第4章 原子结构和波粒二象性 真题演练-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版 江苏专用）

第四章 黑题 真题体验 考点1普朗克黑体辐射理论 1.*(江苏高考)“测温枪”（学名“红外线辐 射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便 等优点.它是根据黑体辐射规律设计出来的， 能将接收到的人体热辐射转换成温度显示若 人体温度升高，则人体热辐射强度1及其极大 值对应的波长入的变化情况是 A.I增大，入增大 B.I增大，入减小 C.I减小，入增大 D.I减小，入减小 2.*(2023·浙江高考)》 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 的N个光子.普朗克常量为h,则该天体发射 频率为v的光子的功率为 ( A. 4NL2hv 2NL2hv B Rn R2n C.nihv D. nL2hv 5 4R2N 2R2N 考点2光电效应 3.*新考法（2025·山东高考)在光电效应实 验中，用频率和强度都相同的单色光分别照 射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所 示，关于光电子最大初动能E,的大小关系正 确的是 3金属编号 -1 回 选择性必修第三册黑： 题演练 本 限时：40min A.Ex>E>Ek B.E>Ek>Ex C.Ea>E>E D.E>En>E *★(2024·海南高考)利用如图所示的装置 研究光电效应，闭合单刀双掷开关，使S接1， 用频率为1的光照射光电管，调节滑动变阻 器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的 示数为U,已知电子电荷量为e,普朗克常量 为h,下列说法正确的是 ) 2 A.其他条件不变，增大光强，电压表示数增大 B.改用比y,更大频率的光照射，调整电流表 的示数为零，此时电压表示数仍为U C.其他条件不变，使开关S接2，电流表示数 仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率。=”九 el, *(2025·江苏高考)江门中微子实验室使 用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效 应捕捉中微子信息.光电倍增管阴极金属材料 的逸出功为W。,普朗克常量为h (1)求该金属的截止频率o; (2)若频率为v的入射光能使该金属发生光 电效应，求光电子的最大初动能E: 白题74 考点3氢原子光谱 6.*(2024·浙江高考)氢原子光谱按频率展 开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末 公式R分是)，a=3,45,6用具。和其 光进行如下实验研究，则 H.H A.照射同一单缝衍射装置，H。光的中央明条 纹宽度宽 B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃 砖，H。光的侧移量小 C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长 度上H,光的平均光子数多 D.相同光强的光分别照射同一光电效应装 置，H光的饱和光电流小 7.*(2025·甘肃高考)利用电子与离子的碰 撞可以研究离子的能级结构和辐射特性.He 离子相对基态的能级图（设基态能量为0）如 图所示.用电子碰撞He离子使其从基态激发 到可能的激发态，若所用电子的能量为 50eV,则He*离子辐射的光谱中，波长最长的 谱线对应的跃迁为 EleV 51.02 48.37 40.81 0(基态) A.n=4→n=3能级 B.n=4→n=2能级 C.n=3→n=2能级 D.n=3→n=1能级 8.整(2023·山东高考)“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 第四章黑 级体系，原子吸收频率为。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，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 为的光子回到基态.该原子钟产生的钟激 光的频率v2为 钟激光 A.vo+vi+v3 B.vo+v1-v3 C.vo-v1+v3 D.vo-v1-V3 考点4物质波理论 *(2025·浙江高考)一束高能电子穿过铝 箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的 电子衍射图样则 A.该实验表明电子具有粒子性 B.图中亮纹为电子运动的轨迹 C.图中亮纹处电子出现的概率大 D.电子速度越大，中心亮斑半径越大 0.**(2025·陕晋青宁卷)我国首台拥有自 主知识产权的场发射透射电镜TH一F120实 现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了 高速电子束波长远小于可见光波长的物理 性质.