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物理选择性必修三4.1 普朗克黑体辐射理论同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．量子化的观点最早是由谁提出来的（　　）
A．爱因斯坦 B．密立根 C．普朗克 D．卢瑟福
【答案】C
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】 量子化的观点最早由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出。他在研究黑体辐射问题时，首次提出了能量量子化的假设，即能量只能以最小单位（量子）的整数倍进行辐射或吸收，这一开创性工作标志着量子理论的诞生，因此量子化的观点最早是由普朗克提出来的，ABD错误，C正确。
故选C。
【分析】1、量子化概念的起源：普朗克在解决黑体辐射问题时，首次引入能量不连续的概念（能量子 ），打破经典物理的连续性观念。
2、历史顺序：普朗克（1900）→ 爱因斯坦（1905，光量子）→ 玻尔（1913，原子能级量子化）→ 密立根（1910s，电荷量子化实验）。
3、易错点：误认为爱因斯坦最早提出（其贡献是光量子，但普朗克更早）。混淆量子化领域（能量、电荷、角动量等），普朗克是能量量子化的先驱。
4、关键记忆：普朗克是量子理论的开创者，因此量子化观点最早由他提出。
2．下列说法中正确的是（　　）
A．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关
B．爱因斯坦提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的
C．在电磁波谱中，紫外线的波长大于蓝光的波长
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言并通过实验证实了电磁波的存在
【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波谱；黑体、黑体辐射及其实验规律；能量子与量子化现象
【解析】【解答】A．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故A正确；
B．普朗克提出量子化理论，但爱因斯坦认为光本身是由一个个不可分割的能量子hν组成的，故B错误；
C．在电磁波谱中，紫外线的波长小于蓝光的波长，故C错误；
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选A。
【分析】1、根据热辐射的理论，任何温度高于绝对零度的物体都会以电磁波的形式向外辐射能量。这种辐射的强度和波长分布与物体的温度密切相关。例如，黑体辐射规律描述了这种关系。
2、“量子化理论”是普朗克提出的，而爱因斯坦将其应用到光的具体性质上。
3、电磁波谱中，波长从长到短的顺序大致是：无线电波 > 微波 > 红外 > 可见光（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫） > 紫外线 > X射线 > γ射线。
4、麦克斯韦在19世纪建立了完整的电磁场理论（麦克斯韦方程组），并预言了电磁波的存在。麦克斯韦本人并未通过实验证实电磁波的存在。实验验证是由赫兹在1887年完成的。
3．光子即光量子，是传递电磁相互作用的粒子。光子是有能量的，若光的频率=2.0×1015Hz，已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s，则光子的能量为（　　）
A．1.32×10-19J B．1.32×10-18J
C．3.3×10-19J D．3.3×10-49J
【答案】B
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】已知，光子能量公式：代入：
，故ACD错误，B正确。
故选B。
【分析】这道题虽然计算简单，但有几个易错点需要特别注意：
1. 数量级运算错误
指数部分计算：，这一步容易算成 或 ，导致数量级全错。
系数相乘后再调整科学记数法：，
这里容易忽略将 转换为 ，从而错误地选择 。
2. 单位混淆
题目给出的 单位是 J·s，频率单位是 Hz（即 s- ），相乘后得到能量单位 J，这一步虽然简单，但若记错光子能量公式 ，可能会错用 ，而这里没有给出波长 λ，所以不会用错，但概念混淆会导致其他题目出错。
4． 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B．黑体不会辐射电磁波
C．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律
D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
【答案】D
【知识点】黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A、一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，故A错误；
B、黑体是一种理想化模型，黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，但是黑体会向外辐射电磁波，故B错误；
C、普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，故C错误；
