2025届高考物理一轮复习：原子结构和波粒二象性 基础训练（含答案）

2025届高考物理一轮复习原子结构和波基础训练

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一、单选题（本大题共5小题）

1.关于对热辐射的认识，下列说法正确的是（）

A,热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波

B.温度越高，物体辐射的电磁波越强

C.辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无

关

D.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色

2.很多地方用红外线热像仪监测人的体温，只要被测者从仪器前走过，便可知

道他的体温，关于其原理，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

3.用如图所示的电路研究光电效应现象：实验中移动滑动变阻器滑片可以改变K

与/之间电压的大小，闭合电键，电流表有示数。下列说法正确的是（）

A.向右移动滑片，电流表示数一定会一直增大

B.仅增大入射光频率，电流表示数一定增大

C.仅增大入射光强度，电流表示数一定增大

D.将电源正负极对调，电流表示数一定为零

4.如图是氢原子能级示意图，具有下列哪一能量的光子能被处在n—2能级的氢

原子吸收（）

nE/eV

8-----------------0

5-------------------0.54

4--------------------0.85

3--------------------1.51

2--------------------3.40

1--------------------13.6

A.1.51eVB.1.89eVC.2.16eVD.2.40eV

5.如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收能量为£的光子后跃

迁到激发态，这些氢原子向低能级跃迁时共产生六种不同频率的光。已知可见光

光子的能量范围约为L62eV~3.lleV。则根据玻尔理论可知（）

2---------------------------3.40

1---------------------------13.6

A.入射光子能量E=10.2eV

B.六种不同频率的光都是可见光

C.用产生的六种光照射到逸出功为L89eV的光电管上，都会产生光电子

D.用这六种不同的光照射光电管，光电管中金属的逸出功不会发生变化

二、多选题（本大题共3小题）

6.一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出〃种不同频率的

光，将这些光分别照射到图甲所示电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电

压变化的图像，如图乙所示，己知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确

£/eV

0

-0.85

-1.51

2-3.40

-13.6

图甲图乙图丙

A.n=6

B.图乙中的a光是氢原子由第3能级向基态跃迁发出的

C.图乙中的6光是氢原子由第4能级跃迁到第2能级发出的

D.图乙中的c光光子能量为10.20eV

7.卢瑟福的a粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的

放射性元素针，由于铅能够很好地吸收。粒子使得a粒子只能从小孔射出，形成

很细的一束射线射到厚度为几微米的金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光

点。下列说法正确的是（）

A.绝大多数a粒子能穿过金箔

B.极少数a粒子发生了大角度偏转

C.该实验为汤姆孙“枣糕模型”奠定了基础

D.该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心

8.下列说法正确的是（）

A.场像分子、原子等实物一样具有能量，但不是物质存在的一种形式

B.光具有波粒二象性，一切微观粒子都具有波粒二象性

C.爱因斯坦指出物质的能量E与质量，"的关系E=〃宓2

D.牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量G

三、实验题（本大题共2小题）

9.如图是研究光电效应的电路图。用频率为v的入射光照射截止频率为vo的K

极板，有光电子逸出，若单位时间内逸出的光电子数为机（普朗克常量为肌电

子的电量为e,电路中电表均为理想电表）

（1）图中电极A为光电管的_________（填“阴极”或“阳极”）；饱和光电流为/=

（2）K极板的逸出功的=；逸出的光电子最大初动能a=

现将电源的电极反向连接，当电流表的示数为0时，电压表的示数a=

10.十九世纪末，汤姆孙发现了电子，揭开了人类认识原子结构的序幕，从而认

识到：原子是可以分割的，从而开始了对原子结构的研究和探索。直至今日，人

类对微观领域的粒子的研究和探索从未停止。

XXyXX

（1）（填一科学家人名）利用油滴实验测定了元电荷的数值。

（2）反应堆中的“燃料”铀是一种天然放射性元素。将铀燃料放入铅做成的容

器中，射线从容器小孔射出。当不同射线经过磁场时会形成图2的轨迹。请你由

图判断a射线带什么电？

（3）电子的质量约为9.1xl（）Tkg,北京正负电子对撞机是我国第一台高能加速

器，可以将电子动能加速到3.52xlOT°J（2.2GeV）。按照牛顿力学，这个电子的速

度是m/s（保留两位有效数字）；

（4）你认为第（3）问中算出的速度值是否合理？（请填涂与答案

对应的字母选项：A.合理；B.不合理）请说明你的理由；

（5）用如图所示的装置可以测定分子速率。在小炉。中，金属银熔化并蒸发。

银原子束通过小炉的圆孔逸出，经过狭缝S和$进入真空的圆筒C。圆筒C可绕

过4点且垂直于纸面的轴以一定的角速度转动。从图中可判断，落点越靠近

处（请填涂与答案对应的字母选项：A.6处；B.e处）的银原子速率越大;