一个静止的电子经100V电压加速后， 其德布罗意波长为入，若加速电压为10kV, 不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为 A.100入 B.10入 c 白题753.B解析：A.某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明 此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频率更小的光不 能发生光电效应，A错误；B.由光电效应方程E,=v-W。可 知频率越大最大初动能越大，换用频率更小的光，最大初动 能小于E,B正确；C.频率不变，则小于乙金属的截止频率， 乙金属不会发生光电效应，C错误；D.由E,=hw-W。可知频 率不变，最大初动能不变，D错误故选B. 4.B解析：A.在激光冷却中体现了光的粒子性，故A错误： 且根据德布罗意波长公式有A=办=，可得-个光子的动 p。 量为pg,根据动量守恒有mn,=m,所以原子吸收第 一个光子后速度的变化量为△如=，-，=-他， mc,故B正确， C.由动量守恒，每个光子的动量相同，所以原子每吸收一个 光子后速度改交量相同，故C错误，D,原子吸收密个光子 mcvo hu =mv 后，根据动量守恒有mo-仰。=m2,即m0hm c 解得2=0，故D错误故选B. 5.B解析：大量氢原子从n=4的高能级向低能级跃迁，共辐 射出6种不同种类的光子，其对应的能量如图所示. 0.66eV EleV 2.55eV1.89eV -3.4 12.75eV 12.09eW 10.2eV 1 -13.6 钙金属的逸出功为3.2eV,氢原子从n=4能级跃迁到n=1 能级、从n=3能级跃迁到n=1能级、从n=2能级跃迁到n= 1能级可以使金属钙发生光电效应.故选B. 6.B解析：A.图乙中的a光遏止电压比b光小，根据Ue= 2m=v-W意功可知，6光频率大，对应的氢原子跃迁的能 级差最大，则b光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的， 选项A错误；B.图乙中的b光光子能量为E。=E4-E,= (-0.85eV)-(-13.6eV)=12.75eV,选项B正确；C.使处于 第3能级的氢原子电离需要的最小能量为1.51eV,则动能 为1eV的电子不能使处于第3能级的氢原子电离，选项 C错误：D.因a光子对应着从第3能级到基态的跃迁，该光 能使光电管发生光电效应；比a光能量稍小的跃迁对应于从 第2能级到基态的跃迁，该跃迁放出能量为10.2eV,但是该 光不能使光电管发生光电效应，可知阴极金属的逸出功大于 10.2eV,不可能为6.75eV,选项D错误.故选B. 7.(1)见解析(2)见解析 参考答案与解析 解析：(1)装置中用来模拟α粒子的为小钢球，装置中用来 模拟原子核半径的部分为装置中的凸起部分.从该模拟实验 中可以观察到的现象：大部分钢球沿原轨道做直线运动，小 部分偏离发射方向做曲线运动但偏角较小，极少部分被反弹 回来.（2)不能将“原子核模型仪”改成圆柱状，如果改成圆柱 状，小球与圆柱碰撞后都做偏折方向不同的直线运动，与α粒 子散射实验现象不符合 8.(1hv-@U,(2)oU,teU.(3)Nbr 解析：(1)依题意，变阻器的滑片B向左移至α时，加在光电 管两端的电压为反向电压，此时微安表示数恰好变为零，可 得电子从K极射出时的最大初动能为Em=eU,=hw-W。,得 阴极材料的逸出功W。=hw-eU1; (2)当滑片B向右移至b时，微安表的示数达最大值，电压 表的示数为U2,根据功能关系可得，此时电子到达A极时的 最大动能为E,=eU1+eU2; (3)根据n=,=为e,解得 Nhv 第四章 真题演练 黑题 真题体验 1.B解析：黑体辐射的实验规律如图所示： +辐射强度 A1700K 1500K 13Q0K 1Q0 02 4入/um 特点是随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，所以 人体热辐射的强度1增大：随着温度的升高，辐射强度的峰 值向波长较短的方向移动，所以入减小故选B. 2.A解析：设天体发射频率为v光子的功率为P,由题意可知 X7=M,其中1=1s,解得P=W,故选A Rn 3.B解析：根据光电子最大初动能与遏止电压的关系E,三 eU。,根据图像有U2>Uc3>U1,故Ea>E3>E1,故选B. 4.D解析：A.当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方 程eU1=hm,-W。知，其他条件不变时，增大光强，电压表的示 数不变，故A错误；B.若改用比”1更大频率的光照射时，调 整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变 大，即此时电压表示数大于U,故B错误：C.