D、普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象，故D正确。
故答案为：D。
【分析】一切物体都会辐射电磁波，绝对零度的物体才可能没有辐射，温度越高，辐射的电磁波越强，普朗克借助于能量子假说，辐射能量是不连续的，完美的解释了黑体辐射规律。
5．下列物理学史说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
C．电磁感应定律是由法拉第提出的
D．普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；电磁场与电磁波的产生；安培定则；黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，并证实了由麦克斯韦提出的电磁场理论，故A错误；
B．奥斯特发现了电流磁效应现象，电生磁的规律使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，但电磁感应定律是由纽曼和韦伯提出的，故C错误；
D．在黑体辐射的研究过程中，普朗克首次提出能量子的概念，故D正确。
故选D。
【分析】赫兹通过实验捕捉到了电磁波；奥斯特发现了电流磁效应现象；电磁感应定律是由纽曼和韦伯提出的；普朗克首次提出能量子的概念。
6．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；安培定则；黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A．赫兹通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在，A不符合题意；
B．奥斯特最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应，B不符合题意；
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关，C符合题意；
D．电磁波的传播不需要介质，其在介质中的传播速度小于光速，D不符合题意。
故答案为C。
【分析】根据物理学史得识记可对AB选项判断；根据黑体，黑体辐射的规律可对CD进行判断。
7． 如图是“胜哥”画的一幅物理图像，该图像未标明坐标轴代表的物理量。同学们对该图像进行了讨论，正确的意见是（　　）
A．该图像可能是某种气体在不同温度时的分子速率分布图像，且图线Ⅱ对应的温度较高
B．该图像可能是黑体在不同温度时的辐射强度随波长变化的图像，且图线Ⅰ对应的温度较高
C．该图像可能是某振动系统在不同驱动力作用下受迫振动的振幅随频率变化的图像，且图线Ⅱ对应的驱动力频率较大
D．该图像可能是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像。且图线Ⅰ对应的电源内阻较大
【答案】A
【知识点】受迫振动和共振；电功率和电功；分子运动速率的统计规律；黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A. 若图像为某种气体在不同温度的分子速率分布图像，可知温度越高，分子占比最高向速率大的方向移动，故图像Ⅱ对应温度较高，A符合题意；
B. 若图像表示黑体在不同温度时的辐射强度随波长的变换图像，温度升高，对应波长的辐射强度都会增加，曲线不想交，B不符合题意；
C. 振动系统在不同驱动力作用下的受迫振动曲线共振峰值对应的驱动力频率相同，C不符合题意；
D. 若图像是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像，则输出功率最大值对应的电阻阻值为电源的内阻，可知图像Ⅱ的电源内阻较大，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用分子速率随温度变化的规律可得出图像特点；根据黑体辐射强度随温度变化的规律可得出结论。
8．如图，曲线I和II为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则（　　）
A．曲线I对应状态的温度更高
B．曲线I对应状态的速率的分布范围更广
C．曲线I与横轴所围面积更大
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小
【答案】D
【知识点】黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A.温度越高分子的平均动能越大，由图像可知，曲线II对应状态的温度更高，故A不符合题意；
B.由图像可知，曲线II对应状态的速率分布范围更广，B不符合题意；
C.分子速率分布图围成的面积为1，故曲线 I 、 II 与横轴所围面积相等，故C不符合题意；
D.曲线I 对应状态的气体分子平均速率更小，故D符合题意。
故答案为：D
【分析】本题关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义。
9．量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是（　　）
A．量子就是α粒子
B．隐身战机不向外辐射红外线
C．电磁波在真空中的传播速度与其频率无关
D．量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的
【答案】C
【知识点】电磁波的应用；能量子与量子化现象
【解析】【解答】A．量子是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子，选项A错误；
