第四章 原子结构和波粒二象性-【新课程暑假作业】2026年高二物理暑假作业

新课程作业 第 周 年月 ◇ 第四章原子结构和波粒二象性 梳理·建构 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 普朗克黑体辐射理论 黑体与黑体辐射 能量子： 本质： (1)存在 (2)存在 (最大初动能) 光电效应规律 (3)存在 1(4) 性 光电效应 爱因斯坦光电效应方程： 光子说：光子的能量 康普顿效应：光子的动量 光的波粒二象性 阴极射线 电子的发现 汤姆生的原子模型： 原子的核式结构 原子结构和波粒二象性 原子的核式结构 ∫α粒子散射 卢瑟福的原子模型： 连续谱 发射光谱 光谱 吸收光谱 →光谱分析 氢原子光谱 氢原子光谱的实验规律 经典理论的困难 (1)轨道量子化： 波尔的三个假设 (2)能量量子化： (3)能级跃迁： 波尔的原子模型 波尔理论对氢原子光谱的解释 波尔理论的局限性 粒子的波动性：物质波的频率： 波长： 量子力学的建立和应用 >52 高二物理 第 周 年 日 积累·整合（一） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 1.对黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况有影响的是() 梳理·建 A.温度 B.材料 C.表面状况 D.质量 2.能正确解释黑体辐射实验规律的是() A.能量的连续经典理论 B.普朗克提出的能量量子化理论 C.牛顿提出的能量微粒 D.以上说法均不正确 累整合 3.(多选)下列说法正确的有( A.微观粒子的能量变化是跳跃式的 B.能量子与电磁波的频率成正比 用·拓展 C.红光的能量子比绿光的大 D.电磁波波长越长，其能量子越大 4.(多选)黑体辐射的实验规律如图所示，图中画出了不同温度 1辐射强度 下，黑体辐射的强度与波长的关系，从图中可以看出() 1700 A.随温度的升高，各种波长的辐射强度都增加 ! B.随温度的升高，各种波长的辐射强度都减小 1500 C.随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D.随温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 、1300 5.关于对黑体的认识，下列说法正确的是（) 2 4 入/m A.黑体只吸收电磁波，不反射电磁波，看上去是黑的 第4题图 B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关 D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射人小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射 和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体 6.红外线热像仪可以检测人的体温，当被测者从仪器前走过时，便可知道被测者的体温 是多少。关于其中原理，下列说法正确的是() A.人的体温会影响周围空气温度，仪器通过测量空气温度便可知道人的体温 B.仪器发出的红外线遇人反射，反射情况与被测者的温度有关 C.被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射强 且较短波长的成分强 D.被测者会辐射红外线，辐射强度以及按波长的分布情况与温度有关，温度高时辐射 强且较长波长的成分强 7.(多选)1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能 53 新课程睾僧作业 第 周 月 量子假说，下列说法属于能量子假说内容的有()》 A.物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的 B.能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子” C.能量子假说中的能量子的能量E=hw,v为辐射的频率，h为普朗克常量 D.能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的 积累·整合（二） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■回 1.以下说法正确的是( A.康普顿效应现象说明光具有波动性 B.爱因斯坦指出“光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个 不可分割的能量子组成的” C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了 D.只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对应 的物质波 2.如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5εV的一束光照射阴 极，发现电流表读数不为0。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读 数小于0.6V时，电流表读数仍不为0：当电压表读数大于或等于0.6V时， 电流表读数为0。由此可知，阴极材料的逸出功为() A.1.9 eV B.0.6eV C.2.5ev D.3.1 eV 第2题图 3.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动 能E随人射光频率v变化的E-v图像。已知钨的逸出功是3.28eV,锌的逸出功是3.24eV, 若将二者的图线画在一个E-坐标图中，用实线表示钨，用虚线表示锌，则正确反映这 过程的图是( 1 A B 4.在光电效应实验中，一位同学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（甲光、乙光、丙光），如 图所示，则可判断出() A.甲光的频率大于乙光的频率 Ue Ua 0 B.乙光的波长大于丙光的波长 第4题图 >54 高二物理 第 周 年 月 日 C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 5.