其他条件不变 时，使开关S接2，此时hw1>W。,可发生光电效应，故电流表 示数不为零，故C错误；D.根据爱因斯坦光电效应方 程eU,=hy,-W。,其中W。=hm。,联立解得，光电管阴极材料 黑白题33 el 的截止频率为，=，方，故D正确故选D, 、W0 5.(1) (2)hv-Wo 解析：(1)根据题意，由光电效应方程有Ek=h。-W。 Wo 当E,=0时，可得该金属的截止频率，=元 (2)根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动能 为Ekm=hw-Wo 6.C解析：A.根据巴耳末公式可知，H,光的波长较长，波长 越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装 置，H,光的中央明条纹宽度宽，故A错误B.H,光的波长 较长，根据∫=。可知H,光的频率较小，则H,光的折射率 较小，在平行玻璃砖的偏折较小，H,光的侧移量小，故B错 误；C.H,光的频率较小，H,光的光子能量较小，以相同功率 发射的细光束，H,光的光子数较多，真空中单位长度上H 光的平均光子数多，故C正确；D.若H。、H,光均能发生光电 效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，H光的频 率较小，H,光的光子能量较小，H,光的光子数较多，则H, 光的饱和光电流大，H。光的饱和光电流小，故D错误故 选C. 第五章 第1节原子核的组成 、白题 基础过关 1.D解析：原子核的天然放射现象说明原子核有复杂的结 构，故选D. 2.C解析：A.贝克勒尔发现天然放射现象，故A错误；B.天 然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是说明原子是 可以再分的，故B错误；C.原子序数大于83的元素，都具有 放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射 性，故C正确：D.放射性元素的放射性由原子核内部因素决 定，即与元素的种类有关，与温度无关，故D错误故选C. 3.D解析：A.天然放射现象中有三种射线，其中y射线穿透 力最强，a射线的电离能力最强，A错误；BD.B衰变的实质 是原子核内的一个中子转化成一个质子并放出一个电子，释 放出的电子就是B粒子，所以B粒子不可能是核外电子， B错误，D正确；C.在原子核发生衰变过程中，原子核释放出 α粒子或B粒子后生成新的原子核，新原子核由高能级跃迁 至低能级释放出γ射线，即γ射线是原子核跃迁发光产生 的，不可能是原子发光产生的，C错误故选D. 选择性必修第三册 7.C解析：根据题意可知，用能量为50eV的电子碰撞He离 子，可使He*离子跃迁到n=3能级和n=2能级，由△E=Em En=hm=hC可知，波长最长的谱线对应的跃迁为n=3→ 入 n=2能级.故选C. 8.D解析：原子吸收频率为”。的光子从基态能级I跃迁至激 发态能级Ⅱ时有E1-E1=hw。,且从激发态能级Ⅱ向下跃迁 到基态I的过程有Em-E1=hw,+hv2+h,联立解得”2=v。 1-3,故选D. 9.C解析：A.该实验表明电子具有波动性，A错误；BC.根据 “概率波”特点可知，图中亮纹处电子出现的概率大，亮纹处 并非电子运动的轨迹，B错误，C正确；D.根据物质波的表达 式有入=么=么，可知电子的速度越大，其物质波波长变短， p mv 衍射现象越不明显，则中心亮斑半径越小，D错误.故选C. 10.C解析：设电子经过电压加速后速度大小为v,由动能定 理得eU= 2m0,电子的动量大小为p=mm,电子的德布罗 意波长为入=么，联立解得A= h 一，因为U”:U=100: p √2meU 1,可解得X'=10入，C正确，ABD错误故选C 原子核 4.C解析：y粒子不带电，在磁场中不会偏转：B粒子是带负 电的电子流，运动过程当中半径逐渐减小，根据左手定 则，应在图示的磁场中向上逆时针旋转，C正确，ABD错 误.故选C. 5.D解析：根据质量数=质子数+中子数，可知该原子核的质 量数为210，质子数为83，则中子数为127，而质子与中子统 称为核子，则核子数为210，但由于不知道该粒子的电性，因 此不能确定核外电子数故选D. 6.A解析：任意一种元素的几种同位素，具有相同的质子数 核电荷数和核外电子数，且化学性质相同，但质量数（核子 数)和中子数都不相等.故选A. 7.（1)均为117均为117(2)293294(3)贺Xx 解析：(1)元素的原子序数等于该元素原子核的核电荷数， 等于核内质子数故117号元素的核电荷数和核内质子数均 为117，原子呈中性.故核外电子数等于核内质子数，也为 117.（2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和，故该元 素中子数为176的原子核的质量数为117+176=293，中子数 为177的原子核的质量数为117+177=294.(3)元素符号一 般用X表示，其中A表示质量数，Z表示核电荷数，由前两 黑白题34