核心素养测评(第十六章 第1讲 原子结构和波粒二象性)-【优学精研】2026年高考物理一轮总复习教用课件

该高中物理高考复习课件聚焦原子结构与波粒二象性核心考点，依据高考评价体系梳理光电效应、能级跃迁、量子力学基础等考查要求，通过真题分析明确光电效应（占比约25%）、能级跃迁（占比约30%）等高频考点，归纳选择辨析、定量计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题训练与科学思维培养，如结合2024浙江选考真题剖析能级跃迁能量关系，通过光电效应方程推导强化科学推理，运用能量观念解析能级电离问题。特设易错点警示（如波粒二象性理解偏差），助力学生掌握得分技巧，教师可据此系统规划复习，提升备考效率。

核心素养测评　(40分钟　66分) 四十三　原子结构和波粒二象性 【基础巩固练】 1.(6分)电子是最早被发现的基本粒子,下列粒子不是电子的是(　　) A.阴极射线中的粒子 B.通电时金属导体中定向移动的粒子 C.探究原子结构中卢瑟福用来轰击金箔的粒子 D.发生光电效应时金属板上逸出的粒子 【解析】选C。阴极射线中的粒子是电子,A错误;通电时金属导体中定向移动的粒子是电子。B错误;探究原子结构中卢瑟福用来轰击金箔的粒子是α粒子,C正确;发生光电效应时金属板上逸出的粒子是电子,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2.(6分·多选)(2025·内蒙古适应性测试)如图,不带电的锌板经紫外线短暂照射后,其前面的试探电荷q受到了斥力,则 (　　) A.q带正电 B.q远离锌板时,电势能减小 C.可推断锌原子核发生了β衰变 D.用导线连接锌板前、后表面,q受到的斥力将消失 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选A、B。用紫外线短暂照射锌板时,锌板发生了光电效应,电子从锌板中逸出,锌板失去电子带正电,由于试探电荷q受到了斥力,故q带正电,故A正确; q远离锌板时,电场力做正功,电势能减小,故B正确;原子核发生β衰变是自发的, 故C错误;用导线连接锌板前、后表面,锌板仍带正电,则q受到的斥力不会消失, 故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3.(6分)(2024·长沙模拟)德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“Uber Quantenmechanik”的论文,世界上从此有了“量子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是(　　) A.普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律 B.爱因斯坦提出光子假说,并成功解释了遏止电压和光照强度有关 C.康普顿效应进一步证实了光的波动说 D.玻尔原子理论认为原子的能级是连续的,并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选A。普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律,A正确;爱因斯坦提出光子假说,并成功解释了在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关,B错误;光电效应证明光具有粒子性,康普顿效应进一步证明了光子具有动量,具有粒子特性,C错误;玻尔原子理论认为,氢原子只能处于一系列不连续的能量状态中,并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4.(6分)(物理学史)19世纪末至20世纪初是近代物理学发展的黄金时代。杰出物理学家们的研究成果直接推动了“近代物理学”的建立和发展。以下关于物理知识的描述哪一个是正确的(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.贝克勒尔发现了天然放射现象,图1为产生的三种射线在电场中偏转情况,其中③线代表的射线穿透能力最强 B.一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁,最多可以放出3种不同频率的光子 C.图3为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子发生碰撞,碰后散射光的波长变短 D.图4展示了α粒子散射实验的现象,据此现象,卢瑟福发现了质子和中子 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选B。 选项 过程分析 结论 A 贝克勒尔发现了天然放射现象,图1为产生的三种射线在电场中偏转情况,其中②线代表的是γ射线,穿透能力最强 × B 一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁,最多可以放出=3种不同频率的光子 √ C 图3为康普顿效应的示意图,入射光子与静止的电子发生碰撞,碰后散射光的波长变长 × D 图4展示了α粒子散射实验的现象,据此现象,卢瑟福提出了原子的核式结构模型 × 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5.(6分·多选)(2024·重庆选择考)我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线(如图),则(　　) A.Hα的波长比Hβ的小 B.Hα的频率比Hβ的小 C.Hβ对应的光子能量为3.4 eV D.Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选B、D。氢原子n=3与n=2的能级差小于n=4与n=2的能级差,则Hα与Hβ相比,Hα的波长大、频率小,A错误、B正确; Hβ对应的光子能量为:E=(-0.85) eV-(-3.40) eV=2.55 eV,C错误; 氢原子从基态跃迁到激发态至少需要能量E'=(-3.40) eV-(-13.60) eV=10.2 eV, Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6.(6分)(2025·成都模拟)氢原子能级跃迁可以帮助我们更好地理解宇宙的结构,并从中得到很多有价值的信息。大量氢原子处于n=4能级上,其能级图如图所示。下列关于这些氢原子能级跃迁过程中所发出的a、b、c三种光的说法,正确的 是(　　) A.用b光照射处于n=4能级的氢原子,氢原子会发生电离 B.b光光子的动量最大 C.相同条件下,a光最容易发生明显的衍射现象 D.在真空室中,c光的波长等于a、b两光波长之和 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选A。