高考物理复习 考题精选 量子论初步

m v hp h ==λ高三物理原子物理专练（一）《量子论初步》知识归纳：一、光的粒子性：光电效应实验、康普顿效应实验证明。

A 、光电效应：在光量子照射下，物体发射光电子的现象。

说明光的粒子性。

条件：ν>ν极限，λ<λ极限B 、光量子的能量：E=h ν=hc/λ 普朗克常量h=×10—34J ·sC 、光的强度决定于每秒金属发出的光电子数，决定光电流强度。

光的频率决定每一个光子的能量，决定电子射出后的最大初动能。

D 、光电效应方程：E k = h ν—WE 、光电管：二、光的波动性：光的干与、衍射、偏振实验证明。

3、光波是一种概率波：大量光子中的个体光子的运动服从必然概率，整体表现波动规律。

个别光子干与实验：个别光点——粒子性大量光子干与实验：明暗相间条纹——波动性4、波动性是光子本身的一种特性：频率越低，波长越长，光的波动性越明显；频率越高，波长越短，光的粒子性越明显。

二、玻尔的三条假设：成功引入量子概念，过量保留经典理论。

只能说明氢光谱。

一、轨道量子化：电子的轨道半径只能取某些独立值。

能量量子化：电子做变速运动时状态稳固，不对外辐射能量；原子向外辐射（吸收）光子的能量与发生跃迁的两个轨道有关。

E m — E n = h ν (m>n) 对应光谱呈分立线状型。

光谱条数： 二、电子由高能级向低能级跃迁时，动能增加，势能减小，总能量减小。

势能的绝对值是动能的2倍。

三、物质波：任何运动的物体都有一个波与之对应。

即光子、实物粒子运动具有不确信性，但在空间的散布概率受波动规律支配。

又称为德布罗意波。

公式： 宏观物体波长小，显粒子性；微观粒子波长长，显波动性。

用疏密不同的点表示电子在各个位置显现的概率，即电子云。

牛顿力学只能解决宏观、低速运动的物理问题。

试题集锦：一、2020年（全国Ⅱ卷 理综）20．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为△m ，相应的能量△E ＝△mc 2＝ MeV 是氘核的结合能。

量子初步总题数：18 题第1题(2008年普通高等学校夏季招生考试理科综合能力测试（四川延考卷）)题目用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子，使这些氢原子被激发到量子数为n（n＞2）的激发态。

此时出现的氢光谱中有N条谱线，其中波长的最大值为。

现逐渐提高入射电子的动能，当动能达到某一值时，氢光谱中谱线数增加到N′条，其中波长的最大值变为。

下列各式中可能正确的是：A.N′= N ＋nB.N′= N ＋n－1C.＞D.＜答案AC解析：氢原子处于n能级向较低激发态或基态跃迁时，可能产生的光谱线条数的计算公式为N==.设氢原子被激发到量子数为n/的激发态时出现的氢光谱中有N′条谱线,若n/=n+1,N′= =N+n即A正确。

氢原子能级越高相邻能级差越小，由ΔE= n/＞n则ΔE/＜ΔE所以/＞即C正确。

第2题(2008年普通高等学校夏季招生考试理科综合能力测试（重庆卷）)题目下列与能量有关的说法正确的是（）A.卫星绕地球做圆周运动的半径越大，动能越大B.从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大C.做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同D.在静电场中，电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高答案B解析：由G知卫星绕地球做圆周运动的半径越大，运动速度越小，动能越小，所以A错误。

在光电效应中由h=W+E。

知光电子的最大初动能随入射光波长的减小而增大，所以B正确。

做平抛运动k的物体在任意相等时间内，竖直方向下落高度不等。

所以重力做功不同，即动能的增量不同，所以C错误。

在静电场中电荷的电势能与电场线的疏密没有关系，所以D错误。

第3题(2007年普通高等学校夏季招生考试理科综合能力测试（全国Ⅰ）)题目19.用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。

调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。

用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。

高三物理(量子论初步原子核)考试试卷一、选择题：（70分）在每题给出的四个选项中，有的只有一项为哪一项正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。

1．2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他前后发表了三篇具有划时期意义的论文，其中关于光量子的理论成功地说明了光电效应现象。

关于光电效应，以下说法正确的选项是（ ） A ．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应 B ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C ．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D ．某单色光照射一金属时不能发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应2．从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的选项是（ ） A.原子核中，有质子、中子，还有α粒子 B.原子核中，有质子、中子，还有β粒子 C.原子核中，有质子、中子，还有γ粒子 D.原子核中，只有质子和中子3.某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为，用波长为×10-7m 的紫外线照射阴极，已知真空中光速为×108m/s ，元电荷为×10-19C ，普朗克常量为×10-34J s ，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应别离是（ ） A ．×1014HZ ， B ．×1014HZ ，×10-19JC ．×1033H Z ，D ．×1033H Z ，×10-19J4.以下说法正确的选项是 （ ）A.H 21+H 31→He 42+n 10是聚变B.U 23592+n 10→Xe 14054+Sr 9438+2n 10是裂变C.Ra 2411→Rn 22288+He 42是α衰变 D.Na 2411→Mg 2412+e 01-是裂变5．在演示光电效应的实验中，原先不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。

高三物理总复习 量子论初步㈠练习题1.如果在锌板被弧光灯照射前，用来和锌板连接的验电器指针就有偏转，用弧光灯照射锌板后，发现验电器指针的偏转角度先减小到闭合然后又增大。

这说明A.照射前验电器带负电，锌板带正电B.照射前验电器带正电，照射后验电器带负电C.照射前验电器和锌板都带负电D.用弧光灯照射锌板后，有电子从锌板转移到了验电器上2.用一束绿光照射某种碱金属刚好能使该碱金属发生光电效应，则下列说法中正确的有A.改用红光照射该种碱金属，仍有可能使其发生光电效应B.改用更强的黄光照射该种碱金属，有可能使其发生光电效应C.改用较弱的蓝光照射该种碱金属，一定能使其发生光电效应D.改用足够强的橙光照射足够长的时间一定能使该碱金属发生光电效应3.光电效应实验中有下列现象：①有时无论入射光多强都无法使金属发生光电效应；②在能发生光电效应的情况下，照射光越强，单位时间发出的光电子越多；③只要入射光的频率足够高，即使入射光非常微弱，光电效应的发生也是瞬时的；④光电子的最大初动能仅与入射光频率有关，与入射光强度无关。

以上各种现象中波动说无法解释的是A.①②④B.①③④C.①③D.③④4.某激光器能发射波长为λ的激光。

设发射功率为P ，用c 表示光速，h 表示普朗克常量，则激光器每秒钟发射的光子数为 A.hcP λ B.c hP λ C.h cP λ D.Phc λ 5.用同样的直流电压加速原来静止的一价氢离子和二价氧离子，加速后的氢离子和氧离子的德布罗意波的波长之比将为 A.1∶4 B. 1∶42 C. 4∶1 D. 42∶16.下列说法正确的是A.光波是—种纵波B.光波是一种概率波C.单色光从光密介质进入光疏介质时，光速变大，光子的能量变大D.单色光从光密介质进入光疏介质时，频率不变，光的波长变短7.下表给出了一些金属材料的逸出功．(普朗克常量h =6.6×10-34J·s，光速c =3.00×108m/s)A.2种B.3种C.4种D.5种8.分别用波长为λ和43λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2。

《1. 量子论初步》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、关于量子论的基本概念，下列说法中正确的是：A、量子只存在于宏观物体中。

B、电磁波不能表现出波粒二象性。

C、光电效应现象不能用经典电磁理论解释。

D、黑体辐射可以完全用经典物理理论完全准确地解释。

2、关于光子，下列描述正确的是：A、光子在真空中的传播速度与介质有关。

B、光子具有静止质量。

C、光子的能量与它的波长成正比。

D、光子在任何情况下都表现出粒子性。

3、（以下哪个波函数是负的能量本征态？）A.ψ1(x)=√a (−x22a)B.ψ2(x)=√a (x2 2a)C.ψ3(x)=√a (−2x2a)D.ψ4(x)=√a (2x2a)4、（一个电子在一维无限深势阱中的波函数为ψn(x)=2a sin(nπxa)，那么电子在势阱中的最大动能E kmax是多少？）A.n 2ℏ2π22ma2B.n 2ℏ2π2m2a2C.12mωn2a2D.n 2π2ℏ22ma25、下列关于量子力学的基本假设，正确的是：A、粒子具有确定的轨迹B、粒子的位置和动量不能同时被精确测量C、粒子的能量是连续变化的D、量子力学适用于宏观物体6、根据波粒二象性原理，下列哪个现象不能用波动性来解释？A、电子的衍射B、光的干涉C、光电效应D、原子的光谱线7、普朗克常数(ℎ)是量子论中的一个基本常数，其值为(6.626×10−34 Js)。

以下关于普朗克常数的说法正确的是：(A)它只适用于宏观物体的运动。

(B)它只适用于微观粒子的运动。

(C)它既适用于宏观物体的运动，又适用于微观粒子的运动。

(D)它与物体的运动状态无关。

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于量子论的初步认识的陈述中，正确的是：A、普朗克提出了量子假说，认为能量以不连续的方式发射和吸收。

B、爱因斯坦提出了光电效应的解释，证明了光具有粒子性质。

高考物理复习151量子论初步一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1．(2009·高考全国Ⅰ)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.6328μm，λ2＝3.39μm.已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为( )A．10.50eV B．0.98eV C．0.53eV D．0.36eV【解析】本题考查光子、玻尔原子模型，光子的发射和吸收、波的频率、波长和波速的关系等知识点，意在考查考生利用氢原子的能级结构知识处理氖原子跃迁问题的迁移能力．光子能量与其频率成正比，与波长成反比，根据发射(吸收)光子的能量等于对应的两个能级间隔．所以能级间隔与光子波长成反比，即：ΔE1：ΔE2＝λ2：λ1，解之得：ΔE2≈0.36eV，D项正确．【答案】 D2．(2009·高考四川理综)氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则( )A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．在水中传播时，a光较b光的速度小D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离【解析】本题综合考查氢原子能级跃迁、电离能、光子频率、折射率和传播速度的关系，意在考查考生的理解能力、推理能力和分析综合能力．γ射线是原子核受激发而产生，故A项错误；从n＝4能级向n＝3能级跃迁时辐射光子的能量小于从n＝3能级向n＝2能级跃迁时辐射光子的能量，而紫外线的能量大于可见光，所以B项错误；由氢原子能级图知，a光子的能量E a＝hνa大于b光子的能量E b＝hνb，故νa>νb，而光子频率越大，在介质中的折射率越大，折射率越大，在同种介质中传播时传播速度越小，C项正确；氢原子在n＝2能级上需要吸收大于ΔE＝3.4eV的光子能量才可以发生电离，故D项错误．【答案】 C3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连，用弧光灯照射锌板时，静电计的指针张开一个角度，如图所示，这时( )A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电【解析】锌板受弧光灯照射，吸收紫外线的光子，发生光电效应，放出光电子，中性的锌板因失去电子而带正电，与锌板连在一起的静电计指针也带正电，故选项B正确．【答案】 B4．(2009·江苏省宿迁)在光电效应现象中，下列说法中正确的是( )A ．入射光的强度越大，光电子的最大动能越大B ．光电子的最大动能随照射光的频率增大而增大C ．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”、入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应D ．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应【解析】 光电子的最大动能与照射光的频率有关，与入射光的强度无关，故选项A 错、B 对；对于任何一种金属都存在一个发生光电效应的入射光的最小频率(极限频率)对应着“最大波长”，故选项C 对、D 错．【答案】 BC5．下列说法中正确的是 ( )A ．氢原子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加B ．α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的C ．原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律D ．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变【解析】 氢原子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态时，由于电场力做正功，电势能减少，又因氢原子放出光子，所以原子的总能量减少，故A 错，α射线的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的，所以B 错．据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能量守恒定律，故C 错．放射性元素的半衰期不因其物理、化学状态的变化而变化，故D 正确．【答案】 D6．人眼对绿光最为敏感．正常人的眼睛接收到波长为530nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为 6.63×10－34J·s ，光速为3.0×108m/s ，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( )A ．2.3×10－18WB ．3.8×10－19WC ．7.0×10－48WD ．1.2×10－48W【解析】 本题考查光子的能量．每秒有6个绿光光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收到的最小功率为P ＝6hc λt ＝6×6.63×10－34×3×108530×10－91W≈2.3×10－18W. 【答案】 A7．(2010·江苏省泰兴市调研)有两个质量为m 的均处于基态的氢原子A 、B ，A 静止，B 以速度为v 0与它发生碰撞．已知碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而该原子由基态跃迁到激发态，然后此原子向低能级跃迁，并放出光子．若氢原子碰撞后放出一个光子，已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)．则速度v 0至少为 ( ) A.－E 1m B.－2E 1m C.－3E 1m D.－4E 1m【解析】 由动量守恒定律有mv 0＝2mv ，碰撞过程损失的动能为ΔE ＝12mv 20－12·2mv 2，由能级跃迁知识有ΔE 至少为由n ＝2的能级跃迁至基态时的能量变化，则ΔE ＝E 2－E 1＝－34E 1，联立解得v 0＝－3E 1m，故C 正确． 【答案】 C8．(2010·河北正定中学高三检测)如图所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级．用以下能量的光子照射基态的氢原子时，能使氢原子跃迁到激发态的是 ( )A ．1.51eVB ．3.4eVC ．10.2eVD ．10.3eV【解析】 由于10.2eV 的能量刚好是氢原子中1、2能级的能量差，所以用10.2eV 的光子照射基态的氢原子能使氢原子跃迁到激发态．故C 正确．【答案】 C9．(2007·高考重庆理综)真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成，板面积为S ，间距为d .现用波长为λ(λ1<λ<λ2)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电荷量Q 正比于( )A.d S (λ－λ1λλ1) B.d S (λ2－λλλ2) C.S d (λ－λ1λλ1) D.S d (λ2－λλλ2) 【解析】 当电容器极板所带为最终电荷量时，两板间电压为截止电压，即此时最大初动能完全用来克服电场力做功，末速度为0.则有：hν－hν2＝eU ，又ν＝c λ，C ＝εS 4πkd ，U ＝Q C， 解得Q ＝Chc e (1λ－1λ2)＝εhc 4πke ·S d ·(λ2－λλλ2)， 由于εhc4πke为常数，故D 项正确． 【答案】 D10．如图所示，只含两种单色光的复色光束PO ，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱体后，被分成OA 和OB 两束，沿图示方向射出．若用光束OA 照射某金属，能使该金属产生光电效应现象，并测得光电子的最大初动能E k .如果改用光束OB 照射同一金属，则下列判断正确的是 ( )A ．不能产生光电效应现象B ．能产生光电效应现象，并且光电子的最大初动能等于E kC ．能产生光电效应现象，并且所有光电子的初动能都大于E kD ．能产生光电效应现象，并且光电子的最大初动能大于E k【解析】 当复色光束PO 沿半径方向射到界面时，OA 发生折射进入空气，而OB 在界面处发生反射，说明玻璃对光线OB 的折射率大于对光线OA 的折射率，所以光线OB 的频率大于光线OA 的频率，因为E k ＝hν－W ，所以当OA 照射金属发生光电效应时，光线OB 一定能发生光电效应，且光电子最大初动能大于光线OA 照射时的最大初动能．【答案】 D二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11．(2009·高考海南卷)已知：功率为100W 的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c ＝3.0×108m/s ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s.假定所发出的可见光的波长都是560nm ，计算灯泡每秒内发出的光子数．【解析】 一波长为λ光子的能量为 E 0＝hc λ① 设灯泡每秒内发出的光子数为n ，灯泡电功率为P ，则n ＝kP E 0②式中，k ＝5%是灯泡的发光效率．代入题给数据得n ＝1.4×1019个 ④12．(1)人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34eV ，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106m/s ，求该紫外线的波长λ(电子质量m e ＝9.11×10－31kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s,1eV＝1.60×10－19J)．(2)风力发电是一种环保的电能获取方式．设计每台风力发电机的功率为40kW.实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29kg/m 3，当地水平风速约为10m/s ，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？【解析】 本题考查的知识点比较浅，但知识的跨度大，涉及了力学、近代物理等多方面知识，把近代物理与力学、电学结合考查是高考的热点，也是中学物理教学的薄弱环节．【答案】 (1)爱因斯坦于1905年提出的光子说成功解释了光电效应现象12m e v 2＝hν－W λ＝c νλ＝0.2μm (2)P 电t η＝12mv 2＝12ρSvt ×v 2，即P 电η＝12ρSv 3 S ＝πR 2 R ＝9.94m. 13．图所示为伦琴射线管的示意图，K 为阴极钨丝，发射的电子的初速度为零，A 为对阴极(阳极)，当AK 之间加直流电压U ＝30kV 时，电子被加速打在对阴极A 上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，试求：(1)电子到达对阴极的速度是多大？(2)由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？(3)若AK 间的电流为10mA ，那么每秒钟从对阴极最多能辐射出多少个伦琴射线光子？(电子电荷量e ＝1.6×10－19C ，质量m ＝0.91×10－30kg ，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)【解析】 (1)12mv 2＝eU ∴v ＝2eUm＝2×1.6×10－19×30×1030.91×10－30m/s ≈1.0×108m/s(2)∵12mv 2＝eU ，hν＝h c λ∴λ＝hc eU ＝6.63×10－34×3.0×1081.6×10－19×30×103m≈4.1×1011m (3)光子数最多与电子数相等，∴n ＝E hν＝UIt hc ·λ＝UIt hc ·hc eU ＝I ·t e ＝10×10－3×11.6×10－19个＝6.25×1016个 【答案】 (1)1.0×108m/s (2)4.1×10－11m(3)6.25×1016个。

