第四章 原子结构和波粒二象性【A卷 达标卷】-2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选择性必修第三册）

2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第四章 原子结构和波粒二象性 （A卷•考点达标卷） （考试时间：30分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第4章。 一、单选题 1．关于电子的发现，下列叙述中正确的是（　　） A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的 B．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 C．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷 D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的 2．关于黑体与黑体辐射，下列说法错误的是（　　） A．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 C．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍 3．条码技术出现于20世纪40年代，现已成为获取物品信息的重要途径。某款条形码扫描探头工作原理图如图所示，打开扫描探头，发光二极管发出红光，将探头对准条形码，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号。下列说法正确的是（　　） A．扫描探头的工作原理说明光具有波动性 B．仅将发光二极管换为发蓝光，一定能发生光电效应 C．若发光强度降低，则光电子的最大初动能减小 D．若扫描探头在条形码上快速移动，可能来不及发生光电效应 4．内蒙古包头市被称为“世界绿色硅都”，其制造的光伏发电板销往世界各地。光伏发电的原理为光电效应。当光照射晶片时，晶片中的电子变为光电子，与正电荷分开，分布于两个区域，形成电势差发电。关于光伏发电下列说法正确的是（　　） A．输入的光子能量完全转化为光电子的能量 B．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比 C．光电子与正电荷分开过程中，光电子的电势能增加 D．电子吸收红光后的最大初动能比吸收紫光后的最大初动能大 5．如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 6．上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光分别照射金属材料甲、乙，得到遏止电压随频率变化的图像如图所示。已知金属甲、乙的逸出功分别为、；用同一种光分别照射金属甲、乙时，甲、乙逸出光电子的最大初动能分别为、，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 7．爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　 A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 8．在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲、丙两种光，甲的光照强度更大 B．甲、丙两种光，甲所产生光电子的最大初动能较大 C．甲光的频率大于乙光的频率 D．乙光的波长大于丙光的波长 9．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动径迹。在粒子从运动到，再运动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能先增大后减小 B．电势能先减小后增大 C．静电力先做负功后做正功，总功等于0 D．加速度先变小后变大 10．我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，氢原子钟通过氢原子能级跃迁而辐射的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，已知可见光光子的能量范围，则下列说法正确的是（　　） A．处于第能级的氢原子向下跃迁时最多发出种不同频率的光子 B．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 C．氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能减小，原子的电势能增大 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子是可见光光子 11．根据法国物理学家德布罗意的研究，实物粒子的物质波波长与动量p之间的关系式为，若以下几个粒子的速率均为（为光在真空中传播的速度），则其中物质波波长最大的是（　　） A．中子 B．质子 C．电子 D．粒子 二、多选题 1．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．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同 2．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是（　　） A．使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子的作用力 B．使α粒子产生偏转的力是库仑力 C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进 D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子 3．在人类对微观世界进行探索的过程中，发现了大量非常重要的规律，如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，则（　　） A．a、b、c三种光中，a光光子能量最大 B．a、b、c三种光中，b光波长最大 C．a、b、c三种光在真空中a光速度最小 D．用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属也一定能产生光电效应 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第四章 原子结构和波粒二象性 （A卷•考点达标卷） （考试时间：30分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第4章。 一、单选题 1．关于电子的发现，下列叙述中正确的是（　　） A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是可以再分的 B．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 C．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷 D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的 【答案】D 【详解】A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的，A错误； B．原子的核式结构是卢瑟福通过粒子的散射实验才提出的，B错误； C．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，C错误； D．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的，D正确。 故选D。 2．关于黑体与黑体辐射，下列说法错误的是（　　） A．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射 B．一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 C．黑体辐射随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍 【答案】B 【详解】A．能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体，故A正确； B．温度越高，一般物体辐射越强，所以一般物体辐射电磁波的强度按波长的分布与温度有关，故B错误； C．温度越高，则黑体辐射越强，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确； D．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍，故D正确。 本题选错误的，故选B。 3．条码技术出现于20世纪40年代，现已成为获取物品信息的重要途径。某款条形码扫描探头工作原理图如图所示，打开扫描探头，发光二极管发出红光，将探头对准条形码，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号。下列说法正确的是（　　） A．扫描探头的工作原理说明光具有波动性 B．仅将发光二极管换为发蓝光，一定能发生光电效应 C．若发光强度降低，则光电子的最大初动能减小 D．若扫描探头在条形码上快速移动，可能来不及发生光电效应 【答案】B 【详解】A．扫描探头的工作原理说明光具有粒子性，故A错误； B．仅将发光二极管换为发蓝光，频率变高，一定能发生光电效应，故B正确； C．根据爱因斯坦光电效应方程光电子的最大初动能与发光的频率有关，发光强度变弱时，发光频率不变，最大初动能不变，故C错误； D．光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故D错误。 