普朗克黑體輻射理論【五大考點+五大題型】（原卷版）-2025-2026學年高二物理下學期（人教版選擇性必修第三冊）

普朗克黑體輻射理論【五大考點+五大題型】

>考點梳理

>考點一：熱輻射理解

>考點二：黑體與黑體輻射

>考點三：黑體輻射實驗規律

>考點四：能量量子化

>考點五：e=hv的應用

知識點01、黑體與黑體輻射

i.黑體：某種物體能夠完全吸我入射的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體.

2.黑體輻射

(1)定義：黑體雖然不反射電磁波，卻可以向外輻射電磁波，這樣的輻射叫作黑體輻射.

(2)黑體輻射特點：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.

技巧歸納：

(1)黑體是一個理想化的物理模型.

(2)黑體看上去不一定是黑的，有些可看成黑體的物體由于自身有較強的輻射，看起來還會很明亮.

2.一般物體與黑體的比較

熱輻射特點吸收、反射特點

一般輻射電磁波的情況與溫度、材料的種既吸收又反射，其能力與材料的種類

物體類及表血狀況有關及入射波長等因素有關

輻射電磁波的強度按波長的分布只與

黑體完全吸收各種入射電磁波，不反射

黑體的溫度有關

知識點02.黑體輻射的實驗規律

(1)溫度一定時，黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值.

(2)隨著溫度的升高

①各種波長的輻射強度都有增加；

②輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，如圖所示.

知識點03：能量子

1.定義：組成黑體的振動著的帶電微粒的能量只能是某i最小能量值￡的整數總，這個不可再分的最小能量值￡

叫作能量子.

2.表達式：￡=紅.其中P是帶電微粒的振動頻率，即帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率.才稱為普朗克常量.h=

6.62607015X10-^J?s.

3.能量的量子化：微觀粒子的能量是量王化的，或者說微觀粒子的能量是公立的.

技巧歸納：

1.普朗克的量子化假設

(1)能量子

振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值￡的整數倍，例如可能是，或2￡、3￡……當帶電微粒輻射或吸收

能量時，也是以這個最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收的.這個不可再分的最小能量值，叫作能量子.

(2)能量子表達式：￡=hv

/是帶電微粒的振動頻率，力是一個常量，后人稱之為普朗克常量，其值為力=6.62607015X10-3」j,s.

(3)能量的量子化

在微觀世界中能量不能連續變化，只能取分立值，這種現象叫作能量的量子化.

2.對能量量子化的理解

(1)物體在發射或接收能量的時候，只能從某一狀態“飛躍”地過渡到另一狀態，而不可能停留在不符合這些能量

的任何一個中間狀態.

(2)在宏觀尺度內研究物體的運動時我們可以認為：物體的運動是連續的，能量變化是連續的，不必考慮量子化；

在研究微觀粒子時必須考慮能量量子化.

題型一；熱輻射理解

【典例1].(24-25高二下?浙江杭州?期中)關于熱輻射，下列說法正確的是()

A.只有高溫物體才輻射電磁波

B.物體輻射電磁波的情況只與溫度有關

C.黑體的溫度越高，輻射出的電磁波總功率越大

D.黑體不能完全吸收入射的各種波長的電磁波

【變式1].(23-24周二卜?寧夏銀川?月考)關于熱輻射，卜列說法止確的是()

