1、第四章原子结构和波粒二象性1.普朗克黑体辐射理论课后篇巩固提升基础巩固1.对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A.温度B.材料C.表面状况D.以上都正确解析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,A对。答案A2.能正确解释黑体辐射实验规律的是()A.能量的连续经典理论B.普朗克提出的能量量子化理论C.以上两种理论体系任何一种都能解释D.牛顿提出的能量微粒说解析根据黑体辐射的实验规律,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,只能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。答案B3.(多选)关于对普朗克能量子
2、假说的认识,下列说法正确的是()A.振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值B.带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍C.能量子与电磁波的频率成正比D.这一假说与现实世界相矛盾,因而是错误的解析由普朗克能量子假说可知,带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍,最小能量值=h,B、C正确,A、D错误。答案BC4.(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点,以下说法正确的是()A.以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C.吸收的能量可以是连续的D.辐射和吸收的能量是量子化的解析带电微粒辐射或吸收能量时是以最小能量值能量子的整数倍
3、一份一份地辐射或吸收的,是不连续的,故选项A、B、D正确,C错误。答案ABD5.很多地方用红外线热像仪监测人的体温,只要被测者从仪器前走,便可知道他的体温是多少,关于其原理,下列说法正确的是()A.人的体温会影响周围空气温度,仪器通过测量空气温度便可知道人的体温B.仪器发出的红外线遇人反射,反射情况与被测者的温度有关C.被测者会辐射红外线,辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关,温度高时辐射强且较短波长的成分强D.被测者会辐射红外线,辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关,温度高时辐射强且较长波长的成分强解析根据辐射规律可知,随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加,随着温度的升高,辐射强度的
4、极大值向波长较短的方向移动,人的体温的高低,直接决定了辐射的红外线的频率和强度,通过监测被测者辐射的红外线的情况,就可知道这个人的体温,故C正确,A、B、D错误。答案C能力提升1.对黑体的认识,下列说法中正确的是()A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与黑体的温度有关外,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黑体的温度有关,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解析由于黑体自身辐射电磁波,所以看上去不一
5、定是黑的,所以选项A错误;由于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,所以选项B错误,选项C正确;小孔只吸收电磁波,不反射电磁波,因此是小孔成了一个黑体,而不是空腔成了一个黑体,所以选项D错误。答案C2.(2020江苏模拟)“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的,能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高,则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长的变化情况是()A.I增大,增大B.I增大,减小C.I减小,增大D.I减小,减小解析根据黑体辐射实验的规律可知,随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度I都有增强,
6、另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故若人体温度升高,则人体热辐射强度I增大,辐射强度极大值对应的波长减小,故B正确,A、C、D错误。答案B3.黑体辐射的研究表明:辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系。此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献,如图所示,图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系,从中可以看出()A.温度越高,辐射电磁波的波长越短B.温度越低,辐射电磁波的波长越长C.同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强D.不同温度时辐射强度的最大值变化无规律可循解析无论温度高低,黑体都会辐射所有波长的电磁波,故A、B错误;同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强,故C正确;温
7、度升高,辐射强度的最大值向短波长、高频率的方向移动,故D错误。答案C4.某广播电台的发射功率为10 kW,发射的是在空气中波长为187.5 m的电磁波,则:(普朗克常量h=6.6310-34 Js,光速c=3108 m/s)(1)该电台每秒从天线发射多少个能量子?(2)若发射的能量子在以天线为球心的同一球面上的分布视为均匀的,求在离天线2.5 km处,直径为2 m的球状天线每秒接收的能量子个数以及接收功率。解析(1)每个能量子的能量=h=hc=6.6310-343108187.5J=1.0610-27J则每秒电台发射上述波长能量子数N=Pt=9.41030个(2)设球状天线每秒接收能量子数为n个,以电台发射天线为球心,则半径为R的球面积S=4R2,而球状天线的有效接收面积S=r2,所以n=NSS=Nr24R2=9.41030124(2.5103)2个=3.761023个接收功率P收=nt=3.7610231.0610-27W=410-4W。答案(1)9.41030个(2)3.761023个410-4 W