B．任何物体都会向外发射红外线，选项B错误；
C．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速c，选项C正确；
D．依据题意，量子雷达仍采用发射经典态的电磁波，不是目标物体发射的电磁波，选项D错误。
故选C。
【分析】一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子；任何物体都会向外发射红外线；电磁波在真空中的传播速度都等于光速c；量子雷达发射电磁波，接受目标物体反射的电磁波。
10． 如图所示，学校广泛使用了红外体温枪测量体温。已知普朗克常数为h，某红外线的频率为，下列说法正确的是（　　）
A．体温越高，人体辐射红外线的强度越弱
B．人体辐射该红外线的能量可以取任意值
C．该红外线的最小能量值为
D．红外体温枪是利用体温枪发射的红外线来测量体温的
【答案】C
【知识点】电磁波谱；能量子与量子化现象
【解析】【解答】AD、人身体各个部位体温是有变化的，所以辐射的红外线强度就会不一样，温度越高红外线强度越高，温度越低辐射的红外线强度就越低，所以通过辐射出来的红外线的强度就能测出个各部位的温度；故红外体温计不是靠体温计发射红外线来测体温的。故AD错误；
B、人体辐射该红外线的能量是不连续的，是以离散的方式存在的。故B错误；
C、根据光子能量方程可知，该红外线的最小能量值为
故C正确。
故答案为：C。
【分析】人体辐射该红外线的能量是不连续的，是以离散的方式存在的。温度越高红外线强度越高，温度越低辐射的红外线强度就越低。
11．下面是教材中的四幅插图，下列说法正确的是（　　）
A．由甲图可知当两个相邻的分子间距离大于r0时，随它们之间的距离增大分子力先变小后增大
B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度升高，其内能一定增大
C．从图丙可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D．图丁中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用
【答案】B
【知识点】分子间的作用力；物体的内能；液体的表面张力；黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A． 由甲图可知当两个相邻的分子间距离大于r0时，随它们之间的距离增大分子力先增大后减小，故A错误；
B．由于一定质量的理想气体其内能只与温度有关，温度越高，内能增大，故B正确；
C．从图丙可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向即频率较大方向移动，故C错误；
D．水黾能停在水面上，主要是靠水的表面张力作用，故D错误。
故选B。
【分析】由甲图得出当两个相邻的分子间距离大于r0时，随它们之间的距离增大分子力先增大后减小，注意负号是表示力的方向不表示力的大小；一定质量的理想气体其内能只与温度有关，则温度越高，内能增大；从图丙可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向即频率较大方向移动；水黾能停在水面上，主要是靠水的表面张力作用。
12．平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　）
A．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射
B．冰晶对a的折射率比对b的折射率大
C．a光光子能量比b更大
D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大
【答案】D
【知识点】光的折射及折射定律；光的全反射；干涉条纹和光的波长之间的关系；能量子与量子化现象
【解析】【解答】本题考查更换光的颜色判断条纹间距的变化，解题时需注意，对于条纹间距、双缝距离、光的波长及双缝到屏的距离，当其他因素不变时，条纹间距与波长成正比。A． 太阳光照在转动的冰晶表面上， 是空气射向其他介质，折射角小于空气中的角，折射角不可能达到90度，即不可能发生全反射，故A错误；
B．由图可知，太阳光射入冰晶时，光的偏折程度比光的偏折程度小，则的折射率比的小，故错误；
C．的折射率比的小，则的频率比的小，根据
可知的光子能量比的小，故C错误；
D．的频率比的小，根据
则的波长比的大，用光在相同实验条件下做双缝干涉实验，根据
可知的双缝干涉条纹间距大，故D正确。
故选D。
【分析】根据光的全反射现象的特点，即可分析判断；由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度小，据此分析判断；根据光的折射率、频率、能量的关系，即可分析判断；结合前面分析，根据双缝干涉实验的原理，即可分析判断。
13．关于电和磁的情景中，下列说法正确的是（　　）
A．图（a）是工厂静电除尘装置的示意图，A、B两端接直流高压电源后，则金属丝与管壁间的电场可视为匀强电场
B．图（b）是研究电磁感应的实验，若开关一直接通，小螺线管A插入大螺线管B中不动，则滑动变阻器阻值匀速滑动时无感应电流，加速滑动时有感应电流
C．图（c）是微波炉，利用微波加热食物，微波是一种电磁波，具有可以连续变化的能量
D．图（d）是手机无线充电的原理，若将交流电接入送电线圈中，可以对手机进行充电
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；自感与互感；匀强电场；能量子与量子化现象