故选B。 4．内蒙古包头市被称为“世界绿色硅都”，其制造的光伏发电板销往世界各地。光伏发电的原理为光电效应。当光照射晶片时，晶片中的电子变为光电子，与正电荷分开，分布于两个区域，形成电势差发电。关于光伏发电下列说法正确的是（　　） A．输入的光子能量完全转化为光电子的能量 B．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比 C．光电子与正电荷分开过程中，光电子的电势能增加 D．电子吸收红光后的最大初动能比吸收紫光后的最大初动能大 【答案】C 【详解】A．由光电效应方程，光电子的最大初动能等于光子的能量减去逸出功，故输入的光子能量并没有完全转化为光电子的能量，故A错误； B．由光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光子的频率是一次函数关系，不成正比，故B错误； C．光电子与正电荷分开过程中，克服静电力做功，光电子的电势能增加，故C正确； D．因为紫光的频率大于红光的频率，由光电效应方程，可知电子吸收红光后的最大初动能比吸收紫光后的最大初动能小，故D错误。 故选C。 5．如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 【答案】C 【详解】A．电效应中产生的电子称作光电子，是阴极上的电子吸收了光子的能量，从而脱离阴极板的束缚，运动到A极板，故A错误； B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了微粒说，故B错误； C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中，正向电压逐渐增大，电流表示数可能一直在增大，也可能先增大后不变，故C正确； D．将电源正负极反接，光电子仍然会从金属板中逸出，只不过做减速运动，有可能到达另一侧极板，也有可能到达不了另一个极板，D错误。 故选C。 6．上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光分别照射金属材料甲、乙，得到遏止电压随频率变化的图像如图所示。已知金属甲、乙的逸出功分别为、；用同一种光分别照射金属甲、乙时，甲、乙逸出光电子的最大初动能分别为、，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．根据光电效应方程；因为；联立整理得 可知图像纵截距绝对值；结合图像可知乙的纵截距绝对值大，则；故A正确，B错误； CD．如果用频率的光照射两种金属，根据光电效应方程，当相同的频率入射光时，则逸出功越大的，其光电子的最大初动能越小，因此Ek甲＞Ek乙 故选A。 7．爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　 A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 【答案】D 【详解】A．由于红光的频率较小，所以在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板不一定有光电子飞出，故A错误； B．当达到饱和电流时，增大正向电压，则光电流不变，故B错误； C．金属的逸出功与入射光的频率无关，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 所以该图线的斜率为普朗克常量，故D正确。 故选D。 8．在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲、丙两种光，甲的光照强度更大 B．甲、丙两种光，甲所产生光电子的最大初动能较大 C．甲光的频率大于乙光的频率 D．乙光的波长大于丙光的波长 【答案】A 【详解】AB．根据光电效应方程；根据动能定理；联立解得 由图可知甲光、丙光的遏止电压相等，所以甲光、丙光的最大初动能相等，频率也相等，又由图可知甲光的光电流比丙光的大，所以甲光的光照强度比丙光大，故A正确，B错误； C．由图可知乙光的遏止电压大于甲光的遏止电压，根据 可知乙光的频率大于甲光、丙光的频率，根据 可知乙光的波长小于甲光、丙光的波长，故CD错误。 故选A。 9．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动径迹。在粒子从运动到，再运动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能先增大后减小 B．电势能先减小后增大 C．静电力先做负功后做正功，总功等于0 D．加速度先变小后变大 【答案】C 【详解】ABC．根据卢瑟福提出的原子的核式结构模型可知，原子核集中了原子的全部正电荷，即原子核外的电场分布与正点电荷的电场类似。合力方向指向运动轨迹的凹侧，根据粒子从运动到的运动轨迹，可知静电力做负功，粒子动能减小，电势能增大；从运动到，静电力做正功，粒子动能增大，电势能减小；、在同一条等势线上，则静电力做的总功等于0。故AB错误，C正确； D．等势线密集的位置场强比较大，则、、三点的电场强度大小的关系，场强越大则所受电场力越大，粒子加速度越大，故粒子的加速度先变大后变小，故D错误。 故选C。 10．我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，氢原子钟通过氢原子能级跃迁而辐射的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，已知可见光光子的能量范围，则下列说法正确的是（　　） A．处于第能级的氢原子向下跃迁时最多发出种不同频率的光子 B．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 C．氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能减小，原子的电势能增大 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子是可见光光子 【答案】B 【详解】A．根据可知大量处于第能级的氢原子向下跃迁时最多发出种不同频率的光子，故A错误； B．处于能级的氢原子发生电离需要吸收的能量为，已知可见光光子的能量范围，由于紫外线的光子能量大于可见光的光子能量，所以处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离，故B正确； C．氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能增大，原子的电势能减小，故C错误； D．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子能量为 可知氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子不是可见光光子，故D错误。 故选B。 11．根据法国物理学家德布罗意的研究，实物粒子的物质波波长与动量p之间的关系式为，若以下几个粒子的速率均为（为光在真空中传播的速度），则其中物质波波长最大的是（　　） A．中子 B．质子 C．电子 D．粒子 【答案】C 【详解】根据动量的概念可知；故有；由于粒子的速度相同，电子的质量小于质子的质量，中子质量与质子质量相差不大，粒子的质量最大，大约为质子质量的4倍，故电子波的波长最大。 故选C。 二、多选题 1．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．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同 【答案】CD 【详解】AB．无论温度高低，黑体都会产生各种波长电磁波，故AB错误； C．同一波长的辐射强度随着温度的升高而增强，故C正确； D．辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同，故D正确。 故选CD。 2．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是（　　） A．使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子的作用力 B．使α粒子产生偏转的力是库仑力 C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进 D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子 【答案】BCD 【详解】AB．原子核带正电，与α粒子之间存在库仑力，α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故A错误，B正确； CD．原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D正确。 故选BCD。 3．在人类对微观世界进行探索的过程中，发现了大量非常重要的规律，如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，则（　　） A．a、b、c三种光中，a光光子能量最大 B．a、b、c三种光中，b光波长最大 C．a、b、c三种光在真空中a光速度最小 D．用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属也一定能产生光电效应 【答案】AB 【详解】A．由图可知，，， 所以；则，；故A正确； B．根据可知；故B正确； C．a、b、c三种光在真空中传播速度均相同，故C错误； D．由于c光光子能量大于b光光子能量，所以用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属不一定能产生光电效应，故D错误。 故选AB。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$