(多选)对光电效应的理解正确的有() 梳理·建构 A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就 能逸出金属 B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小 功，便不能发生光电效应 积累整合 C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低 频率也不同 6.(多选)一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法中正确的有() ·拓展 A.若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加 B.若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C.若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应 D.若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加 积累·整合（三） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■口 1.如图为密立根油滴实验装置，关于该实验的意义下列说法正确的是( 喷雾器 A.研究悬浮油滴所带电性 油滴 B.测量悬浮油滴的电荷量 C.测出了元电荷的值 D.利用二力平衡测出匀强电场的场强大小 第1题图 2.卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验，获得了重要发现。关于Qα粒子散射实验的 结果，下列说法正确的是() A.说明了质子的存在 B.说明了原子核是由质子和中子组成的 C.说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D.说明了正电荷在原子核内均匀分布 3.物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验，下面给出 了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其 中错误的是( A.α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础 B.光电效应实验表明光具有粒子性 55 新课程睾僧作业 第 周 月 C.电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒 D.康普顿效应进一步证实了光的波动特性 4.(多选)在α粒子的散射实验中，当a粒子最接近金原子核时，α粒子符合下列哪种 情况() A.动能最小 B.电势能最小 C.心粒子与金原子核组成的系统的能量最小D.所受金原子核的斥力最大 5.(多选)关于卢瑟福的粒子散射实验，下列说法正确的有() A.大部分α粒子穿过金属箔没有显著偏转 B.所有粒子穿过金属箔没有显著偏转 C.只有少数α粒子穿过金属箔时发生偏转，最大偏转角可达180° D.大部分粒子穿过金属箔时，发生折射偏向一边 6.(多选)a粒子散射实验又称金箔实验或Geiger-Marsden实验，是1909年汉斯·盖革 和恩斯特.马斯登在欧内斯特·卢瑟福指导下于英国曼彻斯特大学做的一个著名物理实验。α 粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法正确的有() A.使α粒子发生明显偏转的力是原子核对粒子的静电引力F b⊙1 B.大多数Q粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进 ,田原子核 粒子 C.实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量 D.实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分 第6题图 应用·拓展（一） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■口 1.关于原子光谱，下列说法中不正确的是() A.原子光谱是不连续的 B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C.由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 D.分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 2.根据玻尔理论，氢原子有一系列能级，以下说法正确的是() A.当氢原子处于第2能级且不发生跃迁时，会向外辐射光子 B.电子绕核旋转的轨道半径可取任意值 C.处于基态的氢原子可以吸收10eV的光子 D.大量氢原子处于第4能级，向低能级跃迁时最多会出现6条谱线 3.氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围为1.62~3.11V。下列说法 错误的是() >56 高二物理 第 周 年 月 日 A.处于=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 EleV 0----------0 B.大量氢原子从高能级向=3能级跃迁时，发出的光具有显著的热 -0.85 -1.51 撞 效应 -3.4 建 C.大量处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同 频率的可见光 -13.6 第3题图 积 D.大量处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同 频率的可见光 整合 4.(多选)用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子，发现该容器内的氢 能够释放出3种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为”1、2、3，由此可知，开始 用 用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为() A.hv B.hvs C.hv+hvz D.hv+hv2+hv3 EleV 5.