【解析】【解答】A 图（a）是工厂静电除尘装置的示意图， A、B两端接直流高压电源后， 金属丝与管壁间的电场是非匀强电场，故A错误；
B、 图（b）是研究电磁感应的实验， 开关一直接通，小螺线管A插入大螺线管B中不动，只要移动滑片，电路中的电流就发生变化，A产生的磁场就发生变化，B中的磁通量会发生变化，电路中就有感应电流，故B错误；
C、 图（c）是微波炉， 微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波的能量是不连续的，是量子化的，故C错误；
D、 图（c）是手机无线充电的原理， 电磁感应式无线充电的原理是通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈产生的磁场传递能量；当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电，故D正确。
故选：D。
【分析】当闭合电路中的磁通量发生变化，电路中就有感应电流；微波是一种电磁波，微波具有能量；无线充电时利用电磁感应原理进行充电的设备。
14．近年来，我国在科技、军事、工业等方面发展迅速，有些领域领先世界。下列说法正确的是（　　）
A．我国向12000公里外的太平洋公海海域发射的洲际弹道导弹，飞行速度可超过7.9km/s
B．中国5G技术跃居世界前列。5G频率相比4G更高，故5G信号更容易衍射，传播更远
C．我国量子技术在这一领域的成就引人瞩目，其中“量子”是一种基本粒子
D．讨论高铁停靠站点时的精确性时，高铁不能看成质点
【答案】D
【知识点】质点；第一、第二与第三宇宙速度；光的衍射；能量子与量子化现象
【解析】【解答】本题考查了第一宇宙速度和量子等相关知识，熟悉质点和衍射等概念是解题关键。A．若洲际弹道导弹飞行速度超过7.9km/s，那么可能进入地球轨道成为人造卫星，不会重返大气层攻击目标，A错误；
B.5G频率相比4G更高，故5G信号电磁波波长短，衍射现象更不明显，传播更近，B错误；
C．量子说的是物理量的特性，如能量、角动量这些物理量是一份一份的，不是连续的。所以，量子不是基本粒子，它可以是某个物理量的最小单位；
D．讨论高铁停靠站点时的精确性时，大小和形状不能忽略，高铁不能看成质点，D正确。
故选D。
【分析】飞行速度超过7.9km/s将成为地球卫星，波长越短，衍射现象越不明显，量子是某个物理量的最小单位。
15．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v = kU．已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象为机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为
A． B． C．2eh D．
【答案】B
【知识点】能量子与量子化现象；力学单位制
【解析】【解答】将一个物理导出量用若干个基本量的乘方之积表示出来的表达式，称为该物理量的量纲式，简称量纲．它是在选定了单位制之后，由基本物理量单位表达的式子；任何公式两边的量纲必须相同。根据题中给出的v=kU，和普朗克能量子E=hv可知E=hKU，则k=，再根据电流做功
W=UIt=qU，k=
另外本题也可根据单位制判断，由v=kU可得k的单位为，B选项中的单位为，所以B正确．
故选B。
【分析】物理公式确定了物理量之间数值的关系，同时也就确定了物理单位间的关系，本题根据单位进行判断．
16．下列说法正确的是（　　）
A．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大
B．磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
C．电场周围总有磁场，磁场周围总有电场
D．能量子与电磁波的频率成正比
【答案】D
【知识点】磁感应强度；电磁场与电磁波的产生；电磁波谱；能量子与量子化现象
【解析】【解答】A.根据电磁波谱的排序可知，遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率小，A不符合题意；
B.磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与F、IL无关，B不符合题意；
C.根据麦克斯韦理论可知变化的电场周围有磁场，变化的电场磁场周围有电场，如果是恒定不变的电场或磁场，周围不会产生磁场或电场，C不符合题意；
D.根据普朗克的能量子公式可得
可知能量子与电磁波的频率成正比，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据电磁波谱的排序分析红外线和X射线频率的大小关系；磁场中某点的磁感应强度是由磁场本身决定的，与其它物理量无关；根据麦克斯韦电磁场理论分析电磁场问题；由普朗克的能量子公式，分析能量子与电磁波的频率的关系。
17．某种捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子，它发射的紫外线的频率为，波长为，光子的能量为，EUV光刻机产生的极深紫外线频率为，波长为，光子的能量为。已知，则（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】AB.根据光子能量方程
可知，，则
A符合题意，B不符合题意；
CD.根据光速公式
可知，，则
CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据光子能量方程分析与的关系，根据光速公式分析与的关系。