（6）在第（5）间的条件中，现测出圆筒C的直径为1m,转动的角速度为

1507rrad/s,银原子落在玻璃板G上的位置到6点的弧长为s,s约为圆筒周长

的可估算银原子速率约为____________m/so

6

四、解答题（本大题共2小题）

11.极紫外线是光刻机用来制造先进芯片的光源，其波长X在121纳米到10纳

米之间。已知锌板的极限波长为3.7x10-^,若用波长为10纳米的极紫外线照射

锌板，求锌板的逸出功网及逸出光电子的最大初动能4;（已知普朗克常量

/z=6.6xJ』真空中光速c=3.0xl（）8m/s,1纳米=10少米，计算结果保留两位

有效数字。）

12.氢原子的能级图如图所示，某金属的极限频率恰等于氢原子由〃=4能级跃迁

到『2能级所发出的光的频率。现在用氢原子由77=2能级跃迁到77=1能级时发出

的光去照射该金属，求：

(1)该金属的逸出功为多少电子伏特；

(2)从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少电子伏特。

n£/eV

co----------------0

4------------------0.85

3-------------------1.51

2-3.40

1-13.6

参考答案

1.【答案】B

【详解】一切物体都不停地向外辐射电磁波，且温度越高，辐射的电磁波越强，

A错误，B正确；选项C是黑体辐射的特性，C错误；除光源外，常温下看到的

物体的颜色是反射光的颜色，D错误。

2.【答案】C

【详解】根据辐射规律可知，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，波

长较短的成分越来越强，人的体温的高低，直接决定了辐射的红外线的频率和强

度，通过监测被测者辐射的红外线的情况，就可知道这个人的体温，故C正确。

3.【答案】C

【详解】A.光电管所加正向电压，光电子飞出后继续加速，若所有光电子都加

速形成了光电流，即达到了饱和电流，再向右移动滑片增大加速电压，电流表示

数会不变，A错误；

B.电流表有示数说明入射光的频率大于极限频率，仅增大入射光频率，而没有

增大光强，不能增加光子数，不能多产生光电子，则电流表示数不会增大，B错

误；

C.仅增大入射光强度，增加了飞出的光电子数，则导电的光电子变多，电流表

示数一定增大，C正确；

D.将电源正负极对调，即所加电压为反向电压，光电子飞出后减速，若有光电

子的初动能较大，减速后还能到A板，则电流表示数不为零，D错误。选C。

4.【答案】B

【分析】根据玻尔理论，氢原子辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，

瓦-En=hv.

【详解】A.处于〃=2能级的氢原子若吸收1.51eV的能量，则能量值为：E=

E^\.51=-3.4+1.51=-1.89eV,氢原子没有该能级，所以不能吸收.A不符合

题意；

B.处于〃=2能级的氢原子若吸收1.89eV的能量，则能量值为：£=为+1.89=-

3.4+1.89=-1.51eV,等于氢原子第3能级，所以能吸收后跃迁到〃=3能级.B

符合题意；

C.处于〃=2能级的氢原子若吸收2.16eV的能量，则能量值为：£=氏+2.16=-

3.4+2.16=-1.24eV,氢原子没有该能级，所以不能吸收.C不符合题意；

D.处于〃=2能级的氢原子若吸收2.40eV的能量，则能量值为：£=氏+2.40=-

3.4+2.40=-1.OOeV,氢原子没有该能级，所以不能吸收.D不符合题意；

5.【答案】D

【详解】A.大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时共产生六种不同频率的

光，可知氢原子处于a=4能级，则入射光子能量E=E「&=12.75eV,A错误；

B.可见光的光子能量范围约为L62eV~3.lleV,满足此范围的有：〃=4到〃=2,

〃=3到77=2,所以可将有2种不同频率的可见光，B错误；

C.用产生的六种光照射到逸出功为1.89eV的光电管上，〃=4到〃=3的光不能产

生光电子，其余5种光可以产生光电子，C错误；

D.逸出功只与金属有关，所以用这六种不同的光照射光电管，光电管中金属的

逸出功不会发生变化，D正确。选D。

6.【答案】AD

【详解】A.一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出

n=C：=6,种不同频率的光，选项A正确；

B.图乙中的a光截止电压最大，则频率最高，应该是氢原子由第4能级向基态

跃迁发出的，选项B错误；

C.图乙中的6光截止电压仅小于a光，则应该是氢原子由第3能级跃迁到基态

发出的，选项C错误；

D.图乙中的。光光子能量应该比a光小，则应该是氢原子由第2能级跃迁到基

态发出的，能量为-3.4eV-(—13.6H)=10.20eV,选项D正确。选AD。

7.【答案】ABD

【详解】AB.根据卢瑟福的a粒子散射实验的现象可知，绝大多数a粒子能穿过

金箔，少数。粒子方向发生了改变，极少数a粒子发生了大角度偏转，选项AB

正确；

C.该实验否定了汤姆孙“枣糕模型”，为原子的核式结构理论奠定了基础，选

项C错误；

D.该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子中心，选项D正确。选

ABD„

8.【答案】BC

【详解】A.场像分子、原子等实物一样具有能量，是物质存在的一种形式，A

错误；

B.光具有波粒二象性，德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概

念，认为一切运动的物体都具有波粒二象性，一切微观粒子都具有波粒二象性，

B正确；

C.爱因斯坦指出物质的能量E与质量优的关系E=厮2,c正确；

D.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了万有引力常量G,D错误。选

BCo

hi/—hv

9.【答案】(1)阳极；ne；(2)牝；hv-hv；-----

0e

【详解】(1)根据电路图可知，电子从金属板上逸出后被电场加速，向A运

动，电极A为光电管的阳极；由电流表达式/=:,得/=碇。

(2)K极板截止频率为0,则其逸出功为〃力；根据光电效应方程可知逸出的光

电子最大初动能Ek=hv—hv。,将电源的电极反向连接，当电流表的示数为0

时，由动能定理可得一ea=0—Ek，电压表的示数为“=色二处。

10.【答案】密立根；正；2.8X10'°；B；按照牛顿力学得到的电子速度大于

真空中的光速，接近光速时，牛顿力学不再适用；A；450

【详解】(1)[1]密立根利用油滴实验测定了元电荷的数值。

(2)[2]根据左手定则可知a射线带正电。

(3)[3]根据动能定理得按照牛顿力学，这个电子的速度是

v=2.8xlOlom/s

(4)[4][5]速度值不合理，按照牛顿力学得到的电子速度大于真空中的光速，

接近光速时，牛顿力学已不适用。选B。

(5)[6]圆筒C绕4点顺时针