，故B錯誤；

C、量子是不可分割的最小的單元，表示微觀世界的不連續(xù)性，即通常所說的“量子化”，故C正確；

D、量子不是實物粒子，不是像質(zhì)子、中子那樣的微觀粒子，故D錯誤。

11.【答案】ABD

【解答】

A.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)ke2r2=mv2r，知電子動能增大，則電勢能減小，故A正確；

BC.普朗克最早提出了量子化理論，正確地破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故C錯誤；

D.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，入射光頻率小于極限頻率，波長大于極限波長，故D正確。

12.【答案】CD【解析】解：A、黑體是理想的物理模型，黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)，溫度升高時，黑體輻射強度的極大值向波長減小的方向移動。故A錯誤；

B、α、β、γ三種射線的穿透能力不同，α射線不能穿過3?mm厚的鋁板，γ射線又很容易穿過3?mm厚的鋁板，厚度的微小變化不會使穿過鋁板的γ射線的強度發(fā)生較明顯變化，所以基本不受鋁板厚度的影響。而β射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會使穿過鋁板的β射線的強度發(fā)生較明顯變化，即是β射線對控制厚度起作用，所以圖乙的放射性同位素應(yīng)選擇衰變時放出β粒子的同位素，故B錯誤；

C、圖丙中A、B兩球質(zhì)量相等，當(dāng)A以速度v與靜止的B發(fā)生正碰后，根據(jù)動量守恒定律和能量關(guān)系可知，B的速度未必是v，還要看是否是彈性碰撞。故C正確；

D、根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明電子具有波動性，證實了物質(zhì)波的存在。故D正確

13.【答案】BC【解答】

A.物體在某一溫度下能輻射不同波長的電磁波，故A錯誤；

B.黑體輻射的強度與溫度有關(guān)，溫度越高，則輻射強度的極大值也就越大；當(dāng)鐵塊呈現(xiàn)黑色時，是由于它的輻射強度的極大值對應(yīng)的波長段在紅外部分，甚至波長更長，說明它的溫度不太高，故B正確；

C.當(dāng)鐵塊的溫度較高時會呈現(xiàn)赤紅色，說明此時輻射的電磁波中該顏色的光強度最強，故C正確；

D.太陽早、晚時分呈現(xiàn)紅色，而中午時分呈現(xiàn)白色，是由于大氣的吸收與反射了部分光的原因，不能說明中午時分太陽溫度最高，故D錯誤。

14.【答案】AB

【解析】解：A、在黑體輻射中，隨著溫度的升高，各種頻率的輻射都增加，輻射強度極大值向波長較短的方向移動，故A正確；

B、普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說，即得出了黑體輻射的強度按波長分布的規(guī)律，故B正確；

C、在光電效應(yīng)中，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=?v?W，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，而不能認(rèn)為光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比，故C錯誤；

D、用一束綠光照射某金屬，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，若換成紅光來照射該金屬，由于紅光的頻率小于綠光的頻率，所以紅光的頻率有可能小于金屬的極限頻率，所以換成紅光照射不一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，故D錯誤。

15.【答案】2×10?4s；5×1015個

【解析】解：紫外線的波長為λ0，普朗克常量為h，真空中的光速為c