2024高考物理量子物理学专题练习题及答案一、选择题1. 下列说法正确的是：A. 电子云中的电子运动呈连续轨道。

B. 电子在原子核周围的轨道上运动速度是恒定的。

C. 电子在原子核周围的轨道上运动具有不确定性。

D. 电子在原子核周围的轨道上运动具有确定的轨迹。

答案：C2. 根据波粒二象性原理，下列说法正确的是：A. 波动性只存在于光学现象中。

B. 微观粒子既具有波动性又具有粒子性。

C. 微观粒子只具有波动性，不具有粒子性。

D. 微观粒子只具有粒子性，不具有波动性。

答案：B3. 某氢原子的能级为-13.6电子伏特，当电子从第3能级跃迁到第2能级时，所辐射的光子的能量为：A. 10.2电子伏特B. 12.1电子伏特C. 1.89电子伏特D. 2.04电子伏特答案：D二、填空题1. 根据不确定性原理，测量一个粒子的位置和动量越准确，就会越大地影响到它的 _______。

答案：状态2. 量子力学中，电子在原子内的运动状态由 _______ 表示。

答案：波函数3. 量子力学中，电子的能级用 _______ 表示。

答案：量子数三、简答题1. 什么是量子力学？请简述其基本原理。

答：量子力学是描述微观粒子行为的物理理论。

其基本原理包括波粒二象性原理和不确定性原理。

波粒二象性原理指出微观粒子既具有波动性又具有粒子性，可以用波函数来描述其运动状态。

不确定性原理指出无法同时准确地确定粒子的位置和动量，测量一个物理量会对另一个物理量产生不可忽略的影响。

2. 请简述量子力学中的量子力学态和测量问题。

答：量子力学态是用波函数表示的一种描述微观粒子运动状态的数学表示。

波函数包含了粒子的位置信息和概率分布。

在量子力学中，测量问题指的是测量粒子的某个物理量时，由于波粒二象性原理和不确定性原理的存在，测量结果只能是一系列可能的取值，并且每个取值的概率由波函数给出。

四、综合题某物理学家正在研究一个单电子系统，该系统可以用简化的一维势场模型来描述。

高考物理复习 考点16 量子论初步 原子核一、选择题1.（2011·四川理综·T18）氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为1ν，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为2ν，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( )A. 吸收光子的能量为h 1ν + h 2νB. 辐射光子的能量为h 1ν + h 2νC. 吸收光子的能量为h 2ν- h 1νD. 辐射光子的能量为h 2ν - h 1ν【思路点拨】画出可能的能级图（有两种情况），再结合能量守恒定律进行筛选.【精讲精析】选D.由题意可知能级m 和k 皆高于n ，但能级m 与k 之间高低关系不确定.若m 高于k ，则氢原子从能级k 跃迁到能级m 时，吸收光子能量为h 1ν - h 2ν；若k 高于m ，则氢原子从能级k 跃迁到能级m 时，辐射光子能量为h 2ν - h 1ν.由此判断只有D 是正确的.另外，此题可画出相应的能级图以帮助分析.2.（2011·大纲版全国·T18）已知氢原子的基态能量为E ，激发态能量21/n E E n =，其中n=2,3…。

用h表示普朗克常量，c 表示真空中的光速。

能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A. 143hc E -B.12hc E -C.14hc E -D. 19hc E - 【思路点拨】解答本题要把握以下思路：【精讲精析】选C 从第一激发态到电离状态吸收的能量420121E E E -=-=∆，根据λνc h h E ==∆，所以14E hc -=λ，因此正确答案为C 3.（2011·重庆理综·T16）核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线.下列说法正确的是( )由初末E E E -=∆，求出E ∆ 根据λc h E =∆求出波长λA.碘131释放的β射线由氦核组成B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C.与铯137相比，碘131衰变更慢。

