第十五章 课时跟踪练68　原子结构和波粒二象性-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（云南专版）

课时跟踪练68　原子结构和波粒二象性 基础应用练 1．(2022·湖南卷)关于原子结构和微观粒子的波粒二象性，下列说法正确的是 (　　) A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C．光电效应揭示了光的粒子性 D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性 C　解析：玻尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱，但不足之处是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不能完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；光电效应揭示了光的粒子性，C正确；电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。 2．(2024·湖南卷)量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是 (　　) A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 B　解析：普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，A错误；产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，B正确；石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据λ＝可知波长变长，C错误；德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，D错误。 3．下列说法正确的是 (　　) A．光的波动性是多个光子之间的相互作用引起的 B．利用α粒子散射实验可以估计原子半径的大小 C．入射光子与晶体中的电子碰撞后，光子的频率将发生变化 D．在光电效应中，逸出功的大小由入射光的频率和光电子的最大初动能决定 C　解析：光的波动性是光的属性，与光子之间的相互作用无关，A错误；用α粒子散射实验可以估计原子核半径的大小，不能估计原子半径的大小，B错误；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给了电子，能量减小，由E＝hν可知，光子的频率发生变化，C正确；金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率无关，D错误。 4．(经典高考题)下列说法正确的是 (　　) A．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B．玻尔第一次将“量子”观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 B　解析：在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，A错误；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，B正确；光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，C错误；α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角变小，D错误。 5．(经典高考题)在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得了正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是 (　　) D　解析：发现原子具有核式结构的是卢瑟福的α粒子轰击金箔发生散射的实验，D正确。 素养提升练 6．用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J。已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s，真空中的光速为3×108 m·s-1。因此能使锌板产生光电效应的单色光的最低频率约为 (　　) A．1×1014 Hz B．8×1014 Hz C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz B　解析：设单色光的最低频率为ν0，由Ek＝hν－W0可知，Ek＝hν1－W0，0＝hν0－W0，因为ν1＝，整理得ν0＝－，代入数据解得ν0≈8×1014 Hz，B正确。 7．(2023·新课标卷)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s，元电荷e＝1.60×10-19 C) (　　) A．103 Hz B．106 Hz C．109 Hz D．1012 Hz C　解析：铯原子利用的两能级的能量差量级对应的能量为ε＝10-5 eV＝10-5×1.6×10-19 J＝1.6×10-24 J，由光子能量的表达式ε＝hν可得，跃迁发射的光子的频率量级为ν＝＝ Hz≈2.4×109 Hz，跃迁发射的光子的频率量级为109 Hz，C正确。 8．(2023·浙江1月选考)被誉为中国天眼的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η(η＜1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子，普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为 (　　) A． B． C． D． A　解析：设天体发射频率为ν的光子的功率为P，可知Pt××η＝Nhν，其中t＝1 s，解得P＝，A正确。 9．(2023·山东卷)梦天号实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为 (　　) A．ν0＋ν1＋ν3 B．ν0＋ν1－ν3 C．ν0－ν1＋ν3 D．ν0－ν1－ν3 D　解析：原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ时有EⅡ－EⅠ＝hν0，且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I的过程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，解得ν2＝ν0－ν1－ν3，D正确。 10．(经典高考题)已知普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s，电子的质量为9.11×10-31 kg，一个电子和一滴直径约为4 μm的油滴具有相同动能。则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为 (　　) A．10-8 B．106 C．108 D．1016 C　解析：根据德布罗意波长公式λ＝，p＝，解得λ＝；电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有＝，且m油＝ρ·＝0.8×103××3.14×(4×10-6)3 kg≈2.7×10-14 kg，解得＝≈1.7×108，C正确。 11．利用图甲所示的实验装置测量遏止电压U与入射光频率ν的关系。若某次实验中得到如图乙所示的U－ν图像，已知普朗克常量h，则 (　　) A．电源的左端为正极 B．K极金属的逸出功为hν1 C．增大入射光的强度，遏止电压增大 D．滑动变阻器滑片移至最左端，电流表示数为零 B　解析：测量遏止电压U与入射光频率ν的关系时，A、K之间应加反向电压，使光电子受到的电场力指向阴极，则A应与电源负极相连，所以电源的左端为负极，A错误；由题图乙可知，K极金属的截止频率为ν1，所以逸出功为W0＝hν1，B正确；根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理综合可得eUc＝Ekm＝hν－W0，由上式可知遏止电压与入射光强度无关，与入射光频率有关，只有增大入射光频率时遏止电压才增大，C错误；滑动变阻器滑片移至最左端，反向电压为零，光电子可以到达阳极形成光电流，电流表示数不为零，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$