第4章 第5节 粒子的波动性和量子力学的建立-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2024）

null收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，选项C错： 课末·随堂演练 误：某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也 L.AD解析原子光谱为线状谱，选项A正确，B错误；各种原 会吸收这种频率的光，因此同一物质线状谱上的亮线与吸 子都有自己的特征谱线，即各种原子的原子光谱不相同，选 收光请上的暗线相对应，选项D错误 项C错误，D正确 【情境导学】 2.CD解析巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的：氢原 答案从右至左，相邻谱线间的距离越来越小 子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长 [例题2]A照桥由已耳末公式}=R(分一)=3,4 的分立特征，选项C、D正确. 3.CD解析电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，电 5…得，当川=0心时，流长最小，最小凌长满足是=R· 子势能减少，原子总能量减少，根据女号=m号，B 当理=3时波长最大，最大波长无满足是 1 m,解得B=k号，可知半径越小，电子动能越大，原子 1 R·(分一守）：联立解得完=吾选项A正确 系统的电势能减少，选项A、B错误，C、D正确， [变式2]AC图析此公式是巴耳末在研完氢原子在可见光区 4.A解析由题意可知，基态氨原子吸收光子后跃迁到” 的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光语的分析，选项 4能级，则吸收的光子能量为E=[-0.85-(一13.6)]eV= A正确，D错误：公式中n只能取大于等于3的整数，入不能 12.75eV,选项A正确，B、C、D错误. 连续取值，故氢原子光谱是线状谱，选项B错误，C正确. 第5节粒子的波动性和量子力学的建立 [例题3]A解析原子由能量为E的定态向低能级跃迁时， 辐射的光子能量等于两能级的能量差，选项A正确：电子 课前·教材预案 沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，原 【教材梳理】 子不发光，选项B错误：电子只有由半径大的轨道跃迁到半 知识点一 径小的轨道，能级降低，才能辐射某一频率的光子，选项C 1.运动物质 错误：原子吸收光子后能量增加，能级升高，选项D错误 知识点二 [变式3]CD解杨原子吸收光子时，电子的轨道半径增大，电 1.干涉 干涉 场力做负功，电子动能减小，原子的电势能增大，根据玻尔 2.波动性3.波动性 理论得知，原子的能量增大，选项C正确A错误：原子放出 4.波粒二象 光子时，电子的轨道半径减小，电场力做正功，电子动能增 知识点三 大，原子的电势能减小，根据玻尔理论得知，原子的能量减 L.(1)①黑体辐射hv②光电效应y③散射 小，选项B错误，选项D正确。 【情境导学】 ④氢原子E.一E ⑤物质波 h (2)薛定谔 答案(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态，氢原 微规量子 子可以有无穷多个能级值 2.(1)微观天文 (2)电磁场电磁场(3)电子 (2)横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数.“1”表示原子处 【自主检测】 于基态，“2”“3”…表示原子处于不同的激发态. 1.(1)×(2)/ (3)/(4)× (3)横线右端的数字“一13.6，一3.40…”表示氢原子各个状 2.1822：1 态的能量值。 课堂·深度探究 [例题4]BD解枥大量处于n=5能级的氢原子向低能级跃 【情境导学】 迁，可能辐射出Cg=10种不同频率的光子，但是这些光子 答系说明实物粒子具有波动性」 中只有3→2,4→2,5→2跃迁中产生的光子在可见光的范 [例题门BD解粉一切运动的物体都有一种物质波与它对 固内，选项A错误：E=一0.54eV,氢原子从n=5能级跃 应，所以宏观物体和微观粒子都具有波动性，选项A错误， 迁到n=2能级释放的光子，其能量为△E=一0.54eV B正确：宏观物体的物质波波长很短，不易观察到它的波动 (-3.40eV)=2.86eV,而光子的能量大于钠的遮出功 2.29V,则用光子照射金属钠能发生光电效应，可以从金 性，选项C错误：由入= 力，p=mm可知，速度相同的质子与 属钠的表面打出光电子，远项B正确：氢原子从=5能级 电子相比，电子质量小，动量小，故其物质波波长更长，所以 跃迁到=1能级释放的光子能量最大，则频率最大，波长 电子的波动性更明显，选项D正确。 最短，选项C错误：氢原子从1=5能级跃迁到n=4能级时 [变式1]B解析实验得到了电子的衍射图样，说明电子这种 向外辐射光子，原子的总能量减少，电子做园周运动的轨道 实物粒子发生了衍射，说明电子具有波动性，选项A错误： 丰径变小，由管=m二知接外电子的动能增加，选项D 由动能定理可知，U=号m-0,经过电场加速后电子的 正确. [变式4]AD解析一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁 速度v= /2可，电子德布罗意波的波长入=办=么 时，根据C=6可知，能放出6种不同频率的光，选项A正 h 确：10.5V不等于任何两个能级的能级差，用能量为 2eU √2m元选项B正确：由电子的德布罗意波 h 10.5CV的光子照射，不能使处于基态的氨原子跃迁到激发态， 选项B错误：处于n=3能级的氢原子能量E=一1.5】eV.