一、选择题1．(2009·高考北京卷)下列现象中，与原子核内部变化有关的是()A．α粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象答案：B解析：α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及核内部的变化，故A项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发地放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及原子核的变化，故C项错误；原子发光是原子跃迁形成的，也没有涉及原子核的变化，故D项错误．2．(2010·高考全国卷Ⅰ)原子核92238U经放射性衰变①变为原子核90234Th，继而经放射性衰变②变为原子核91234Pa，再经放射性衰变③变为原子核92234U.放射性衰变①、②和③依次为()A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变答案：A解析：本题考查核反应特点、α衰变和β衰变特点，意在考查考生理解和识记a衰变和β衰变特点的能力以及分析判断的能力．根据核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒特点，92238U核与92234Th核比较可知，核反应的另一产物为24He，所以衰变①为α衰变，BC 项排除；91234Pa核与91234U核比较可知，核反应的另一产物为－10e，所以衰变③为β衰变，A项正确．3．(2010·高考广东卷)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A．92238U→90234Th＋24He是α衰变B．714N＋24He→817O＋11H是β衰变C．12H＋13H→24He＋01n是轻核聚变D．3482Se→3682Kr＋2－10e是重核裂变答案：AC解析：本题考查核反应类型及核反应方程式，意在考查考生的理解能力．A项是α衰变，正确；B项是原子核的人工转变，错误；C项是轻核聚变，正确；D项是β衰变，错误．4．放射性同位素1124Na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是()A．2 h B．1.5 hC．1.17 h D．0.75 h答案：A解析：本题考查考生对半衰期的理解，我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8，所以题中所给的6 h 为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2 h ，也可根据m 余＝m 原(12)t T 得18＝(12)6T，T ＝2 h. 5．如图15－2－5所示，x 为未知的放射源，L 为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L 后，计数器的计数率大幅度减小，在L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x 可能是( )图15－2－5A ．α和β的混合放射源B ．纯α放射源C ．α和γ的混合放射源D ．纯γ放射源答案：C解析：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力．在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线．因此放射源可能是α和γ的混合放射源．6．下列说法正确的是( )A. 88226Ra 衰变为 86222Rn 要经过1次α衰变和1次β衰变B. 92238U 衰变为 91234Pa 要经过1次α衰变和1次β衰变C. 90232Th 衰变为 82208Pb 要经过6次α衰变和4次β衰变D. 92238U 衰变为 86222Rn 要经过4次α衰变和4次β衰变答案：BC解析：设 88226Ra 衰变为 86222Rn 要经过x 次α衰变和y 次β衰变，其衰变方程为 88226Ra → 86222Rn ＋x 24He ＋y －10e ， 根据质量数守恒和电荷数守恒分别有226＝222＋4x,88＝86＋2x －y ，解得x ＝1，y ＝0.可见选项A 错误．设 92238U 衰变为 91234Pa 要经过n 次α衰变和m 次β衰变，其衰变方程为 23892U → 91234Pa ＋n 24He ＋m 0－1e ，根据质量数守恒和电荷数守恒分别有238＝234＋4n,92＝91＋2n －m ，解得n ＝1，m ＝1，选项B 正确．同理可知选项C 正确，选项D 错误．7．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线答案：D解析：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，故A错；α、β、γ三种射线中，α粒子速度最小，其贯穿本领最小，故B错；β衰变的原因是原子核内部的中子转化为质子时产生了电子，故C错；衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，释放能量并辐射出γ射线，故D对．8．(2009·高考安徽卷)原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为612H→k24He＋d11H＋201n＋43.15 MeV由平衡条件可知()A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3答案：B解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有4k＋d＝10,2k＋d＝6，解得k＝2，d＝2.正确选项为B.9．(2009·高考重庆卷)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为()11H＋612C→713N＋Q111H＋715N→612C＋X＋Q2方程式中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：A．X是23He，Q2>Q1B．X是24He，Q2>Q1C．X是23He，Q2<Q1D．X是24He，Q2<Q1答案：B解析：11H＋612C→ 713N中质量亏损为Δm1＝1.007 8u＋12.000 0u－13.005 7u＝0.002 1u，根据电荷数守恒和质量数守恒可知11H＋715 N→ 612 C＋X中X的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm2＝1.007 8u＋15.000 1u－12.000 0u－4.002 6u＝0.005 3u，根据爱因斯坦的质能方程可知Q1＝Δm1c2、Q2＝Δm2c2，则Q1<Q2.10．在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆，圆的直径之比为7∶1，如图15－2－6所示，那么，碳14的衰变方程是()图15－2－6A. 614C →24He ＋ 410BeB. 614C →0＋1e ＋ 514BC. 614C →0－1e ＋ 714ND. 614C →12H ＋ 512B答案：C解析：因r ＝m v /qB ，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足m 1v 1＝m 2v 2，所以r 1r 2＝m 1v 1q 1B /m 2v 2q 2B ，得q 1q 2＝17. 二、非选择题11．约里奥－居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素1530P 衰变成1430Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是__________.1532P 是1530P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 1532P 随时间衰变的关系如图15－2－7所示，请估算4 mg 的1532P 经多少天的衰变后还剩0.25 mg.图15－2－7答案：正电子 56天(54～58天都算对)解析：1530P 衰变的方程：1530P →1430Si ＋10e ，即这种粒子为正电子．题图中纵坐标表示剩余1532P 的质量，经过t 天4 mg 的1532P 还剩0.25 mg ，也就是1 mg 中还剩0.254mg ＝0.062 5 mg ，由题图估读出此时对应天数为56天．12．质量为m 1的24He 核，以速度v 0轰击质量为m 2的静止的 714N 核，发生了核反应，最终产生两种新粒子A 和B .其中A 为 817O 核，质量为m 3，速度为v 3；B 的质量为m 4.(1)写出核反应方程式；(2)计算粒子B 的速度v B ；(3)粒子A 的速度符合什么条件时，粒子B 的速度方向与He 核的运动方向相反？答案：(1)24He ＋ 714N ―→ 817O ＋11H(2)m 1v 0－m 3v 3m 4 (3)v 3＞m 1v 0m 3解析：(1)24He ＋ 714N ―→ 817O ＋11H.(2)由动量守恒定律有m 1v 0＝m 3v 3＋m 4v B ，解得v B ＝m 1v 0－m 3v 3m 4. (3)当m 1v 0－m 3v 3＜0时，B 的速度与He 核的速度方向相反．解得v 3＞m 1v 0m 3. 13．浙江秦山核电站第三期工程有两个60万千瓦发电机组已并网发电．(1)发电站的核能来源于 92235U 的裂变，现有四种说法：A. 92235U 裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小B. 92235U 的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为： 92235U ＋01n ―→ 56141Ba ＋3692Kr ＋301nC. 92235U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短D ．一个 92235U 核裂变能放出约200 MeV 的能量，合3.2×10－11 J 以上四种说法中正确的是__________．(2)已知铀235的质量为235.043 9 u ，钡141的质量为140.913 9 u ，氪92的质量为91.897 3 u ，每个中子质量为1.008 7 u. 1 kg 铀235发生(1)中的铀核裂变所放出的能量相当于多少优质煤完全燃烧时放出的能量？(1 kg 优质煤完全燃烧时能产生3.36×107 J 的热量)(3)这座核电站核能转化为电能的效率为η＝40%，假定反应堆中发生的裂变反应全是(1)中的核反应，则每年需要多少浓缩铀(浓缩铀中铀235的含量占2%)?答案：(1)BD (2)2.45×103 t (3)5.7×104 kg解析：(1) 92235U 裂变时，核子数、质子数守恒，只是重核的核子平均质量大于中等质量的核的核子平均质量，产生质量亏损，释放核能，故A 错，B 对. 92235U 的半衰期不会随环境温度的变化而改变，它是由核内部自身的因素决定的，故C 错.1 MeV ＝1×106×1.6×10－19 J ＝1.6×10－13 J ，故D 对．(2)质量亏损为：Δm ＝(m U ＋m n )－(m Ba ＋m Kr ＋3m n )＝236.052 6 u －235.837 3 u ＝0.215 3 u.释放的能量：ΔE ＝Δmc 2＝201 MeV .1 kg 铀235含有的铀原子核数目为N ＝1 000235×6.02×1023＝2.56×1024个． 1 kg 铀完全反应释放的总能量为：E 总＝N ·ΔE ＝2.56×1024×201×106×1.60×10－19 J ＝8.23×1013 J.1 t 煤完全燃烧释放的能量为：E ＝1 000×3.36×107 J ＝3.36×1010 J ，故1 kg 铀完全反应相当于这样的煤完全燃烧的质量为： m 煤＝2.45×103 t.(3)核电站每年放出的热量Q ＝Pt η＝2×60×107×365×24×3 60040%J ＝9.46×1016 J. 需要浓缩铀：m ＝Q E 总×0.02＝5.7×104 kg.。

高三物理总复习 量子论初步㈡练习题1.氢原子从第2能级跃迁到第1能级过程中的能量变化，有下列说法：①电子的动能一定增大；②原子系统的电势能一定减小；③电子动能的增加量一定等于系统电势能的减少量；④电子动能的增加量一定小于系统电势能的减少量。

以上说法中正确的有A.只有①②B.只有①②③C.只有④D.只有①②④2.用波长分别为λ1、λ2的两种单色光分别照射a 、b 两种金属，发现用波长为λ1的光照射，a 、b 都能发生光电效应；用波长为λ2的光照射a 能发生光电效应，照射b 不发生光电效应。

设a 、b 两种金属的逸出功分别为W a 、W b ，则下列结论正确的是A.λ1>λ2，W a >W bB.λ1>λ2，W a <W bC.λ1<λ2，W a >W bD.λ1<λ2，W a <W b3. 现有a 、b 、c 三束单色光，其波长关系为λa >λb >λc 。

用b 光束照射某种金属时，恰能发生光电效应。

若分别用a 光束和c 光束照射该金属，则可以断定A.a 光束照射时，不能发生光电效应B.c 光束照射时，不能发生光电效应C.a 光束照射时，释放出的光电子数目最多D.c 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小4.右图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E 。

处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。

已知金属钾的逸出功为2.22eV 。

在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有A.二种B.三种C.四种D.五种5.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 1=-54.4eV ，氦离子能级的示意图如图所示。

在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 A.40.8eV B.43.2eV C.51.0eV D.54.4eV6.一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互作用后，电子向某一方向运动，而光子向另一个方向散射出去。