b光的光子能量为-0.85 eV-(-3.40) eV=2.55 eV>0.85 eV,故用b光照射处于n=4能级的氢原子,氢原子会发生电离,故A正确;由能级图可知,a光的频率最高,b光的频率最低,结合c=λν可知a光波长最短,b光波长最长,条件相同时,b光最容易发生明显的衍射现象,故C错误;结合光子动量p=可知,a光光子的动量最大,故B错误;根据题意有λa=,λb=,λc=,由图可知νa=νb+νc,则有=+,故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【综合应用练】 7.(6分)某同学研究光电效应的电路图如图所示,用波长为λ0的单色光照射阴极K,调节滑动变阻器的滑片,当电压表的示数为U时,电流表的示数恰好减小为零,已知该金属的逸出功为。再用波长为λ0的单色光重复上述实验,当电流表的示数又恰好减小为零时,电压表的示数为(　　) A.2U　　B.3U　　 C.4U　　D.5U 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选B。由爱因斯坦光电效应方程和遏止电压的功能关系可知 hν-W0=Ek=eUc,波长与速度关系为ν=,则有-=eU,-=eU',解得U'=3U。 故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8.(6分)(2024·衡水模拟)原子处于磁场中,某些能级会发生劈裂。如图甲,XX代表激发态1,X代表激发态2,G代表基态,由于能级劈裂,如图乙,X态劈裂为两支,分别为XH、XV两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②,劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥,下列说法正确的是(　　) A.①和③的能量相等 B.③的频率大于⑤的频率 C.③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和 D.若用④照射某种金属能发生光电效应,则用⑥照射也一定能发生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选C。因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差,由题图可知光子①、③对应的能量关系为E③<E①,A错误;由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为E③<E⑤,由光子能量E=hν,③的频率小于⑤的频率,B错误;XX态能级与基态能级差保持不变,故③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和,C正确;由光子能量E=hν和E④>E⑥,知用④照射某金属表面时能发生光电效应,可知E④大于此金属的逸出功W0,因E⑥<E④,则无法比较E⑥与W0的大小关系,故用⑥照射该金属不一定能发生光电效应,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.(6分)(2025·长沙模拟)一对正、负电子可形成一种寿命比较短的、称为“电子偶素”的新粒子。电子偶素中的正电子与负电子都以速率v绕它们连线的中点做圆周运动。假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素,电子的质量m、速率v和正、负电子间的距离r的乘积也满足量子化条件,即mvnrn=n,式中n称为量子数,可取整数值1、2、3、…,h为普朗克常量。已知静电力常量为k,电子质量为m、电荷量为e,当它们之间的距离为r时,电子偶素的电势能Ep=-,则关于电子偶素处在基态时的能量,下列说法中正确的是 (　　) A.　 B. C.- D.- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选D。设n=1时电子运转轨道半径为r1,此时正负电子间库仑力F=k 此库仑力作为向心力,F=m,由题中量子化理论可知,n=1时2mv1r1=,联立上式可得v1=,由题意可知,系统的电势能Ep=-k,每个电子动能Ek=m,系统的能量E=2Ek+Ep,联立可得E=-,故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10.(6分)(2024·浙江6月选考)玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示,处于n=3能级的原子向低能级跃迁,会产生三种频率为ν31、ν32、ν21的光,下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h,光速为c。正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.频率为ν31的光,其动量为 B.频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置,均产生光电子,其最大初动能之差为hν32 C.频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d,双缝到屏的距离为L的干涉装置,产生的干涉条纹间距之差为 D.若原子n=3跃迁至n=4能级,入射光的频率ν'34> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【解析】选B。由玻尔理论得hν31=E3-E1,频率为ν31的光其动量为p==,A错误;频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置,均产生光电子,其最大初动能分别为Ekm1=hν31-W逸出功,Ekm2=hν21-W逸出功,最大初动能之差为ΔEkm=hν31-hν21=hν32,B正确;频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d,双缝到屏的距离为L的干涉装置,根据条纹间距表达式Δx=λ=,产生的干涉条纹间距之差为Δs=-=(-)≠,C错误;若原子n=3跃迁至n=4能级,则E4-E3=hν'34,可得入射光的频率:ν'34=,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 【情境创新练】 11.(6分)(科技前沿)中山大学研制的宇宙射线缪子探测器由闪烁体和硅光电倍增器(SiPM)组成,其原理如图所示。当高能宇宙射线缪子穿过塑料闪烁体时,会激发闪烁体内的原子放出光子,光子进入硅光电倍增器后发生光电效应,可形成一定强度的电流信号输出。下列说法正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 A.宇宙射线缪子在穿过塑料闪烁体后能量不变 B.宇宙射线缪子使塑料闪烁体内的原子发生核反应放出光子 C.硅光电倍增器并不适用于所有频率的光子 D.硅光电倍增器中所有产生电子的初动能相同 【解析】选C。宇宙射线缪子在穿过塑料闪烁体后能量减小,A错误;宇宙射线缪子使塑料闪烁体内的原子发生能级跃迁放出光子,B错误;发生光电效应的条件是入射光的频率不小于金属的极限频率,所以硅光电倍增器并不适用于所有频率的光子,C正确;硅光电倍增器中所有产生的电子的初动能不相同,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $