第84練波粒二象性物質(zhì)波原子結(jié)構(gòu)與玻爾理論分值：60分1~7題每小題4分，共28分1.(2024·廣東潮州市檢測(cè))如圖所示，當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后，在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時(shí)與鋅板相連的驗(yàn)電器鋁箔有張角，則該實(shí)驗(yàn)()A.只能證明光具有波動(dòng)性B.只能證明光具有粒子性C.只能證明光能夠發(fā)生干涉D.可以證明光具有波粒二象性2.(2024·北京市海淀區(qū)檢測(cè))在驗(yàn)證光的波粒二象性實(shí)驗(yàn)中，如果光子一個(gè)個(gè)地通過(guò)狹縫，則()A.通過(guò)狹縫后，光子的運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)是直的B.通過(guò)狹縫后，底片上立即出現(xiàn)衍射圖樣C.如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將出現(xiàn)衍射圖樣D.如果時(shí)間足夠長(zhǎng)，底片上將出現(xiàn)均勻分布的光斑3.(2022·江蘇卷·4)光源通過(guò)電子－光子散射使光子能量增加，光子能量增加后()A.頻率減小 B.波長(zhǎng)減小C.動(dòng)量減小 D.速度減小4.(多選)(2025·天津市模擬)如圖甲所示是湯姆孫的原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌在其中。甲圖中的小圓點(diǎn)代表正電荷，大圓點(diǎn)代表電子。湯姆孫的原子模型無(wú)法解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)。如圖乙所示是盧瑟福為解釋?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)假設(shè)的情景：占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的那部分物質(zhì)應(yīng)集中在很小的空間范圍。下列說(shuō)法中正確的是()A.α粒子質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量，電子對(duì)α粒子速度的影響可以忽略B.入射方向的延長(zhǎng)線(xiàn)越接近原子核的α粒子發(fā)生散射時(shí)的偏轉(zhuǎn)角越大C.由不同元素原子核對(duì)α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以確定各種元素原子核的質(zhì)量D.由α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以估計(jì)出原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10－15m5.(2023·湖北卷·1)2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為121.6nm的氫原子譜線(xiàn)(對(duì)應(yīng)的光子能量為10.2eV)。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線(xiàn)來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子()A.n＝2和n＝1能級(jí)之間的躍遷B.n＝3和n＝1能級(jí)之間的躍遷C.n＝3和n＝2能級(jí)之間的躍遷D.n＝4和n＝2能級(jí)之間的躍遷6.(2025·廣西部分學(xué)校開(kāi)學(xué)考)中科院暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”(DAMPE)的探測(cè)成果在《自然》雜志上在線(xiàn)發(fā)表：宇宙空間中存在著質(zhì)量為m、動(dòng)能為Ek的新物理粒子，科學(xué)家推測(cè)，它可能就是暗物質(zhì)。已知普朗克常量為h。根據(jù)以上信息，這種新物理粒子的物質(zhì)波長(zhǎng)為()A.mEk2h B.2mE7.(2022·廣東卷·5)目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級(jí)的能量為En＝E1n2，其中E1＝－13.6eV。圖是按能量排列的電磁波譜，要使n＝20的氫原子吸收一個(gè)光子后，恰好失去一個(gè)電子變成氫離子，被吸收的光子是A.紅外線(xiàn)波段的光子 B.可見(jiàn)光波段的光子C.紫外線(xiàn)波段的光子 D.X射線(xiàn)波段的光子8~11題每小題6分，12題8分，共32分8.(2023·山東卷·1)“夢(mèng)天號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空，對(duì)提升我國(guó)導(dǎo)航定位、深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系，原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級(jí)2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1，實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率ν2為()A.ν0＋ν1＋ν3 B.ν0＋ν1－ν3C.ν0－ν1＋ν3 D.ν0－ν1－ν39.(2025·河北衡水市檢測(cè))一對(duì)正負(fù)電子相遇后轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子的過(guò)程稱(chēng)為湮滅。已知電子質(zhì)量為m＝9.1×10－31kg，真空中光速c＝3×108m/s。則一對(duì)靜止的正負(fù)電子湮滅后產(chǎn)生的每個(gè)光子的動(dòng)量大小為()A.2.73×10－22kg·m/sB.2.73×10－21kg·m/sC.1.60×10－45kg·m/sD.1.60×10－44kg·m/s10.玻爾原子理論描述的氫原子的電子軌道示意圖如圖所示，E1、E2、E3分別表示電子處于軌道1、2、3時(shí)原子具有的能量，Ek1、Ek2、Ek3分別表示電子處于軌道1、2、3時(shí)具有的動(dòng)能，則()A.E1>E2>E3B.Ek3>Ek2>Ek1C.E2－E1>E3－E2D.|Ek3－Ek2|>|Ek2－Ek1|11.(2024·江蘇蘇州市三模)大量處于n＝3能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的最短波長(zhǎng)為λ。已知?dú)湓拥哪芗?jí)公式為En＝E1n2(E1未知)，普朗克常量為h，光速為c，則氫原子的基態(tài)能量A.E1＝－9hc8λ B.EC.E1＝－8hc9λ D.E12.(多選)(2023·浙江6月選考·15)有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L(zhǎng)的觀測(cè)屏上形成干涉條紋，測(cè)得條紋間距為Δx。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則()A.電子的動(dòng)量pe＝hLB.電子的動(dòng)能Ek＝hC.光子的能量E＝W0＋chLD.光子的動(dòng)量p＝W

答案精析1.D2.C3.B4.ABD5.A6.D7.A8.D[原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級(jí)Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ時(shí)有EⅡ－EⅠ＝hν0，且從激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ向下躍遷到基態(tài)能級(jí)Ⅰ的過(guò)程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，聯(lián)立解得ν2＝ν0－ν1－ν3，故選D。]9.A[一對(duì)靜止的正負(fù)電子湮滅后產(chǎn)生的光子動(dòng)量和為0，兩光子的頻率相同，動(dòng)量大小相同，結(jié)合2mc2＝2hν，p＝hλ，λ＝cν，解得p＝mc＝2.73×10－22kg·m/s，故選A10.C[根據(jù)玻爾原子理論，En＝1n2E1，E1為負(fù)值，軌道量子數(shù)越大，能級(jí)越高，能級(jí)差越小，即E1<E2<E3，E2－E1>E3－E2，故A錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)正負(fù)電荷間的作用力提供洛倫茲力，有kQqr2＝mv2r，所以Ek＝12mv2＝12kQqr，可知軌道半徑越小動(dòng)能越大，動(dòng)能差值越大，即Ek1>Ek2>Ek3，|Ek3－Ek2|<|11.A[根據(jù)題意可知，n＝3能級(jí)的能量為E3＝E19，由能級(jí)躍遷原理有ΔE＝hν＝hcλ，可知，能級(jí)差越大，輻射光子的波長(zhǎng)越短，則由n＝3躍遷到n＝1時(shí)，輻射光子的波長(zhǎng)最短，則