18．对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　）
A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B．乙图中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在cd端的电流表会有偏转
C．丙图中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量
D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象
【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；电磁感应的发现及产生感应电流的条件；能量子与量子化现象
【解析】【解答】A.甲图中，通电直导线周围产生磁场，所以两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过磁场实现的，A不符合题意；
B.乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则ab线圈产生不断变化的磁场，穿过线圈cd的磁通量不断发生变化，故cd线圈中能产生感应电流，接在cd端的表头示数不为0，B符合题意；
C.丙图中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，根据普朗克的能量量子化理论可知，电磁波的能量是不连续的，量子化的，C不符合题意；
D.奥斯特利用丁图实验装置发现了电流的磁效应，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】电流之间的相互作用是通过磁场实现的；根据感应电流的产生条件，分析cd线圈能否产生感应电流；根据能量量子化理论分析微波能量的不连续性；根据物理学史分析。
19．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（　　）
A．人的个数- B．物体所受的重力
C．物体的动能- D．物体的长度
【答案】A
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地进行变化，属于“不连续的，一份一份”的概念的是A，BCD都是连续的，故A正确，BCD错误．
故选：A．
【分析】普朗克最先提出能量的量子化，认为物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，由此来判定各个选项．
20．我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。与4G 相比，5G 具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G 相比， 5G 使用的电磁波（　　）
A．波长更长 B．能量子的能量更小
C．能量子的能量更大 D．传播速度更快
【答案】C
【知识点】电磁波的周期、频率与波速；能量子与量子化现象
【解析】【解答】本题考查了电磁波在日常生活和生产中的广泛应用，解题关键是知道电磁波的信息传递量跟频率的关系以及波长、波速、频率之间的关系。5G 使用的电磁波频率更大，传播速度不变，均为光速c，根据
则波长更短，根据
可知能量子的能量更大。
故选C。
【分析】根据公式c=λν比较两种电磁波的波长大小；由光子能量表达式E=hν可知，频率越大，光子的能量越大；光在真空中的传播速度都是相同的。
二、多项选择题
21．下列四种有关电磁波的表述，正确的是（　　）
A．图1为今年阅兵上亮相的激光武器，激光作为电磁波，传播不需要介质
B．图2为微波炉，用来加热鸡蛋往往容易引起鸡蛋爆裂，是因为微波的热效应导致鸡蛋内部压力过大
C．图3烧炭时，发红的位置只辐射红光，发黄的位置只辐射黄光，黑色的部分不辐射可见光
D．图4中太阳的极高表面温度可以用黑体辐射定律进行测算
【答案】A,D
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A． 激光是电磁波，电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播 ，故A正确；
B．鸡蛋含有约75%的水分，微波能穿透蛋壳直接使内部水分子振动产生热量，导致内部压力骤增而爆炸，并非是热效应，故B错误；
C．物体的辐射光谱与其温度直接相关 ，发红区域温度较低，主要辐射红光，并非只辐射红光。发黄区域温度更高，主要辐射黄光，并非只辐射黄光，故C错误；
D． 太阳表面温度可以用黑体辐射的维恩位移定律（峰值波长与温度成反比）和斯特藩-玻尔兹曼定律（总辐射功率与温度四次方正比）估算，故D正确。
故选AD。
【分析】1. 电磁波的本质与传播
激光是电磁波的一种，属于可见光或近可见光波段。
电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播（区别于机械波）。这是电磁波的基本属性。
2. 微波加热的原理
微波炉利用频率约为 2.45 GHz 的电磁波（微波）。
加热机制：微波电场使食物内的极性分子（如水分子）发生快速转向振动，分子间摩擦碰撞产生热。这种加热是体积加热，内外同时变热，不同于传统热传导从外到内。
鸡蛋爆裂原因：蛋壳内的水分受微波作用迅速汽化，内部压力急剧升高，而蛋壳相对致密，导致爆裂。不是简单外部加热膨胀，而是内部压力骤增。
3. 热辐射的特性