峙对市爱惜阳光实验学校第十五单元近代物理初步第73讲量子论初步1.下表给出了一些金属材料的逸出功.现用波长为(普朗克常量h＝3×10－34J·s，光速c＝3.0×108 m/s)( )A.2种B.3种C.4种D.5种解析：λ＝400 nm光子的能量为：E＝h cλ＝7×10－19 J故可使铯、钙发生光电效.答案：A2.氢原子的能级为：E1＝－1 eV，E2＝－ eV，E3＝－1 eV，E4＝－0.85 eV.现用光子能量介于11 eV～1 eV之间的某单色光去照群处于基态的氢原子，那么以下说法正确的选项是( )A.照射光的光子一会被某一能级态的氢原子吸收B.照射光的光子可能会被几个能级态的氢原子吸收C.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有3种D.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有2种解析：单色光的能量于E1－E2＝1 eV或E1－E3＝12.09 eV时才能被基态原子吸收，此外不能被吸收，应选项A、B错误.假设光子能量为12.09 eV时，被激发后的氢原子处于n＝3能级，可能发射3种光子，应选项C正确、D错误.答案：C3.在双缝干预中，在光屏处放上照相底片，假设减弱光的强度使光子只能一个一个地通过狭缝.结果说明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些无规那么的亮点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规那么的干预条纹.以下与这个结果相关的分析中，不正确的选项是．．．．．．．( )A.曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现无规那么的亮点B.单个光子的运动没有确的轨道C.干预条纹中明亮的是光子到达时机较多的地方D.只有大量光子才能表现出波动性解析：少量的光子表现为粒子性，波动性不明显，大量的光子才表现为波动性，光子表现的波动性为一种概率波，应选项B、C、D正确.答案：A4.可见光的光子能量在1.61 eV～0 eV 范围内，假设氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据如下图的氢原子能级图可判断n为[高考·理综卷]( )A.1B.2C.3D.4解析：由题图可以看出，假设n＝1，那么由高能级向低能级跃迁时，释放出的光子的最小能量E＝E2－E1＝10.2 eV；假设n＝2，那么由高能级向低能级跃迁时释放出的光子的最小能量E＝E3－E2＝9 eV；假设n＝3，那么释放光子的最大能量E＝1 eV.由此可知，只有选项B正确.答案：B5.图示是利用光电管研究光电效的原理示意图，用一强度的某频率的可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，那么( )A.假设将滑动变阻器的滑动触头移到a端，电流表中一无电流通过B.滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表的示数可能会减小C.将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用紫外线照射阴极K，电流表中一有电流通过D.假设将电源反接，光电管中一无电流通过解析：假设滑动触头移到a端，U KA＝0，但由于光电子具有初动能向A端运动，电流表中仍有电流通过，应选项A错误；在滑动触头由a端向b端滑动的过程中电流增大，到达饱和电流后不变，应选项B错误；紫外线的频率大于可见光，一有光电流，应选项C正确；电源反接后，假设U KA＜hν－W逸e，仍有光电流通过，应选项D错误.答案：C6.氢原子处于基态时，原子能量E1＝－1 eV，电子的电荷量e＝1.6×10－19 C，质量m＝0.91×10－30 kg，普朗克常量h＝3×10－34J·s，处于量子数为n 的氢原子具有的能量E n＝E1n2(n＝1,2,3…).(1)假设要使处于n＝2的氢原子电离，那么至少要用多大频率的电磁波照射？(2)钠的极限频率为6.00×1014Hz，今用一群处于n＝4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条光谱线可使钠发生光电效.解析：(1)要使处于n＝2的氢原子电离，照射光的光子能量能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量为：hν＝0－E14得：ν＝1×1014 Hz.(2)由于钠的极限频率为6.00×1014Hz ，那么能使钠发生光电效的光子的能量至少为：E 0＝hν＝3×10－34×6.00×10141.6×10－19eV ＝86 eV 由ΔE ＝E m －E n (m ＞n )知，处于n ＝4激发态的氢原子向低能级跃迁可能辐射出的光子的能量分别为：E 43＝E 142－E 132＝0.66 eVE 42＝E 142－E 122＝5 eVE 41＝E 142－E 1＝15 eVE 32＝E 132－E 122＝9 eVE 31＝E 132－E 1＝12.09 eVE 21＝E 122－E 1＝10.2 eV故能使钠发生光电效的有4条谱线. 答案：(1)1×1014Hz (2)4第74讲原子和原子核体验1.氢有三种同位素，分别是氕11H、氘21H、氚31H，那么以下说法正确的选项是( )A.它们的质子数相B.它们的核外电子数相C.它们的核子数相D.它们的中子数相答案：AB2.以下说法正确的选项是( )A.玛丽·居里首先提出了原子的核式结构模型B.卢瑟福在α粒子散射中发现了电子C.查德威克在原子核人工转变的中发现了中子D.爱因斯坦为解释光电效的规律提出了光子说解析：玛丽·居里首先发现了放射性元素镭，而不是提出原子的核式结构模型，应选项A错误；卢瑟福在α粒子散射中并没有发现电子，应选项B错误；根据物理学史可知选项C、D正确.答案：CD3.为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪〞(AMS)将在太空中寻找“反物质〞.所谓“反物质〞是由“反粒子〞构成的.“反粒子〞与其对的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反.由此可知反氢原子是( )A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成D.由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成解析：氢原子由一个电子和一个质子组成，根据“反物质〞和“反粒子〞的概念，可知反氢原子由一个带负电荷的反质子和一个带正电荷的正电子组成，应选项B正确.答案：B4.卢瑟福根据α粒子散射提出了原子的核式结构模型.如下图，虚线表示原子核所形成的电场的势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹.在α粒子从a点运动到b点再运动到c点的过程中，以下说法正确的选项是( )A.动能先增大，后减小B.电势能先减小，后增大C.电场力先做负功，后做正功，总功为零D.加速度先变小，后变大解析：α粒子从a点运动到b点的过程中电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b 点运动到c 点的过程中电场力做正功，动能增大，电势能减小，应选项A 、B 错误；a 与c 在同一势面上，故a →c 的过程中电场力做的总功为零，应选项C 正确；越靠近原子核，α粒子受到的电场力越大，加速度越大，应选项D 错误.答案：C5.目前，普遍认为质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成，u 夸克所带的电荷量为23e ，d 夸克所带的电荷量为－13e ，e 为元电荷.那么以下论断中，可能正确的选项是( )A.质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C.质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成解析：质子带电荷量为e ，中子不带电，故质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成；中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成.答案：B6.卢瑟福通过 ，推断原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型.图的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，请在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹.解析： 甲 乙 在卢瑟福的α粒子散射中，观察到了离原子核较近的那些α粒子的运动方向发生了很大改变，有的甚至完全反弹.由此，卢瑟福提出原子中间存在聚集着正电荷和几乎所有的原子质量的核式结构.中间两条α粒子的运动轨迹如图乙所示.答案：α粒子散射 如图乙所示金典练习七量子论初步原子和原子核选择题共10小题，每题6分.在每题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.在α粒子散射中，α粒子可以表示为42He，那么42He中的4和2分别表示( )A.4为核子数，2为中子数B.4为质子数和中子数之和，2为质子数C.4为核外电子数，2为中子数D.4为中子数，2为质子数答案：B2.关于物质的波粒二象性，以下说法错误的选项是．．．．．．( )A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微观粒子都具有波粒二象性B.高速运动的微观粒子跟光子一样，它们都不会发生衍射现象C.波粒二象性中的波动性，是大量光子或大量高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是完全不相同的D.波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观现象中是统一的解析：在微观领域，各种粒子均具有波粒二象性，即出现各个位置的概率不同，均会出现区和减弱区，形成干预、衍射现象；从公式E＝hν可知，微观粒子的波动性和粒子性是统一的，应选项A、C、D正确.答案：B3.在光电验中，以下结果正确的选项是( )A.当光照时间增大为原来的两倍时，光电流强度也增大为原来的两倍B.