第16章 微练84 波粒二象性 物质波 原子结构 玻尔理论(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

微练84　波粒二象性　物质波　原子结构　玻尔理论 　 一、选择题(1~8题为单项选择题,9题为多项选择题) 1.原子核由质子和中子组成,原子核的直径大小可能落在下列尺标图的哪个区间(B) A.A　　　B.B　　　C.C　　　D.D 解析　原子核极小,它的直径在10-15~10-14 m之间,体积只占原子体积的几千亿分之一,B项正确。 2.(2025·佛山模拟)如图所示是α粒子散射实验的示意图,①②③④四条轨迹分别对应4个α粒子与原子核相互作用时的运动路径。已知α粒子的入射速度都相等,散射后的速度大小等于初速度大小,则4个α粒子在散射过程中受到原子核冲量最大的是(D) A.①　　　 B.②　　　 C.③　　　 D.④ 解析　散射角度大的α粒子动量变化大,所以受到原子核的冲量也大,所以4个α粒子在散射过程中受到原子核冲量最大的是④,D项正确。 3.物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,部分波长发生改变,这个现象称为康普顿效应,我国物理学家吴有训进一步证实了该效应的普遍性。如图所示,一个光子和一个静止的电子相互碰撞后,电子向某一个方向运动,光子沿另一个方向散射出去,下列说法正确的是(C) A.散射光子的速度变小 B.散射光子的速度可能变大 C.散射光子的频率变小 D.散射光子的波长变短 解析　散射后的光子速度不变,但能量减小,根据ε=hν可知光子的频率变小,根据c=λν可知光子的波长变长,C项正确。 4.(2025·湛江模拟)大量电子经过同一电场加速后通过两个相互平行的狭缝,在接收屏上得到图示的干涉条纹,要使条纹间距增加,下列方法可行的是(A) A.减少电场的电压 B.增大电场的电压 C.增大两狭缝中心间的距离 D.减小狭缝到接收屏的距离 解析　电子经过同一电场加速过程,根据动能定理有eU=mv2,电子的动量p=mv,电子的德布罗意波长λ=,解得λ=,加速电压越大,电子的德布罗意波长越短,加速电压越小,电子的德布罗意波长越长,类比双缝干涉公式Δx=λ,要使条纹间距增加,可以减少电场的电压,A项正确,B项错误;结合上述可知,增大两狭缝中心间的距离时,条纹间距减小,C项错误;结合上述可知,减小狭缝到接收屏的距离时,条纹间距减小,D项错误。 5.1927年,G·P·汤姆孙等人用实验证明了德布罗意的假说,即实物粒子也具有波动性。他们用200 V的电压加速电子使其获得动能。已知电子的电荷量是1.6×10-19 C,质量是0.91×10-30 kg,普朗克常量为6.6×10-34 J·s。据此可计算该实验中电子加速后波长的数量级是(C) A.10-19 B.10-15 C.10-11 D.10-8 6.如图所示,巴尔末由氢原子在可见光区的四条谱线Hα,Hβ,Hγ,Hδ,总结出巴尔末系谱线波长公式:=R∞,n=3,4,5,6…。其中<<<,且Hα为红光,Hδ为紫光,下列说法正确的是(C) A.Hα对应的是电子从n=5能级向n=2能级跃迁所释放光的谱线 B.四条谱线中Hα谱线所对应的光子的能量最高 C.大量处于同一能级的氢原子要能够发出这四条谱线,必须使得原子所处的能级n≥6 D.氢原子从n=6能级向n=3能级跃迁时能辐射紫外线 解析　根据巴尔末系谱线波长公式=R∞,Hα对应的谱线波长最长,是电子从n=3能级向n=2能级跃迁所释放光的谱线,A项错误;Hα对应的谱线能级差最小,辐射光子能量最低,B项错误;Hδ对应的是电子从n=6能级向n=2能级跃迁所释放光的谱线,故n≥6,C项正确;根据氢原子跃迁理论从n=6向n=3跃迁时,则=R∞,其对应波长λ大于Hα的波长,属于红外线,D项错误。 7.如图所示为氢原子的能级示意图。