1、1 能量量子化能量量子化 一、选择题 考点一 黑体辐射的理解和应用 1关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是( ) A热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波 B温度越高，物体辐射的电磁波越强 C辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关 D常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色 答案 B 解析 一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，对于一般材料 的物体，辐射强度按波长的分布除与物体的温度有关外，还与材料的种类和表面状况有关； 常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色 2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
2、C表面状况 D以上都正确 答案 A 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 3 (多选)2006 年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家， 以表彰他们发现了宇宙微波背景 辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化他们的出色工作被誉为是宇宙学研究 进入精密科学时代的起点下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( ) A一切物体都在辐射电磁波 B一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C黑体的热辐射实质上是电磁辐射 D普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 答案 ACD 解析 根据热辐射的定义知，A 正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知，一般物体辐射电磁
3、波的情况除与温度有关外， 还与材料种类和表面状况有关， 而黑体辐射只与黑体的温度有关， B 错误；普朗克在研究黑体辐射时最早提出了能量子假说，他认为辐射或吸收的能量是一份 一份的，每一份是一个能量子，黑体辐射实质上是电磁辐射，故 C、D 正确 4.(多选)在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特性，就 可以确定炉内的温度如图 1 所示就是黑体的辐射强度与波长的关系图象，则下列说法正确 的是( ) 图 1 AT1T2 BT1T2 C随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低 D随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动 答案 AD 解析 黑体辐射的强度按波长的分
4、布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度 都有所增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动从题图中可以看出，1T2， 本题正确选项为 A、D. 5红外线热像仪可以监测人的体温，被测者从仪器前走过，便可知道他的体温是多少，关于 其中原理，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 较短波长的成分多 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 较长波长的成分多 答案 C
5、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，直接决定了这个人辐射的红外 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，C 正确 考点二 能量子的理解和应用 6 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 解析 依据普朗克量子化观点，能量是不连续的，是一份一份地变化的，属于“不连续的， 一份一份”特征的是 A 选项，故 A 正确，B、
6、C、D 错误 7已知某种单色光的波长为 ，在真空中光速为 c，普朗克常量为 h，则电磁波辐射的能量 子 的值为( ) Ahc B.h C. c h D以上均不正确 答案 A 解析 由波速公式 c 可得：c ，由光的能量子公式得 hh c ，故选项 A 正确 8某激光器能发射波长为 的激光，发射功率为 P，c 表示光速，h 为普朗克常量，则激光 器每秒发射的能量子数为( ) A.P hc B. hP c C. cP h DPhc 答案 A 9能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为 10 18 J，已知可见光的平均波长约为 0.6 m，普 朗克常量 h6.6310 34 J s，则进入人眼的能量子数大
7、约为( ) A1 个 B3 个 C30 个 D300 个 答案 B 解析 可见光的平均频率 c ， 能量子的平均能量为 h， 引起视觉效应时 En， 联立可得 n3，B 正确 10在自然界生态系统中，蛇与老鼠和其他生物通过营养关系构成食物链，在维持生态平衡 方面发挥着重要作用蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的假设老鼠的体 温约 37 ，它发出的最强的热辐射的波长为 .根据热辐射理论， 与辐射源的绝对温度 T 的 关系近似为 T2.910 3 m K，则老鼠发出的最强的热辐射的波长为( ) A7.810 5 m B9.410 6 m C1.110 4 m D9.710 8 m 答案
8、B 解析 由 T2.910 3 m K 可得，老鼠发出最强的热辐射的波长为 2.910 3 m K T 2.910 3 27337 m9.410 6 m，B 正确 二、非选择题 11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 h6.6310 34 J s，光速 c3108 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数以及接收功率 答案 (1)9.41030个 (2)3.761023个 410 4 W 解析 (1)每个能量子的能量 hhc 6.6310 343108 187.5 J1.0610 27 J 则每秒电台发射上述波长能量子数 NPt 9.41030个 (2)设球状天线每秒接收能量子数为n， 以电台发射天线为球心， 则半径为R的球面积S4R2， 而球状天线的有效接收面积 Sr2，所以 nNS S N r2 4R29.410 30 12 42.51032个 3.761023个 接收功率 P收n t 3.7610231.0610 27 W4104 W.