2

A.一定溫度下，黑體輻射強度隨波長的分布有一個極大值

B.一般物體的熱輻射強度只與物體的溫度有關

C.黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，所以黑體一定是黑的

D.溫度升高時，黑體輻射強度的極大值向波長增大的方向移動

【變式2】.（2022高二上?江蘇徐州?學業考試）關于熱輻射，下列說法正確的是（）

A.只有高溫物體才輻射電磁波

B.物體輻射電磁波的情況只與溫度有關

C.黑體的熱輻射實質上是電磁輻射

D.黑體不能完全吸收入射的各種波長的電磁波

【變式3].（20-21高二上?山東?期中）下列關于熱輻射和黑體輻射的說法不正確的是（）

A.一切物體都在輻射電磁波

B.-一般物體輻射電磁波的強度與溫度無關

C.隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動

D.黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波

題型二：黑體與黑體輻射

【典例2].（25-26高二上?全國?隨堂練習）關于黑體輻射，下列說法正確的是（）

A.黑體只吸收電磁波，不輻射電磁波

B.黑體幅射的電磁波強度按波長的分布只與溫度有關

C.黑體溫度升高時，輻射的各波長電磁波強度均減小

D.黑體是真實存在的物體，生活中常見的黑色物體就是黑體

【變式1].（25-26高二上?江蘇鹽城?期中）關于黑體輻射，下列說法正確的是（）

A.黑體輻射規律除與溫度有關之外，還與材料及表面狀況有關

B.黑體吸收了絕大部分電磁波

C.普朗克提出能量子假說完美解釋了黑體輻射實驗規律

D.黑體輻射中溫度越高，輻射強度極大值向波長較長的方向移動

【變式2].（23-24高二下?江蘇揚州?月考）關于黑體輻射，下列說法正確的是（）

A.黑體吸收了絕大部分電磁波

B.黑體輻射規律除與溫度有關之外，還與材料及表面狀況有關

C.黑體輻射中溫度越高，輻射強愛極大值向波長較長的方向移動

D.普朗克提出能量子假說完美解釋了黑體輻射實驗規律

【變式3].（22-23高二下?河南南陽?階段練習）在2015年中國發射T.星“悟空”,川來探測暗物質粒子和黑洞.黑

3

洞是黑體的一種，關于黑體，下列說法正確的是（）

A.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布不僅與溫度有關，還與材料的種類及表面狀況有關

B.黑體能夠反射各種波長的電磁波，但不會輻射電磁波

C.在黑體輻射實驗中，隨溫度升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動

D.愛因斯坦為得出黑體輻射的強度按波長分布的公式;，提出了能量子的假說

題型三：黑體輻射實驗規律

【典例3].（22-23高二上?寧夏吳忠?期末）有關黑體輻射的研究表明：輻射強度、波長分布與輻射體的溫度有密切

關系，比研究對冶金工業的迅速發展有巨大貢獻。如圖所示，圖中畫出了四種溫度下黑體輻射的強度與波長的關系,

據此以下判斷不正確的是（）

A.在同一溫度下，輻射強度最大的電磁波波長不是最大的，也不是最小的，而是處在最大與最小波長之間

B.在同一溫度下，波長越短的電磁波輻射強度越大

C.隨著溫度的升高，各種波長的幅射強度都增加

D.隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動

【變式11（24-25高二下?江蘇鎮江?期末）在丁八乃兩種溫度條件下，黑體輻射強度與輻射波長的關系圖像如下圖

所示，則下列關于黑體輻射，說法正確的是（）

A.T.>T2

B.隨著溫度的升高，黑體輻射的峰值向長波方向移動

C.圖像與坐標軸圍成的面積相等且都是1

D.黑體不僅可以反射電磁波，還可以向外輻射電磁波

4

【變式2].（24-25高二下?遼寧?期中）某氣體在十、4兩種不同溫度下的分子速率分布圖像如圖甲所示，縱坐標/（，）

表示各速率區間的分子數占總分子數的百分比，橫坐標v表示分子的速率。黑體輻射的實驗規律如圖乙所示，圖乙

中畫出了看、刀兩種不同溫度下黑體輻射的強度與波長的關系，下歹J說法正確的是（）

圖乙中

C.圖甲中刀＞4,圖乙中D.圖甲中（＞乙、圖乙中

【變式3].（24-25高二下?河北邯鄲?期中）熱輻射是指物體由「具有溫度而向外輻射電磁波的現象，輻射強度是指

垂直于電磁波傳播方向上的單位面積上單位時間內所接收到的輻射能量。如圖所示，在研究某一黑體熱輻射時，得

到了四種溫度下黑體輻射強度與波長的關系。圖中橫軸4表示電磁波的波長，縱軸表示某種波長電磁波的輻射強度,

則由圖可知，同一黑體在不同溫度下（）

A.向外輻射同一波長的電磁波的輻射強度隨溫度升高均減小

B.向外輻射的電磁波的總能量隨溫度升高而減小

C.輻射強度的極大值隨溫度升高而向波長較長的方向移動

D.輻射強度的極大值隨溫度升高而向波長較短的方向移動

題型四：能量量子化

【典例4].（25-26高二上?全國?隨堂練習）普朗克提出的能量量子化假說認為（）

A.物體輻射的能量是連續的

B.能量子的能量與電磁波的頻率成反比

C.微觀粒子的能量只能是某一最小能量值的整數倍

5

D.能量量子化僅適用丁?黑體輻射，不適用「其他物理過程

【變式1].（25-26高二上?江西景德鎮?期中）銘記偉大歷史勝利，凝聚正義和平力量。9月3日上午，紀念中國人

民抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利80周年大會在北京天安門廣場隆重舉行。如圖為閱兵式上展示的激光武器，