当入射光频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍C.当入射光的强度增大为原来的两倍时，可能不产生光电效D.当入射光的波长增大为原来的两倍时，单位时间内发射光电子的数量也增大为原来的两倍解析：电流是瞬时量，与时间的积累无关，应选项A错误；由E k＝hν－W 逸可知，E k′＝h·2ν－W逸，应选项B错误；当入射光的频率小于极限频率时，无论入射光的强度多大都不会发生光电效，应选项C正确；当入射光的波长增大为原来的两倍时，有可能不发生光电效，应选项D错误.答案：C4.在卢瑟福的α粒子散射中，某一α粒子经过某一金原子核附近的运动轨迹如图中的实线所示.图中P、Q是轨迹上的两点，虚线是经过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核和α粒子的作用，那么原子核的位置( )A.一在①区B.可能在②区C.可能在③区D.一在④区解析：原子核和α粒子的库仑力沿两者连线方向，以P 和Q 两点为例，库仑力又指向轨迹曲线“凹〞的一侧，满足要求的只有①区.答案：A5.分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1∶2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，那么此金属板的逸出功为( )A.hc 2λB.2hc 3λC.34hcλD.4hλ5c解析：由光电效方程得：4hc 3λ－W ＝2(hcλ－W )解得：W ＝2hc3λ.答案：B6.如下图，a 、b 、c 分别表示氢原子不同能级间的三种跃迁，发生a 、b 、c 三种跃迁时，释放光子的波长分别是λa 、λb 、λc ，那么以下说法正确的选项是( )A.从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级时，释放光子的波长可表示为λb ＝λa λcλa ＋λcB.从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级时，核外电子的电势能减小，动能也减小C.假设用波长为λa 的光照射某金属恰好能发生光电效，那么波长为λc 的光照射该金属时也一能发生光电效D.假设用11 eV 的光子照射时，至少可以使处于某一能级上的氢原子吸收光子而发生跃迁解析：由波尔理论可知h c λa ＝E 2－E 1，h c λc ＝E 3－E 2，h c λb ＝E 3－E 1＝hc (1λa＋1λc)可得：λb ＝λa λcλa ＋λc应选项A 正确.从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级电子的电势能减小，动能增大，总能量减小，应选项B 错误.h c λa ＞h c λc，故波长为λc 的光不一能使该金属发生光电效，应选项C 错误. 氢原子任意两能级之差都不于11 eV ，故11 eV 的光子不能使任一能级的氢原子发生跃迁，选项D 错误.答案：A7.使氢原子能级受激发跃迁有两种途径——光照和实物粒子撞击.氢原子辐射能量时每个原子的每一次跃迁辐个光子.欲使处于基态的氢原子激发，以下措施可行的是(E 1＝1 eV ，E n ＝E 1n2)( )A.用10.2 eV 的光子照射B.用11 eV 的光子照射C.用14 eV 的光子照射D.用11 eV 的电子碰撞解析：氢原子能级跃迁时，只能吸收能量值刚好于某两能级之差的光子，应选项A 正确.对于14 eV 的光子，其能量大于氢原子的电离能(1 eV)，足以使氢原子电离，应选项C 正确.用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可或被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或于基态和某个激发态量的能量之差，也可使氢原子激发，应选项D 正确.答案：ACD8.氦原子被电离一个核外电子，形成类似氢结构的氦离子.基态的氦离子能量E 1＝－5 eV ，氦离子能级的示意图如下图.在具有以下能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )eV eV eV eV解析：大于于基态能级的绝对值或于两能级差的光子能被吸收，选B.答案：B9.某同学采用了如下图的装置来研究光电效现象.当用某单色光照射光电管的阴极K 时，会发生光电效现象.闭合开关S ，在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U 称为反向截止电压，根据反向截止电压，可以计算到光电子的最大初动能E km .现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到反向截止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m ，电荷量为e ，那么以下关系式正确的选项是( )A.频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度v ＝2eU 1mB.阴极K 金属的逸出功W ＝hν1－eU 1C.阴极K 金属的极限频率ν0＝U 2ν1－U 1ν2U 1－U 2D.普朗克常数h ＝e (U 1－U 2)ν1－ν2解析：反向截止电压的物理意义为恰好使具有最大初动能的光电子不能到达A 极，由此得eU 1＝12mv 21＝hν1－W ；eU 2＝12mv 22＝hν2－W .应选项A 、B 正确.又因为金属的逸出功W ＝hν0，故有：eU 1＝hν1－hν0 eU 2＝hν2－hν0解得：ν0＝U 2ν1－U 1ν2U 2－U 1h ＝e (U 1－U 2)ν1－ν2应选项C 错误、D 正确. 答案：ABD10.氢原子的能级如下图，可见光的光子能量范围约为1.62 eV ～1 eV ，以下说法错误的选项是．．．．．．( )A.处于n ＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B.大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效C.大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D.大量处于n ＝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解析：处于n ＝3能级的氢原子吸收光子而发生电离的最小能量是1 eV ，又因紫外线的频率大于可见光的频率，所以紫外线的光子能量E ≥1 eV ，应选项A 正确.由能级跃迁理论知，氢原子由高能级向n ＝3能级跃迁时，发出光子的能量E ≤1 eV ，所以发出光子能量小于可见光的光子能量.由E ＝hν知，发出光子频率小于可见光的光子频率，发出光子为红外线，具有较强的热效，应选项B 正确.由能级跃迁理论知，n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可发出6种不同频率的光子，应选项C 正确.由能级跃迁理论知，大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，发出光子的能量分别为：0.66 eV(4→3)，5 eV(4→2),15 eV(4→1),9 eV(3→2),12.09 eV(3→1)，10.2 eV(2→1)，所以只有3→2和4→2跃迁时发出的2种频率的光子属于可见光，应选项D 错误.答案：D非选择题共3小题，共40分.11.(13分)德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的研究.如图甲所示，他们在阴极射线管中充入要考察的汞蒸气，阴极发射出的电子经阴极K 和栅极R 之间的电压U R 加速，电子到达栅极R 时，电场力做的功为eU R .此后电子通过栅极R 和阳极A 之间的减速电压U A .通过阳极的电流如图乙所示，随着加速电压增大，阳极电流在短时间内也增大，但是电压到达一个特的值U R 后，观察到电流突然减小.在这个电压值上，电子的能量刚好能够激发和它们碰撞的原子.而参加碰撞的电子放出能量，速度减小，因此到达不了阳极，阳极电流减小.eU R 即为基态气体原子的激发能.得到汞原子的各个能级比基态高以下能量值：8 eV,8 eV,7 eV,10.32 eV.由此可知图乙中的U 1＝ V ，U 2＝V.甲 乙解析：由题意知，eU R ＝E n －E 1时电流突然减小，那么：U 1＝8 eV ，U 2＝8 eV.答案：8 812.(13分)金属晶体中晶格大小约为1×10－10m ，电子经加速电场加速后形成一电子束，电子束照射到该金属晶格时，获得明显的衍射图样，那么这个加速电场的电压约为多少？(电子的电荷量e ＝1.6×10－19C ，电子的质量m e ＝×10－31kg ，普朗克常量h ＝3×10－34J·s，物质波的波长λ＝hp，p 为动量.结果保存两位有效数字)解析：当电子运动的德布罗意波长与晶格大小差不多时，可以得到明显的衍射图样，由此可估算出加速电场的电压.设加速电场的电压为U ，那么电子加速获得的动能E k ＝eU ，而电子的动量p ＝2E k m e .电子的德布罗意波长λ＝h p ＝h2E k m e加速电压U ＝h 22λ2em e把数据代入解得：U ＝×102V.答案：×102V13.(14分)(1)发生光电效时，光电子的最大初动能由光的 和决.(2)图示为测光电效产生的光电子比荷的原理简图.将两块相距为d 的平行板放在真空容器中，其中金属板N 受光线照射时发射出沿不同方向运动的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转.假设调节R ，逐渐增大极板间的电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表的示数为U 时，电流恰好为零；断开开关，在MN 间加上垂直纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感强度，也能使电流为零.当磁感强度为B 时，电流恰好为零.由此可算得光电子的比荷em ＝ .(用量U 、B 、d 表示)解析：(2)当电压表的示数为U 时，垂直N 板并具有最大初动能的电子恰好不能到达M 板，那么eU ＝12mv 2m .断开开关，在M 、N 两板间加上垂直纸面、磁感强度为B 的匀强磁场时，电流恰好为零.根据圆周运动和几何关系有：ev m B ＝m v 2m d 2联立解得：e m ＝8U B 2d 2. 答案：(1)频率 金属的逸出功 (2)8UB 2d 2。