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV,那么对 0 氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征，认识正确的是 -0.54 -0.85 ( ) -1.51 -3.4 A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能 产生光电效应 13.6 第5题图 B.一群处于=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光 C.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D.一群处于=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的 光电子的最大初动能为8.75eV 6.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E= -54.4V,氦离子能级的示意图如图所示，用一群处于第4能级的氦离子发出的光照射处于 基态的氢原子。求： EleV E------- 0 (1)氦离子发出的光子中，有几种能使氢原子发生光电效应。 EA -3.4eV -6.0eV (2)发生光电效应时，光电子的最大初动能 -13.6eV E -54.4eV 第6题图 57≤ 新课程作业 第 周 月 日 应用·拓展（二） ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 1.首先提出实物粒子也具有波动性的科学家是() A.托马斯.杨 B.德布罗意 C.麦克斯韦 D.查德威克 2.关于物质波，下列说法正确的是( A.速度相等的电子和质子，电子的波长长 B.动能相等的电子和质子，电子的波长短 C.动量相等的电子和中子，中子的波长短 D.甲电子的速度是乙电子的3倍，甲电子的波长也是乙电子的3倍 3.2002年诺贝尔物理学奖获得者发现了宇宙X射线源。X射线是一种高频电磁波，若 X射线在真空中的波长为入，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，以ε和p分别表示 X射线每个光子的能量和动量，则() A=处p=0B=公，p= C&%,p=0 D.&纸p久 4.利用金属晶格（大小约100）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是使电子通过 电场加速后，让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。已知电子质量为m, 电荷量为e,初速度为0，加速电压为U,普朗克常量为h,则下列说法不正确的是() A.该实验说明了电子具有波动性 B.实验中电子束的德布罗意波长为A=h V2meU C.加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显 D.若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显 5.(多选)关于物质波，以下观点正确的有() A.只要是运动着的物体，不论是宏观物体还是微观粒子，都有相应的波与之对应，这就 是物质波 B.只有运动着的微观粒子才有物质波，对于宏观物体，不论其是否运动，都没有相对店 的物质波 C.由于宏观物体的德布罗意波长太小，所以无法观察到它们的波动性 D.电子束照射到金属晶体上得到了电子束的衍射图样，从而证实了德布罗意的假设是 正确的 6.(多选)衍射现象限制了光学显微镜的分辨本领，电子显微镜是使用电子束工作的， 电子束也具有波动性，同样存在衍射问题，已知电子的波长与动量之间的关系满足入=五( >58 高二物理 第 周 年 月 日 是常量)。关于电子显微镜的分辨率，下列说法正确的有() A.增大加速电压，提高电子束的速度，有利于提高分辨率 B.减小加速电压，降低电子束的速度，有利于提高分辨率 梳理·建构 C.如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，其分辨率比电子显微镜高 D.如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，其分辨率比电子显微镜低 7.(多选)1927年，戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖 累 的重大近代物理实验之一。如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的有( 整合 电 板 窄缝晶体（光栅） ·拓展 第7题图 A.亮条纹是电子到达概率大的地方 B.该实验说明物质波理论是正确的 C.该实验再次说明光子具有波动性 D.该实验说明实物粒子具有波动性 8.近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是 像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知300万像素的数码相机拍出的照片 比30万像素的数码相机拍出的等大的照片清晰得多，其原因可以理解为() A.光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的 B.光的波动性是大量光子之间的相互作用引起的 C.光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性 D.大量光子表现出光具有粒子性 9.下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是() A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性 B.通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分 C.通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象 D.利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性 10.如图所示，用单色光做双缝干涉实验。