常見激光的頻率為3.84x10“Hz至7.89x10"Hz，借助已經公開OW5-50A激光武器推測，此激光武器功率可達50

千瓦級，已知力=6.63xl（T"j.s，根據所學知識估算該激光武器每秒可射出的光子數的數量級約為多少（）

A.IO30B.1027C.IO23D.1O20

【變式2].（24-25高二上?全國?課后作業）關于能量量子化，下列說法正確的是（）

A.微觀粒子的能量變化是連續的

B.微觀粒子的能量是不連續的，只能是某一最小能量值的整數倍

C.電磁波的波長越長，其能量子越大

D.能展子假說與宏觀世界中對?能量的認識相矛盾，因而它一定是錯誤的觀點

【變式3].（24-25高二下?天津河西?月考）被譽為“中國天眼”的大口徑球面射電望遠鏡已發現660余顆新脈沖星,

領先世界。天眼對距地球為乙的天體進行觀測，其接收光子的橫截面半徑為心若天體射向天眼的輻射光子中，有

小〃<1）倍被天眼接收，天眼每秒接收到該天體發出的頻率為卜的N個光子。普朗克常量為人則該天體發射頻率

為卜光子的功率為（）

4Nl3hv「2NLrhvillshv

A.-B.----；—

R'nR~4R?N'2R2N

題型五：￡=hv的應用

【典例5].（25?26高二上?西藏昌都?期末）普朗克為解釋黑體輻射規律，提出能量子假說，認為黑體輻射的能量是

不連續的，而是一份一份的，每一份稱為一個能量子。已知某黑體輻射的頻率為i/=5xl（rHz,普朗克常量

/?=6.63xl0MJso求：

（1）該能量子的能量￡是多少焦耳？

（2）該能量子的能量￡相當于多少電子伏特？

6

（3）如果這個黑體每秒輻射的能量子總數為N=102。個，那么它每秒輻射的總能量是多少？

【變式11（25-26高一?全國?課后作業）某廣播電臺的發射功率為25kW,發射的是在空氣中波長為187.5m的電磁

波,則:（普朗克常量〃=6.63X10-34J.S，光速c=3xI08m/s）

（1）該電臺每秒從天線發射多少個能量子？

（2）若發射的能量子在以天線為球心的同一球面上的分布視為均勻的，求在離天線2.5km處，直徑為2m的球狀天

線每秒接收的能量子數以及接收功率。

【變式2].（24-25高三?全國?課時練習）在隔離防治新型冠狀病毒期間，火車站、地鐵站、各小區等處常使用紅外

線測溫儀測體溫，以達到早發現、早隔離的效果。與可見光一樣，紅外線是一種波。人體輻射的紅外線波長約為

10pm,其頻率約為多少？其能量子的值為多少？

【變式3】.（2025高三?北京?專題練習）太陽光垂直射到地面上時，地面S=lm?的面積上接收的太陽光的功率/>=

1.4kW其中可見光部分約占45%,普朗克常量/?=6.6xl034j?s。（結果保留2位有效數字）

（1）假如認為可見光的波長約為2=0.55pm,口地間的距離R=L5xl0Um,估算太陽每秒輻射出的可見光子數為多少;