《1. 量子论初步》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、以下哪个选项不是量子力学的基本假设？A. 能量量子化假设B. 波粒二象性假设C. 经典力学的规律适用于所有宏观物体D. 不确定性原理2、在量子力学中，描述电子在原子核外运动状态的波函数通常满足什么方程？A. 波动方程B. 薛定谔方程C. 拉格朗日方程D. 牛顿运动定律3、根据波尔理论，氢原子的电子在轨道上运动时，其能量状态是（）A. 连续的B. 量子化的C. 不存在的D. 随机的4、下列哪个现象不是由量子效应引起的（）A. 光电效应B. 激光的产生C. 半导体的导电性D. 热力学第二定律5、在光电效应实验中，当入射光的频率大于金属材料的阈值频率时，下列哪个描述是正确的？A. 增加入射光强度不会增加逸出电子的最大初动能。

B. 减小入射光频率（但仍高于阈值频率），可以增加逸出电子的最大初动能。

C. 入射光的频率越低，产生的光电子数越多。

D. 只要入射光强度足够大，即使低于阈值频率也能产生光电效应。

6、假设有一个氢原子处于n=3的激发态，当它跃迁到较低能级时，根据波尔理论，下面哪一种说法是正确的？A. 氢原子只能发射特定频率的光子，这些频率对应于两个能级之间的能量差。

B. 氢原子可以从n=3直接跃迁到任何更低的能级，包括基态和非整数的量子态。

C. 当氢原子从n=3跃迁到n=2时，所发射光子的能量比从n=3跃迁到n=1时更大。

D. 氢原子在跃迁过程中吸收而不是发射光子。

7、下列关于量子论初步的描述中，正确的是（）A. 普朗克的能量量子化假说是为了解释光电效应而提出的。

B. 爱因斯坦提出光子假说，解释了光电效应的实验现象。

C. 德布罗意提出了波粒二象性理论，认为所有物质都具有波动性和粒子性。

D. 薛定谔方程是描述微观粒子运动规律的方程，但它只能得到概率波函数。

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、以下关于量子论的描述中，正确的是（）A. 普朗克提出了能量量子化的概念，认为能量是以离散的量子形式存在的B. 爱因斯坦提出了光量子假说，解释了光电效应现象C. 波尔提出了量子化的轨道理论，解释了氢原子的光谱线D. 德布罗意提出了物质波假说，认为所有物质都具有波动性质2、以下关于量子态的描述中，不正确的是（）A. 量子态是描述微观粒子状态的数学函数B. 量子态具有叠加性，一个量子态可以表示为多个量子态的线性组合C. 量子态是固定的，不可改变的D. 量子态的测量结果具有不确定性3、关于量子论，下列说法正确的是：A. 光的波粒二象性是量子力学的基础之一，表明光既可以表现出波动特性也可以表现出粒子特性。

《1. 量子论初步》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、关于光的波粒二象性，下列说法正确的是：A. 光在传播过程中表现为波动性，在与物质相互作用时表现为粒子性。

B. 光仅在特定条件下表现出波动性。

C. 光子的能量与其频率成反比。

D. 光的粒子性由托马斯·杨通过双缝实验首次证明。

2、在光电效应实验中，如果增加入射光的强度而不改变其频率，则会发生什么变化？A. 光电子的最大初动能增加。

B. 每秒钟从金属表面逸出的光电子数目增加。

C. 光电子的最大初动能减少。

D. 没有光电子逸出。

3、下列关于普朗克量子假说的说法正确的是：A、普朗克提出量子假说是为了解释黑体辐射现象。

B、普朗克认为光的发射和吸收是连续的。

C、普朗克提出量子假说时，认为能量是无限可分的。

D、普朗克提出量子假说后，立即得到了物理学界的普遍认可。

4、下列关于波粒二象性的描述正确的是：A、光同时具有波动性和粒子性。

B、电子只有波动性，没有粒子性。

C、宏观物体不具有波粒二象性。

D、所有物质都具有波粒二象性。

5、随着科学技术的发展，人类对原子结构的认识越来越深入。

下列关于原子结构的说法正确的是（）。

A、玻尔模型完全解释了氦原子的光谱现象。

B、原子核是由质子、中子和电子组成的。

C、电子云表示电子在原子核外某处单位体积内出现的概率密度。

D、卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙的“葡萄干果馅布丁模型”。

6、在量子化理论中，电子绕核运动轨道被限制在特定的能级上，且只有在某些特定能量下电子才能跃迁到邻近的能级。

当一个处于激发态的氢原子（电子绕核运动的能量较高）向基态跃迁时，会发射光子。

请问，氢原子从能级n=3跃迁到n=2时，发射的光子能量最接近下列哪个值（）。

A、10.2 eVB、12. 09 eVC、1. 51 eVD、3. 4 eV7、普朗克在研究黑体辐射问题时，提出了能量量子化的假设，即每一个辐射体或吸收体的能量都是某些最小能量值的整数倍。

高二物理《量子论初步》、《原子核》测试题级 学号 姓名一、选择题：1、根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n 越大则: ( ) A 、电子轨道半径越小； B 、核外电子速度越小； C 、原子能级的能量越小 ； D 、原子的电势能越小。

2、欲使处于基态的氢原子被激发，下列可行的措施是: ( ) A 、用10.2 ev 的光子照射； B 、用11 ev 的光子照射； C 、用14 ev 的光子照射； D 、用11 ev 的电子碰撞。

3、氢原子处于基态，被一束单色光照射时，共发射出三种频率分别为υ1、υ2、υ3、的光子，且υ1>υ2>υ3，则入射光子的能量应该是: ( ) A 、h υ1 B 、 h υ2 C 、 h υ3 D 、 h(υ2+υ3)4、玻尔提出的原子结构模型中所做的假设是: ( ) A 、原子处于定态时，电子虽做加速运动，但并不辐射能量； B 、原子的不同定态同电子绕核沿不同轨道运动相对应；C 、电子从核外某一轨道跃迁到另一轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子；D 、电子跃迁时辐射光子的频率等于电子绕核运动的频率。

5、以下哪些实验现象可以说明原子核内部有复杂的结构: ( ) A 、α粒子散射实验； B 、光电效应； C 、原子的电离； D 、天然放射现象。

6、天然放射现象放出三种射线，即α射线、β射线和γ射线，这三种射线中: ( ) A 、使空气电离作用最强的是α射线； B 、贯穿物质本领最大的是γ射线； C 、质量最大的是α射线； D 、速度最大的是α射线。

7、用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变: ( ) A 、把该元素放在低温处； B 、把该元素密封在很厚的铅盒子里； C 、把该元素同其他的稳定元素结合成化合物； D 、上述各种方法无法减缓放射元素的衰变。

8、氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天,20g 氡222经过7.6天后还剩下: ( ) A 、 10g ； B 、 5g ； C 、 2.5g ； D 、 1.25g 。

电源G图－1 <<量子论初步>>同步训练习题一、光电效应、光子一、选择题1、下列关于光电效应的说法中正确的是（ ）A 、入射光频率决定了金属电子的逸出功大小B 、入射光的强度决定了光电子的最大初动能C 、光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D 、入射光的频率决定了光电子的最大初动能2、如图1所示，线路中的元件都完好。

当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，则其可能的原因是（ ） A 、入射光太弱 B 、光照时间太短C 、入射光的频率太小D 、电源的正负极接反了 3、下列的四个选项中光的能量最小的是（ ）A 、红光B 、黄光C 、绿光D 、紫光4、用绿光照射光电管恰好有电子逸出，欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大，下列的做法中可行的是（ ）A 、增大光的强度B 、增大光照时间C 、增大光电管两极电压D 、改用紫光照射5、某单色光从一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量有（ ）A 、传播速度B 、波长C 、频率D 、能量6、图2是光电效应中光电子的最大初动能k E 与入射光频率ν的关系图线。

从图可知 ①图象的斜率表示（ ）； ②图象中OB 的长度表示（ ）A 、逸出功B 、极限波长C 、普朗克恒量D 、入射光子的能量 二、填空题 1、用红、黄、蓝三种色光在同样的双缝仪器上做干涉实验，则相邻明暗条纹间的间距最宽的是 ，若用这三种色光分别照射同一金属板时均有电子逸出，则用 光照射时逸出光电子的最大初动能最大。

