4.3-4.5 原子结构模型 粒子波动性与量子力学的建立 拓展+高考-2021-2022学年高二物理课后四维同步练（2019人教版选择性必修第三册）

第四章 第三节 原子核式结构模型 拓展+高考 第四章 第四节 氢原子光谱和波尔的原子模型 拓展+高考 第四章 第五节 粒子的波动性 拓展+高考 一、拓展题 1．（2022·宁夏·银川一中三模）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 （　　） A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应 B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性 【答案】BD 【详解】 A．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，爱因斯坦成功解释了光电效应，A错误； B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的，B正确； C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出原子的核式结构，C错误； D．根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有波动性，D正确。 故选BD。 2．（2022·湖南·长郡中学二模）一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出n种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（　　） A．n=6 B．图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的 C．图乙中的b光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的 D．图乙中的c光光子能量为12.09 eV 【答案】AC 【详解】 A．一群处于第4能级的氢原子向低能级跃迁过程中能发出光子种类为 ，故A正确； BC．由图乙可知，a光的遏止电压最大，其次是b和c，根据 可知，三种光对应的跃迁是，，，故B错误，C正确； D． c光光子能量为，故C正确，D错误。 故选AC。 3．（2022·辽宁·渤海大学附属高级中学模拟预测）太阳帆飞行器是利用太阳光获得动力的一种航天器，其原理是光子在太阳帆表面反射的过程中会对太阳帆产生一个冲量。若光子垂直太阳帆入射并反射，其波长为λ，普朗克常量为h，则对它的冲量大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 由于每个光子的动量为 根据动量定理可知每个光子对太阳帆的冲量为 故选D。 4．（2022·江苏·三模）著名物理学家汤姆孙曾在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了如图所示衍射图样，已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，则（　　） A．该图样说明了电子具有粒子性 B．该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nm C．加速电压越大，电子的物质波波长越大 D．使用电子束工作的电子显微镜中，加速电压越大，分辨本领越弱 【答案】B 【详解】 A．图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，A错误； B．由德布罗意波长公式可得 而动量 ，两式联立得 该实验中电子的德布罗意波长约为0.15nm，B正确； C．由德布罗意波长公式可得而动量两式联立得 加速电压越大，电子的波长越短，衍射现象就越不明显，分辨本领越强，CD错误。 故选B。 5．（2022·江苏连云港·三模）如图所示，碳60是由60个碳原子组成的足球状分子，科研人员把一束碳60分子以2.0×102m/s的速度射向光栅，结果在后面的屏上观察到条纹。已知一个碳原子质量为1.99×10-26kg，普朗克常量为6.63×10-34J·s，则该碳60分子的物质波波长约（　　） A．1.7×10-10m B．3.6×10-11m C．2.8×10-12m D．1.9×10-18m 【答案】C 【详解】 设一个碳原子的质量为，碳60分子的动量为， 根据德布罗意波长公式代入数据得故C正确，ABD错误。 故选C。 6．（2022·湖北省孝感市第一高级中学模拟预测）下列说法正确的是（　　） A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说 B．发生光电效应时，光电子的最大初动能一定等于金属的逸出功 C．康普顿在研究石墨中的电子对x射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大 D．氢原子核外电子从n=1的轨道跃迁到n=3的轨道时，电子的动能变大、电势能减小 【答案】C 【详解】 A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说；爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说：光子是一份一份的，每一份能量为hv，故A错误； B．根据光电效应方程Ekm=hv-W0知，发生光电效应时，光电子的最大初动能不一定等于金属的逸出功，故B错误； C．在康普顿效应中，当入射光子与石墨中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据公式可知有些散射波的波长比入射波的波长略大，故C正确；选项C正确； D．氢原子核外电子从n=1的轨道跃迁到n=3的轨道时，原子的总能量变大