（2）若已知地球的半徑&=6.4xl（）6m,估算地球接收的太陽光的總功率。

〉雙基達標

一、單選題

1.（25-26高一上?浙江杭州?期中）笫26屆國際計量大會決定，質量單位"千克''由普朗克常數力來定義。普朗克常

數/7作為一個自然常數，源自于普朗克提出的能量子概念，即￡=/八，，其中￡表示能量，V表示頻率，則人的單位用

國際單僮制基本單位表示為（）

A.JsB.N-m/sC.kgm/sD.kg-m2/s

2.（2425高二下?遼寧?期末）對比學習可以幫助同學們抓住規律的要點。對比教材中兩組相似的曲線，圖甲為某氣

0

體在0c和100（溫度下單位速率區間的分子數占總分子數的百分比隨氣體分子速率的變化規律；圖乙為在丁八T2

兩種溫度下黑體的輻射強度與其輻射電磁波波長的關系。下列說法正確的是（）

A.圖甲中虛線對應時的情形

B.由圖甲可知，溫度升高后每個速率區間的分子數占總分子數的百分比都變大r

7

C.由圖乙可知，溫度升高后各種波長的輻射強度都增加了

D.由圖乙可知，溫度升高后黑體輻射強度的極大值向波長較長的方向移動

3.（25-26高二下?全國?課堂例題）普朗克在1900年將“能量子”引入物理學，開創了物理學的新紀元。在下列宏觀

概念中，具有“量子化”特征的是（）

A.人的個數B.物體的重力勢能

C.物體的帶電荷量D.物體的長度

4.（2425高二上?山東荷澤?期中）1900年，普朗克提出了能量子假設，這是對經典物理學思想與觀念的一次突破。

關于能量子下列說法正確的是（）

A.微觀粒子的能量是連續的

B.不同顏色光的能量子相同

C.電磁波波長越長，其能量子越大

D.能量子假設很好的解釋了黑體輻射實驗規律

5.（24-25高二下?河北邯鄲?期中）為了研究不依賴于物質具體物性的熱輻射規律，物理學家定義了?種理想物體

-黑體，以此作為熱輻射研究的標準物體。關于黑體和黑體輻射理論，下列說法正確的是（）

A.愛因斯坦為了解釋黑體輻射現象，第一次提出了能量量子化理論和光子說

B.黑體向外輻射的是熱量，是以光子的形式輻射的

C.一般物體輻射電磁波的情況只與物體的溫度有關

D.黑色的物體簡稱黑體，黑體輻射強度的極大值向波長較長的方向移動

6.（24-25高二下?全國?課后作業）關于對熱輻射的認識，下列說法正確的是（）

A.熱的物體向外輻射電磁波，冷的物體只吸收電磁波

B.物體溫度越高,輻射強度越大

C.輻射強度按波長的分布情況只與物體的溫度有關，與材料種類及表面狀況無關

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

7.（2425高二上?陜西渭南?期末）關于磁場、電磁感應現象、電磁波、能量量子化，下列說法正魂的是（）

A.磁感線的疏密程度可反映磁場強弱，且從N極發出終止于S極

B.電磁波依靠電和磁在介質中的相互“感應”而傳播

C.車站和重要場所的安檢門利比的是電磁感應原理

8

D.能量晟子化指能量的連續性，微觀粒子的能量值可以是任意值

8.（24-25高三上?黑龍江?開學考試）然輻射是指物體由于具有溫度而向外輻射甩磁波的現象，輻射強度是指垂直于

電磁波傳播方向上的單位面積上單位時間內所接收到的輻射能量。如圖所示，在研究某一黑體熱輻射時，得到了四

種溫度下黑體輻射強度與波長的關系。圖中橫軸九表示電磁波的波長，縱軸表示某種波長電磁波的輻射強度，則由

A.向外輻射同一波長的電磁波的輻射強度均增大

B.向外輻射的電磁波的總能量隨溫度升高而減小

C.輻射強度的極大值隨溫度升高而向波長較長的方向移動

D.輻射強度的極大值隨溫度升高而向波長較短的方向移動

二、多選題

9.（25-26高二上?天津西青?期末）關于能量量子化、電磁波、電磁感應現象，下列說法正確的是（）

A.普朗克認為微觀粒子的能量是不連續的

B.麥克斯韋預言并證實了電磁波的存在

C.法拉第發現了電磁感應現象，為人類進入電氣化時代做出偉大貢獻

D.電視機遙控器發出的紅外線波長比醫院“CT”中的X射線波長短

10.（25-26高二上?安徽阜陽?月考）激光器發出的光純凈、光譜穩定，可以應用在很多方面。一激光器的發光功率

為P,發出的激光在真空中的波長為L真空中的光速為c,普朗克常量為人下列敘述正確的是（）

A.該激光的頻率為人B.該激光的頻率為三

cX

C.該激光器在，時間內輻射的能量為”D.該激光器在，時間內輻射的能量子數為儀

II.2（5-26高二上?全國?隨堂練習）關于黑體輻射的實驗規律，下列說法正確的有（）

A.隨著溫度升高，黑體輻射的峰值波長向短波方向移動

B.溫度越高，黑體輻射的總能量（總強度）越大

C.黑體輻射的強度與波長的關系曲線是單調遞增的

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D.黑體輻射的規律無法用經典電磁理論解釋

12.（24-25高二下?山東聊城?期末）如圖所示是黑體的輻射強度與其輻射光波長的關系圖像，則下列說法正確的是

A.Ti>T2

B.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布除與溫度有關外，還與材料的種類及表面狀況有關

C.普朗克提出的能量量子化理論很好的解釋了黑體輻射的實驗規律

D.如果在一個空腔壁上開一個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面經多次反射和吸收，最終不能從小

孔射出，這個小孔就成了一個黑體

13.（24-25高二下?河南南陽?期末）如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物體

就是絕對黑體，簡稱黑體。如圖，在空腔壁.上開?個很小的孔，射入小孔的電磁波在空腔內表面會發生多次反射和

吸收，最終不能從空腔射出。19世紀，由于冶金、星體測溫等需求，人們對熱輻射進行了大量的研究。當時物理學

家已有能力對熱輻射的強度隨波長的分布進行比較準確的測量。研究表明，對于一般材料的物體，輻射電磁波的情

況除了與溫度有關，還與材料的種類及表面狀況有關，它可能反映了某種具有普遍意義的客觀規律，人們因此對黑

體輻射進行了深入的實驗及理論研究。（）

A.這個帶小孔的空腔就可以近似為一個絕對黑體

B.這個空腔壁就可以近似為一個絕對黑體

C.黑體雖然不反射電磁波，卻可以向外輻射電磁波

D.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

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14.（2D25高三?全國?專題練習）黑體輻射的研究表明：輻射強度、波長分布與輻射體的溫度有密切關系。此研究

對冶金工業的迅速發展有巨大貢獻