2、在做光电效应实验时能否产生光电效应由 决定；光电流的最大值由 决定。

3、爱因斯坦指出光子的能量跟 成正比。

二、光的波料二象性一、选择题1、下列的现象中能说明光具有波粒二象性的是（ ）A 、光的干涉B 、光的反射C 、光的衍射D 、光的折射2、关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是（ ）A 、传播中的光，一部分是波一部分光是粒子B 、光电子就是光子和电子的总称C 、光的波长越长，波动性就越明显D 、光子数越多，粒子性就越明显著 3、一束复色光从水中射向空气中时分成a 、b 、c 三束，如图3所示，下列的说法中正确的是（ ） A 、a 光的波长最大 ＡＢＯＥk ν0ν图 2 a b c 空气水图312345-13.6-3.4-1.51-0.85-0.54∞E/eV n 图3 B 、c 光的波速最大C 、a 光比c 光易衍射D 、c 光的光子能量最大4、下列的说法中正确的是（ ）A 、麦克斯韦的电磁说认为光具有波粒二象性B 、光电效应证明了光具有粒子性C 、光的衍射和干涉都说明了光具有波动性D 、光波不是电磁波5、关于光的干涉和衍射，以下说法正确的是（ ）A 、 在波峰跟波峰叠加的地方，光就互相加强，出现亮条纹。

量子论初步原子核（附答案）1．人类对光的本性认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述正确的是()A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上都是一样的B．任何一个运动着的物体，都具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光波是概率波2．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图15－1－5所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电图15－1－5 D．锌板带负电，指针带负电3．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使金属产生光电效应的是()A．延长光照时间B．增大光的强度C．换用波长较短的光照射D．换用频率较低的光照射4．(创新应用题)物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，正确的是()A．曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性B．单个光子通过双缝后的落点无法预测C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性5．(2009年高考上海卷)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D ．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大6．A 和B 两种单色光均垂直照射到同一条直光纤的端面上，A 光穿过光纤的时间比B 光穿过的时间长，现用A 和B 两种光照射同种金属，都能发生光电效应，则下列说法正确的是()A ．光纤对B 光的折射率大B ．A 光打出的光电子的最大初动能一定比B 光的大C ．A 光在单位时间内打出的电子数一定比B 光的多D ．B 光的波动性一定比A 光显著7．已知一束可见光a 是由m 、n 、p 三种单色光组成的．检测发现三种单色光中，n 、p 两种色光的频率都大于m 色光；n 色光能使某金属发生光电效应，而p 色光不能使该金属发生光电效应．那么，光束a 通过三棱镜的情况是下图中的()图15－1－68．如图15－1－7所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知()A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于hν0C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为ν0/2时，产生的光电子的最大初动能为E /29．分别用波长为λ和34λ的单色光照射同一金属板，发出光电子的最大初动能之比为1∶2，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为()A.hc 2λB.hc 3λC.34hcλD.hλ5c10.一种X 射线，每个光子具有4×104eV 的能量，此X 射线的波长是多少？一个电子具有多少电子伏特能量时，其德布罗意波长与上述X 射线的波长相等？图15－1－7(电子的质量m＝9.1×10－31kg)11．波长为λ＝0.17μm的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B＝5.6×10－6T·m，光电子质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19C，求：(1)光电子的最大动能；(2)金属筒的逸出功．12．(西安模拟)如图15－1－8所示，一伦琴射线管，K为阴极可产生电子，阴极K与对阴极A外加电压U AK＝30kV.设电子离开K极时速度为零，通过电压加速后而以极大的速度撞到对阴极A上而产生X射线，假定电子的全部动能转为X射线的能量．求：(1)电子到达A极时的速度是多大？(2)从A极发出的X射线的最短波长是多少？(3)若电路中的毫安表的示数为10mA，则每秒从A极最多图15－1－8能辐射出多少个X光子？(已知电子的质量m e＝9.1×10－31kg，电子的电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s)答案1BCD2B3C4BC5AD6BD7A8ABC9B10答案：3.1×10－11m 1.6×103eV11答案：(1)4.41×10－19J(2)7.3×10－19J12答案：(1)1.0×108m/s(2)4.1×10－11m(3)6.25×1016个。

2024年高考物理量子力学基本概念历年真题前言：物理学作为自然科学的一大重要学科，旨在研究物质和能量的基本规律。

而在物理学的发展历程中，量子力学被公认为是最重要的一门学科之一。

量子力学是研究微观领域的物理学，描述了微观世界的粒子行为和其相互作用。

2024年高考物理试题中涉及到了量子力学的基本概念，本文将就这些历年真题进行讨论和解答。

一、波粒二象性在量子力学中，波粒二象性是非常核心的概念。

当我们观察到物质的一些性质时，它们表现出波动性；而在其他情况下，它们则表现出粒子性。

这种既是波又是粒子的性质被称为波粒二象性。

以2018年高考真题为例，第15题要求学生分析光电效应的实验结果。

根据实验结果，光子的能量与光子的频率成正比，而与光子的强度无关。

这个现象很好地解释了光的波动性，即能量与频率的关系，也可以通过光子的粒子性来解释光电效应中的能量转移。

这个问题的答案是C项，即光的粒子性和波动性。

二、波函数和波包波函数是量子力学中的一个重要概念，用来描述量子系统的状态。

根据时间演化，波函数可以发散为多个波包，波包是波函数的叠加态。

波包具有局部化的特性，可以用来描述粒子的位置和动量。

以2019年高考真题为例，第17题要求学生根据波函数图像确定波包的含义。

从图像可以看出，波包在空间上是局部化的，因此可以推断波包对应着一个局部化的粒子，即粒子在空间上具有一定的位置。

三、量子力学的不确定性原理不确定性原理是量子力学的重要原理之一，由海森堡提出。

不确定性原理指出，在同一时间，无法同时准确地测量一个粒子的位置和动量。

这是由于测量的过程会对粒子的状态产生干扰，导致无法同时得到准确的位置和动量信息。

以2020年高考真题为例，第18题要求学生分析电子的位置和动量的可同时确定性。

根据不确定性原理，我们可以得出结论：电子的位置和动量不能同时准确地测量。

因此，这个问题的答案是B项，即位置和动量的不确定性。

四、量子力学的超导和超流超导和超流是量子力学中的重要现象。

高三物理复习光的波动性 量子论初步例题及练习题典型例题例1．能产生干涉现象的两束光是（ ）A ．频率相同、振幅相同的两束光B ．频率相同、相位差恒定的两束光C ．两只完全相同的灯光发出的光D ．同一光源的两个发光部分发出的光分析：比例考察的是对“相干条件”的了解解答：只有频率相同、相差恒定、振动方向相同的光波，在它们相遇的空间里能够产生稳定的干涉，观察到稳定的干涉图样，但是，光波并不是一列连续波，它是由一段段不连续的具有有限长度的所谓“波列”组合而成的，并且波动间的间歇也是不规则的。

两个独立光源发出的光，即使是“频率相同的单色光（实际上严格的单色光并不存在），也不能保持有恒定的相差。

因此，为了得到相干光波，通常是把同一光源发出的一束光分成两束。

杨氏双缝干涉实验中，所以在光源和双缝间设置一个狭缝，就是让点光源发出的一束光，先经第一个缝产生衍射，使得由双缝得到的两束光成为相干光波。

光源发光是以原子为发光单位的，由前面分析可知，我们无法使两只完全相同的灯泡、同一光源的两个发光部分发出频率相同、相差恒定的光。

这样的光源不会产生稳定的干涉现象，无法观察到干涉图样。

所以应选B 。

例2．在真空中频率为4×1014Hz 的是红光，频率为6×1014Hz 的是绿光，现在有一束单色光，它在n=1.5的玻璃中，波长为5000Å，它在这种玻璃中的频率是多少？是什么颜色？在真空中的频率是多少？又是什么颜色？分析：光的频率决定于光的颜色，光从一种介质传到另一种介质时，由于频率不变，故颜色不变，因此，本题关键是求频率。

由n=υc 得，光在玻璃中的速度为 υ=n c =5.11038⨯m/s=2×m/s 它在玻璃中的频率为ν=λυ=108105000102-⨯⨯Hz=4×1014H z 由此可知，该单色光在真空中的频率也为4×1014Hz ，故为红光。

在真空中与玻璃中均为红颜色。