2023北京高三一模物理匯編：原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性章節(jié)綜合

第1頁(yè)/共1頁(yè)2023北京高三一模物理匯編原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性1．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）下列現(xiàn)象中，揭示了光的粒子性的是（）A．光電效應(yīng) B．光的干涉C．光的偏振 D．光的衍射2．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）2022年10月31日“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙成功發(fā)射，其上配置了世界領(lǐng)先的微重力超冷原子物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用太空中的微重力環(huán)境和冷卻技術(shù)，可獲得地面無(wú)法制備的超冷原子。超冷原子是指溫度接近0K狀態(tài)下的原子（質(zhì)量約10-27kg），其運(yùn)動(dòng)速度約為室溫下原子速度（約500m/s）的5×10-5倍。超冷原子的制備要先利用激光冷卻技術(shù)，使用方向相反的兩束激光照射原子，原子會(huì)吸收激光的光子然后再向四周隨機(jī)輻射光子，經(jīng)過(guò)多次吸收和輻射后，原子的速度減小。同時(shí)施加磁場(chǎng)將原子束縛在一定區(qū)域內(nèi)，避免原子逃逸，以延長(zhǎng)原子與激光作用的時(shí)間。再用蒸發(fā)冷卻技術(shù)，將速度較大的原子從該區(qū)域中排除，進(jìn)一步降低溫度。取普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．太空中的微重力環(huán)境可使實(shí)驗(yàn)艙中的原子長(zhǎng)時(shí)間處于懸浮狀態(tài)，利于獲得超冷原子B．超冷原子的物質(zhì)波波長(zhǎng)約為10-5m量級(jí)C．原子減速是通過(guò)原子向四周隨機(jī)輻射光子實(shí)現(xiàn)的D．超冷原子的蒸發(fā)冷卻的機(jī)制，與室溫下水杯中的水蒸發(fā)冷卻的機(jī)制類似3．（2023·北京海淀·統(tǒng)考一模）處于n=4能級(jí)的氫原子，向n=2能級(jí)躍遷時(shí)（）A．吸收光子，能量增加 B．吸收光子，能量減少C．放出光子，能量增加 D．放出光子，能量減少4．（2023·北京東城·統(tǒng)考一模）某型號(hào)智能手環(huán)在工作時(shí)會(huì)發(fā)出紅光和綠光，與綠光相比（

）A．紅光頻率高 B．紅光波長(zhǎng)短C．紅光光子能量小 D．紅光在真空中的傳播速度快5．（2023·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考一模）下列說(shuō)法正確的是（）A．雨后出現(xiàn)的彩虹屬于光的反射現(xiàn)象B．光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波C．用光導(dǎo)纖維傳輸信息利用了光的全反射現(xiàn)象D．測(cè)體溫的額溫槍是通過(guò)測(cè)量人體輻射的紫外線進(jìn)行測(cè)溫6．（2023·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考一模）氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，一群處于能級(jí)的氫原子，用其向低能級(jí)躍遷過(guò)程中發(fā)出的光照射圖乙電路中的陰極K，其中只有a、b兩種頻率的光能使之發(fā)生光電效應(yīng)。分別用這兩種頻率的光照射陰極K，測(cè)得圖乙中電流表隨電壓表讀數(shù)變化的圖像如圖丙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．題中的氫原子躍遷共能發(fā)出4種不同頻率的光子B．a(chǎn)光是從能級(jí)向能級(jí)躍遷產(chǎn)生的C．a(chǎn)光的波長(zhǎng)小于b光的波長(zhǎng)D．a(chǎn)光照射陰極K時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能比b光照射時(shí)的大7．（2023·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）下列各種現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光具有波動(dòng)性的是（）A．光的直線傳播現(xiàn)象、反射現(xiàn)象B．光的全反射現(xiàn)象、折射現(xiàn)象C．光的衍射現(xiàn)象、干涉現(xiàn)象D．光的康普頓效應(yīng)、光電效應(yīng)8．（2023·北京石景山·統(tǒng)考一模）從1907年起，密立根就開(kāi)始測(cè)量金屬的遏止電壓（即圖1所示的電路中電流表G的讀數(shù)減小到零時(shí)加在電極K、A之間的反向電壓）與入射光的頻率，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的h相比較，以檢驗(yàn)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的正確性．按照密立根的方法我們利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了某金屬的圖像如圖2所示．下列說(shuō)法正確的是A．該金屬的截止頻率約為4．27×1014HzB．該金屬的截止頻率約為5．50×1014HzC．該圖線的斜率為普朗克常量D．該圖線的斜率為這種金屬的逸出功9．（2023·北京石景山·統(tǒng)考一模）在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫(huà)出的是其中兩個(gè)α粒子經(jīng)歷金箔散射過(guò)程的徑跡，其中正確的是（）A． B．C． D．10．（2023·北京石景山·統(tǒng)考一模）1913年，玻爾建立氫原子模型時(shí)，仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。他認(rèn)為，氫原子中的電子在庫(kù)侖力的作用下，繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為，靜電力常量為k，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子的軌道半徑為。不考慮相對(duì)論效應(yīng)。（1）氫原子處于基態(tài)時(shí)，電子繞原子核運(yùn)動(dòng)，求電子的動(dòng)能。（2）氫原子的能量等于電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、電子與原子核系統(tǒng)的電勢(shì)能的總和。已知當(dāng)取無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零時(shí)，點(diǎn)電荷電場(chǎng)中距場(chǎng)源電荷Q為r處的各點(diǎn)的電勢(shì)。求處于基態(tài)的氫原子的能量。（3）許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，因此光譜研究是探索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。利用氫氣放電管可獲得氫原子光譜。1885年，巴爾末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)能夠用巴爾末公式表示，寫(xiě)做（n=3，4，5…），式中R叫做里德伯常量。玻爾回憶說(shuō)：“當(dāng)我看到巴爾末公式時(shí)，我立刻感到一切都明白了?！备鶕?jù)玻爾理論可知，氫原子的基態(tài)能量為，激發(fā)態(tài)能量為，其中n=2，3，4…。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，請(qǐng)根據(jù)玻爾理論推導(dǎo)里德伯常量R。