热辐射的本质：任何温度高于绝对零度的物体都会辐射电磁波，其辐射光谱是连续谱，不是单一波长。辐射能量按波长分布取决于物体温度，遵循普朗克黑体辐射定律。
峰值波长由维恩位移定律决定：（常数）。
高温时主要辐射短波（蓝、白光），低温时主要辐射长波（红光、红外线）。
因此，“发红的位置只辐射红光”是错误的，它只是主要辐射红光，同时也有其他波长的辐射（红外为主，少量其他可见光）。
4. 黑体辐射定律在天体物理中的应用
太阳表面可近似视为黑体。测量太阳光谱的峰值波长，利用维恩位移定律可估算其表面温度（约 5778 K）。或利用太阳常数和斯特藩-玻尔兹曼定律也可估算。
22．下列说法正确的是（　　）
A．黑体都是黑色的
B．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关
C．普朗克的能量子假设认为能量只能是某一最小能量值的整数倍
D．能量的耗散表明，能源在利用过程中能量在数量上减少了
【答案】B,C
【知识点】能源的分类与应用；黑体、黑体辐射及其实验规律；能量子与量子化现象
【解析】【解答】黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。A．黑体自身辐射电磁波，黑体是一种理想模型，但不一定是黑色的，故A错误；
B．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关，选项B正确；
C．普朗克的能量子假设认为能量只能是某一最小能量值的整数倍，选项C正确；
D．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但是在可利用的品质上降低了，故D错误。
故选BC。
【分析】根据黑体辐射实验和普朗克的量子理论以及能量守恒定律分析。
23．下列说法正确的是（　　）
A．电磁波谱按照波长由大到小顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
B．爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
C．紫外线可以消毒，X射线可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变细胞
D．机场处用红外线对旅客的行旅箱进行安全检查
【答案】A,C
【知识点】电磁波的周期、频率与波速；电磁波谱；黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A．电磁波谱按照波长由大到小顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，选项A正确；
B．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，选项B错误；
C．紫外线可以消毒，X射线可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变细胞，选项C正确；
D．机场处用X射线对旅客的行旅箱进行安全检查，选项D错误。
故选：AC。
【分析】1.掌握电磁波谱的排列依据以及对应顺序。
2.知道普朗克提出了能量子的概念。
3.知道紫外线、X射线和γ射线的特点以及应用。
24．小物通过视频号“胜哥课程”知道了黑体和黑体辐射。下列有关黑体和黑体辐射的说法中正确的是（　　）
A．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
B．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫做黑体
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与它的温度、材料的种类及表面状况有关
D．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）
【答案】A,B
【知识点】黑体、黑体辐射及其实验规律
【解析】【解答】A、黑体的热辐射实际上是电磁辐射，故A正确；
B、能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫做黑体，故B正确；
C、黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，故C错误；
D、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，随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，不能辐射出任何频率的电磁波，故D错误。
故答案为：AB。
【分析】黑体的热辐射实际上是电磁辐射，能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫做黑体，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，随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，不能辐射出任何频率的电磁波。
三、非选择题
25．小物通过微信公众号“胜哥课程”知道了光也是一种波。可见光的波长的大致范围是400~760nm。已知光速，，普朗克常量，则760nm电磁辐射的能量子的值是　 　J。（结果保留三位有效数字）
【答案】2.62×10-19
【知识点】能量子与量子化现象
【解析】【解答】760nm电磁辐射的能量子
【分析】利用电磁辐射的能量子与波长关系式计算760nm电磁辐射的能量子的值。