P处为亮条纹，Q处为暗条纹，不改变单色光 的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某 ⊙一光子() A.一定到达P处 B.一定到达Q处 C.可能到达Q处 D.都不正确 第10题图 59新课程景假传业 体，否则是多晶体或者非晶体，C错误；物理性质各向同性的不一定是非晶体，多晶体不显示各向异性，D错误。 应用拓展（二） 1.AD[解析]若用烧热的针刺破B侧的薄膜，由于A侧薄膜中表面张力作用，棉线向A侧弯曲，A正确，C错 误；若用烧热的针刺破一侧的薄膜，不可能两侧都有张力，B错误；若用烧热的针刺破A侧的薄膜，由于B侧薄膜 中表面张力作用，棉线向B侧弯曲，D正确。 2.C 3.AC[解析]粉笔和棉线内部有许多细小的孔道，起着毛细管的作用，A、C正确：砖的内部也有许多细小的 孔道，会起到毛细管的作用，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，可以防止地下水分沿着夯实的地基以 及砖墙的毛细管上升，以保持房屋干燥，B错误；土壤里面有很多毛细管，地下的水分可沿着它们上升到地面，如果 要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管，不是利用毛细现象，D错误。 4.AD 5.B 第三章热力学定律 积累·整合（一） 1.D2.D3.B4.B 积累.整合（二） 1.D 2.ACD 3.C 4.D 5.(1)1.4x105Pa(2)600K(3)28J,吸收热量Q=68J [解析】(I)活塞从A到B,以活塞为研究对象，由平衡条件得pSp+mg,解得p=p+"=1.4x10Pa。 2)由图乙可知=40m,V-610m,140K。气体做等压变化，则有六会，解得T'-600K。 (3)已知内能的变化△U=40J,外界对气体做功W=p(V一VA)=-28J,所以气体对外界做的功为W'=-W=28J。由 热力学第一定律得△U=Q+W,所以气体变化过程中从电热丝吸收的总热量为Q=68J。 积累·整合（三） 1.BCD 2.CD 3.B 4.BC 5.C 6.BC 7.1.58x103W/m2 [解析]冰球熔化掉重量为3.49N的过程中需要吸收的能量：Q=m=3.35×10×3.49J=1.19×105J。此热量就是太 9.8 阳在40min内照射在直径为0.2m的冰球上的热量，设太阳垂直照在单位面积上的辐射功率为P,则Q=PS,P= 40x60x3.14x0.1FW7hm2=1.58x103whm2。 1.19×105 第四章原子结构和波粒二象性 积累.整合（一） 1.A 2.B 3.AB 4.AC 5.C 6.C 7.ABC 积累·整合（二） 1.B2.A3.B 4.B[解析】当光电管两端加上反向截止电压光电流为0时，则由动能定理得)m2-0=(,对同一光电管逸出 功W,相同，使用不同频率的光照射，有加-Wm二，两式联立可得，m-=-。:丙光的反向截止电压最大则 丙光的频率最大，A、C错误；又A=号可知，入mA,B正确；又由加-W分m之-0可知，丙光对应的光电子 最大初动能最大，D错误。 >74 高二物理 5.BD 6.AD 积累，整合（三） 1.C2.C3.D 鐘 4.AD[解析]α粒子接近原子核时库仑斥力做负功，α粒子的动能减小；α粒子远离原子核时库仑斥力做正功， 建 α粒子的动能又增大，故当《粒子最接近原子核时动能最小，A正确：系统只有电场力做功，电势能与动能之和守 恒，α粒子动能最小时，电势能应最大，B错误；系统的能量是守恒的，C错误；α粒子最接近金原子核时，α粒子 与金原子核间的距离最小，由库仑定律知α粒子所受金原子核的库仑斥力最大，D正确。 5.AC 6.BD 累 应用·拓展（一） 整合 1.B2.D3.D4.BC5.D 6.(1)3种(2)37.4eV [解析](1)一群处于=4能级的氨离子跃迁时，一共发出n)=6种光子。由频率条件=E。-E,知6种 2 用 光子的能量分别是由n=4到n=3,hw=E4-E=2.6eV,由n=4到n=2,hw2=E4-E=10.2eV,由n=4到n=1,hw3=E4-E1= 51.0eV,由n=3到n=2,hw4=E,-E2=7.6eV,由n=3到n=1,hws=E-E=48.4eV,由n=2到n=1,hw6=E2-E=40.8eV, 由发生光电效应的条件知，h山、h、hv。三种光子可使处于基态的氢原子发生光电效应。 (2)由光电效应方程E=h-W。知，能量为51.0eV的光子使氢原子逸出的光电子最大初动能最大，将W。=13.6eV 代人，E=hw-W得E=37.4eV。 应用拓展（二） 1.B 2.A[解析]由=五可知，动量大的波长短，电子与质子的速度相等时，电子动量小，波长长，A正确：电子 与质子动能相等时，由动量与动能的关系p=V2mE可知，电子的动量小，波长长，B错误；动量相等的电子和中 子，其波长应相等，C错误；如果甲、乙两电子的速度远小于光速，甲的速度是乙的3倍，甲的动量也是乙的3倍， 则甲的波长应是乙的}，D错误。 3.D 4.D 5.ACD 6.AC 7.ABD 8.C 9.CD 10.C 第五章原子核 积累·整合（一） 1.C2.D3.B 4.C[解析]1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，A错误；原子序数 大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线，B错误；1919年，卢 瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了一种新的粒子，以后，人们用同样的方法从氟、钠、 铝等原子核中都打出了质子，由此断定，质子是原子核的组成部分，C正确；如果一种元素具有放射性，那么，无论 是它以单质形式存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性，D错误。 5.C 积累.整合（二） 1.C 2.D 3.BC 4.BCD 5.D 6.(1)带正电的a粒子(2)1：2(3)C→9Be+He [解析](1)由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，带正电，所以放出的粒 子为a粒子。 (2)由动量守恒得，a粒子的动量与反冲校的动量相同。m子：。沿者电场方向，粒子Y与反冲核Z做初 为0的包加速直线运动根据生顿第二定律和运动学公式得·：2，)·4，解得粒子Y与反 2 my 75