參考答案1．A【詳解】A．光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)能說(shuō)明光具有粒子性，A正確；BCD．光的干涉、光的偏振和光的衍射能說(shuō)明光具有波動(dòng)性，BCD錯(cuò)誤。故選A。2．C【詳解】A．在微重力環(huán)境下，原子幾乎不受外力，故而能夠長(zhǎng)時(shí)間處于懸浮狀態(tài)，有利于激光照射，故利于獲得超冷原子，A正確，不符合題意；B．由德布羅意波波長(zhǎng)公式其中解得超冷原子的物質(zhì)波波長(zhǎng)故B正確，不符合題意；C．原子減速是通過(guò)吸收迎面射來(lái)的激光光子的能量，從而動(dòng)量減少，速度減小，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．超冷原子的蒸發(fā)冷卻的機(jī)制，與室溫下水杯中的水蒸發(fā)冷卻的機(jī)制類似，D正確，不符合題意。故選C。3．D【詳解】處于n=4能級(jí)的氫原子，向n=2能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子的能量減少，放出光子。故選D。4．C【詳解】紅光與綠光相比，頻率較低，光子能量較小，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，光在真空中的傳播速度一樣快。故選C。5．C【詳解】A．雨后出現(xiàn)的彩虹屬于光的色散現(xiàn)象。故A錯(cuò)誤；B．光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光是波。故B錯(cuò)誤；C．用光導(dǎo)纖維傳輸信息利用了光的全反射現(xiàn)象。故C正確；D．測(cè)體溫的額溫槍是通過(guò)測(cè)量人體輻射的紅外線進(jìn)行測(cè)溫。故D錯(cuò)誤。故選C。6．B【詳解】A．一群處于能級(jí)的氫原子，用其向低能級(jí)躍遷過(guò)程中，輻射出的光子的種類A錯(cuò)誤；B．根據(jù)上述，6種光之中，只有2種能夠使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，可知這兩種光在6種光之中的光子能量最大，即這兩種是能級(jí)向能級(jí)躍遷與能級(jí)向能級(jí)躍遷產(chǎn)生的，根據(jù)圖丙可知，a光的遏止電壓小，則a光是從能級(jí)向能級(jí)躍遷產(chǎn)生的，B正確；C．根據(jù)上述，a光的光子能量小于b光的光子能量，根據(jù)可知，a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)由于a光的光子能量小于b光的光子能量，則a光照射陰極K時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能比b光照射時(shí)的小，D錯(cuò)誤。故選B。7．C【詳解】光的直線傳播、反射、折射、全反射、康普頓效應(yīng)、光電效應(yīng)證明了光具有粒子性，光的衍射、干涉、偏振現(xiàn)象證明了光具有波動(dòng)性。故選C。8．A【詳解】試題分析：設(shè)金屬的逸出功為，截止頻率為，因此；光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓UC的關(guān)系是，光電效應(yīng)方程為；聯(lián)立兩式可得：，因此圖像的斜率為，ＣＤ錯(cuò)誤；當(dāng)可解得，即金屬的截止頻率約為Hz，在誤差允許范圍內(nèi)，可以認(rèn)為A正確；B錯(cuò)誤．考點(diǎn)：光電效應(yīng)．9．C【詳解】