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物理选择性必修三4.1 普朗克黑体辐射理论同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．量子化的观点最早是由谁提出来的（　　）
A．爱因斯坦 B．密立根 C．普朗克 D．卢瑟福
2．下列说法中正确的是（　　）
A．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关
B．爱因斯坦提出量子化理论，认为光本身是由一个个不可分割的能量子组成的
C．在电磁波谱中，紫外线的波长大于蓝光的波长
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，预言并通过实验证实了电磁波的存在
3．光子即光量子，是传递电磁相互作用的粒子。光子是有能量的，若光的频率=2.0×1015Hz，已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s，则光子的能量为（　　）
A．1.32×10-19J B．1.32×10-18J
C．3.3×10-19J D．3.3×10-49J
4． 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B．黑体不会辐射电磁波
C．爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律
D．黑体辐射的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍
5．下列物理学史说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
C．电磁感应定律是由法拉第提出的
D．普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念
6．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在
B．法拉第最早通过通电导线使小磁针偏转发现了电流的磁效应
C．一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
7． 如图是“胜哥”画的一幅物理图像，该图像未标明坐标轴代表的物理量。同学们对该图像进行了讨论，正确的意见是（　　）
A．该图像可能是某种气体在不同温度时的分子速率分布图像，且图线Ⅱ对应的温度较高
B．该图像可能是黑体在不同温度时的辐射强度随波长变化的图像，且图线Ⅰ对应的温度较高
C．该图像可能是某振动系统在不同驱动力作用下受迫振动的振幅随频率变化的图像，且图线Ⅱ对应的驱动力频率较大
D．该图像可能是不同电源的输出功率随负载电阻变化的图像。且图线Ⅰ对应的电源内阻较大
8．如图，曲线I和II为某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则（　　）
A．曲线I对应状态的温度更高
B．曲线I对应状态的速率的分布范围更广
C．曲线I与横轴所围面积更大
D．曲线I对应状态的气体分子平均速率更小
9．量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达，仍采用发射经典态的电磁波，但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是（　　）
A．量子就是α粒子
B．隐身战机不向外辐射红外线
C．电磁波在真空中的传播速度与其频率无关
D．量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的
10． 如图所示，学校广泛使用了红外体温枪测量体温。已知普朗克常数为h，某红外线的频率为，下列说法正确的是（　　）
A．体温越高，人体辐射红外线的强度越弱
B．人体辐射该红外线的能量可以取任意值
C．该红外线的最小能量值为
D．红外体温枪是利用体温枪发射的红外线来测量体温的
11．下面是教材中的四幅插图，下列说法正确的是（　　）
A．由甲图可知当两个相邻的分子间距离大于r0时，随它们之间的距离增大分子力先变小后增大
B．图乙是封闭在容器中的一定质量的理想气体，若温度升高，其内能一定增大
C．从图丙可看出随着温度升高，辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D．图丁中一只水黾能停在水面上，主要是靠水对水黾的浮力作用
12．平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　）
A．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射
B．冰晶对a的折射率比对b的折射率大
C．a光光子能量比b更大
D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大
13．关于电和磁的情景中，下列说法正确的是（　　）
A．图（a）是工厂静电除尘装置的示意图，A、B两端接直流高压电源后，则金属丝与管壁间的电场可视为匀强电场
B．图（b）是研究电磁感应的实验，若开关一直接通，小螺线管A插入大螺线管B中不动，则滑动变阻器阻值匀速滑动时无感应电流，加速滑动时有感应电流
C．图（c）是微波炉，利用微波加热食物，微波是一种电磁波，具有可以连续变化的能量
D．图（d）是手机无线充电的原理，若将交流电接入送电线圈中，可以对手机进行充电