所 长公式A= 以至少需要吸收1.51V的光子能量才可以电离，选项C 2司可知，加速电压越大，电子德布罗意波长 错误：14.0eV大于电离能13.6eV,因此用能量为14.0eV 越短，衍射现象越不明显，选项C错误：质子与电子带电荷 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离，选项D正确 量相问，但是质子质量大于电子质量，动量与动能间存在关 ·187 系2成，所以由入二力=豆·可知质子的德布 光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子徐了能量之 外还具有动量，选项C错误：α射线经过置于空气中带正电 罗意波长小于电子的德布罗意波长，波长越小则衍射现象 验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金 越不明显，选项D错误. 属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角变小，选项D [例题2]BCD解析量子力学没有否定经典力学理论，选项A 错误。 错误：在普明克、玻尔等人所建立的量子论的基础上，玻恩、 命题视角三 海森堡、薛定谔等众多科学家逐步完善并建立了量子力学， 1,D解析原子吸收频率为的光子从基态能级I跃迁至激 选项B正确：量子力学使人们深入认识了微观世界的组成、 发态能级Ⅱ时有EI一E1=物，且从激发态能级Ⅱ向下跃 结构和属性，选项C正确：“芯片”等器件利用固体的微观结 迁到基态能级I的过程有Em一E1=十h边十h,联立解 构对电路进行操控，是量子力学在固体物理中的应用，选项 得以=w一M一，选项D正确. D正确， 2.A解析由图中可知n=2和n=1的能级差之间的能量差 [变式2]C解析经典力学适用于低速运动、宏观物体，不适 值为△E=E-E=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,与探 用于高速运动、微观粒子，量子力学适用于微观粒子，选项 测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢 C正确. 原子n=2和n=1能级之间的跃迁，选项A正确. 课末·随堂演练 1.CD解析运动的实物粒子具有波粒二象性，对子弹来说，其 第五章原子核 德布罗意波长很短，很难表现出波动性，子弹的波动性对射 击的准确性没有任何影响，选项C、D正确，A、B错误， 第1节原子核的组成 2.C 层罚由入=合，又公=2m,所以热中子动能民= 课前·教材预案 之=4X10」，选项C正确 【教材梳理】 2 知识点一 3.AD解粝物质波，又称德布罗意波，是概率波，指空间中某 L.贝克勒尔 ,点某时刻可能出现的概率，其中概率的大小受波动规律的支 2.射线放射性射线 配，亮条纹是电子到达概率大的地方，选项A正确：电子是 3.大于小于或等于 实物粒子，这两个实脸是以电子是实物粒子为依据的，衍射 知识点二 与千涉是波特有的现象，所以电子束的衍射图样证实了德布 1.(1)氦(3)电离 罗意物质波的假设是正确的，说明实物粒子具有波动性，选 2.(1)电子流(3)铝板 项B错误，D正确：由题干可知，图像为电子衍射和双缝干涉 3.(1)电磁波(2)铅板 图样，不能说明光子具有波动性，选项C错误. 知识点三 章末复习方案 1.a粒子 2.卢瑟福查德威克 章末·真题演练 3.质子中子核子 命题视角一 5.质子数中子数同一位置 1.C解析光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电 【自主检测】 效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值Ek=Ue十 1.(1)/ (2)X(3)×(4)× hv一hv上，可知Em-U图像的斜率相同，均为e:截止频率越 2.y射线减少 大，则图像在纵轴上的截距越小，由以<可知，选项C 课堂·深度探究 正确。 【情境导学】 2.AC解析光的频率=、，选项A正确：光子的能量E= 答系甲带负电，乙不带电，丙带正电. [例题1]ACD解析由三种射线的本质和特，点可知，a射线贯 -经，选项B错误：无子的功量=冬，选项C正确：在时间 穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住阝射线和Y射 1内激光器发射的光子最m是-，选项D错泥 线，选项A正确；Y射线是一种电磁波，不是中子流，选项B E hc 错误；三种射线中。射线电离作用最强，选项C正确：B射 命题视角二 线是高速电子流，来源于原子核，选项D正确. 1.D解析由德布罗意波长=么可知，质子的波长与动量成 变式1门D解析①射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力 较差，所以①射线是α射线，Q射线是高速运动的氦核流，它 反比，而动量与动能关系为p=√②mE伍，选项A错误：只有 的穿透能力差，电离作用最强，选项B错误；②射线的穿透 黑体辐射才只与温度有关，一般物体的热辐射除了与温度有 能力较强，很容易穿透纸，说明它是B射线，3射线是高速电 关，还与物体的材料和表面情况有关，选项B错误：光电效应 子流，3射线来自原子核，不是来自原子核外的电子，远项A 实验中的栽止频率是指使金属恰好发生光电效应时入射光 错误：③射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板， 的频率，即v=W,只与金属的逸出功W有关，选项C错误； 所以③射线是Y射线，Y射线的电离作用更弱，穿透能力更 衍射是波的特性，所以电子束穿过铝箔的衍射图样说明电子 强，它是能量很高的电磁波，选项C错误，D正确， 具有波动性，选项D正确。 【情境导学】 2.B解析在光的双缝千涉实验中，减小光的强度，让光子通 答系（口）说明质子是原子核的组成部分， 过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时 (2)说明原子核中除了质子外还有其他粒子， 间，仍然发现相同的干涉条纹，这表明光的波动性不是由光 [例题2]解析(1)镭核中的质子数等于原子序数，故质子数为 子之间的相互作用引起的，选项A错误：玻尔第一次将量子 88,中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即 观念引入原子领城，提出了定态和跃迁的概念，选项B正确； V=A-Z=226-88=138. ·188·