已知氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的电磁波的波长为λ1,从n=3能级跃迁到n=2能级辐射的电磁波的波长为λ2,从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的电磁波的波长为λ3。下列关系式正确的是(C) A.λ1=λ3+λ2 B.λ3=λ1+λ2 C.=+ D.=+ 解析　根据跃迁条件,可得E3-E2=h,E2-E1=h,E3-E1=h,联立解得h+h=h,即=+,C项正确。 8.(2025·梅州模拟)透射电子显微镜使用高能电子作为光源,简称透射电镜。透射电镜工作时电子经过高压加速和强磁场聚焦后得到观察样品的像。已知显微镜的分辨率与使用光源(光子或电子)的波长成正比,普通光学显微镜分辨率为0.2 μm,电透镜能清晰地观察到直径2 nm的金原子。若光学显微镜使用的可见光平均波长为600 nm,动量大小为1.1×10-27 N·s,普朗克常量h=6.6×10-34 J·s。关于高能电子,下列说法正确的是(D) A.波长约为2 nm B.波长约为6×10-6 nm C.动量大小约为1.1×10-29 N·s D.动量大小约为1.1×10-25 N·s 解析　显微镜的分辨率与使用光源(光子或电子)的波长成正比,则0.2 μm=k600 nm ,2 nm=k·λ,解得λ=6 nm,A、B两项错误;根据p=可知p==1.1×10-25 N·s,C项错误,D项正确。 9.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱,其能级图如图所示。在氢原子光谱中,有不同的线系,其中最典型的是巴尔末系,是氢原子在跃迁时发出一系列不同波长的光,其波长可以用巴尔末公式=R(n=3,4,5,……)来计算,式中R为里德伯常量,下列说法正确的是(AC) A.如果大量氢原子处在n=3能级,能辐射出3种不同波长的光,其中波长最短的光是n=3能级向n=1能级跃迁时发出的 B.要使处于n=2激发态的氢原子电离,它需要吸收的能量至少为10.2 eV C.巴尔末公式只包含了氢原子的部分光谱线 D.巴尔末公式n=5时计算出的氢原子光谱的谱线是n=5能级向n=1能级跃迁造成的 解析　如果大量氢原子处在n=3能级,能辐射出3种不同波长的光,其中波长最短的光是n=3能级向n=1能级跃迁时发出的,A项正确;要使处于n=2激发态的氢原子电离,它需要吸收的能量至少为3.4 eV,B项错误;巴尔末公式只包含从高能级跃迁到第2能级时,放出的光子,因此只包含了氢原子的部分光谱线,C项正确;巴尔末公式n=5时计算出的氢原子光谱的谱线是n=5能级向n=2能级跃迁造成的,D项错误。 二、非选择题 10.一群氢原子处于n=4的能级状态,氢原子的能级图如图所示。 (1)氢原子可能发射几种频率的光子? (2)氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级时辐射光子的能量是多少电子伏? (3)用(2)中的光子照射下表中几种金属,哪些金属能发生光电效应?发生光电效应时,发射光电子的最大初动能是多少? 金属 铯 钙 镁 钛 逸出功W0/eV 1.9 2.7 3.7 4.1 解析　(1)由题意知氢原子可能发射=6种频率的光子。 (2)氢原子由n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量等于两能级间的能级差,即 ΔE=E4-E2=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV。 (3)由题意知,ΔE只大于铯的逸出功,故光子只有照射铯金属才能发生光电效应; 根据光电效应方程得,发射光电子的最大初动能为Ekm=hν-W0=2.55 eV-1.9 eV=0.65 eV。 答案　(1)6种　(2)2.55 eV　(3)金属铯　0.65 eV 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$