14．近年来，我国在科技、军事、工业等方面发展迅速，有些领域领先世界。下列说法正确的是（　　）
A．我国向12000公里外的太平洋公海海域发射的洲际弹道导弹，飞行速度可超过7.9km/s
B．中国5G技术跃居世界前列。5G频率相比4G更高，故5G信号更容易衍射，传播更远
C．我国量子技术在这一领域的成就引人瞩目，其中“量子”是一种基本粒子
D．讨论高铁停靠站点时的精确性时，高铁不能看成质点
15．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v = kU．已知比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关．你可能不了解此现象为机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为
A． B． C．2eh D．
16．下列说法正确的是（　　）
A．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大
B．磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与IL成反比
C．电场周围总有磁场，磁场周围总有电场
D．能量子与电磁波的频率成正比
17．某种捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子，它发射的紫外线的频率为，波长为，光子的能量为，EUV光刻机产生的极深紫外线频率为，波长为，光子的能量为。已知，则（　　）
A． B． C． D．
18．对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　）
A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B．乙图中，若在ab的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在cd端的电流表会有偏转
C．丙图中，微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有可连续变化的能量
D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象
19．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（　　）
A．人的个数- B．物体所受的重力
C．物体的动能- D．物体的长度
20．我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。与4G 相比，5G 具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G 相比， 5G 使用的电磁波（　　）
A．波长更长 B．能量子的能量更小
C．能量子的能量更大 D．传播速度更快
二、多项选择题
21．下列四种有关电磁波的表述，正确的是（　　）
A．图1为今年阅兵上亮相的激光武器，激光作为电磁波，传播不需要介质
B．图2为微波炉，用来加热鸡蛋往往容易引起鸡蛋爆裂，是因为微波的热效应导致鸡蛋内部压力过大
C．图3烧炭时，发红的位置只辐射红光，发黄的位置只辐射黄光，黑色的部分不辐射可见光
D．图4中太阳的极高表面温度可以用黑体辐射定律进行测算
22．下列说法正确的是（　　）
A．黑体都是黑色的
B．我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与温度有关
C．普朗克的能量子假设认为能量只能是某一最小能量值的整数倍
D．能量的耗散表明，能源在利用过程中能量在数量上减少了
23．下列说法正确的是（　　）
A．电磁波谱按照波长由大到小顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线
B．爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
C．紫外线可以消毒，X射线可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变细胞
D．机场处用红外线对旅客的行旅箱进行安全检查
24．小物通过视频号“胜哥课程”知道了黑体和黑体辐射。下列有关黑体和黑体辐射的说法中正确的是（　　）
A．黑体的热辐射实际上是电磁辐射
B．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫做黑体
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与它的温度、材料的种类及表面状况有关
D．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）
三、非选择题
25．小物通过微信公众号“胜哥课程”知道了光也是一种波。可见光的波长的大致范围是400~760nm。已知光速，，普朗克常量，则760nm电磁辐射的能量子的值是　 　J。（结果保留三位有效数字）
答案
1．C
2．A
3．B
4．D
5．D
6．C
7．A
8．D
9．C
10．C
11．B
12．D
13．D
14．D
15．B
16．D
17．A
18．B
19．A
20．C
21．A,D
22．B,C
23．A,C
24．A,B
25．2.62×10-19
21世纪教育网(www.21cnjy.com) 6 / 7

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