格物学 近代物理原子结构和波粒二象性

能量子表达式、概念理解及简单计算-原子结构和波粒二象性知识点考前基础自测题解析-吉林省等高中物理,平均正确率62.0%

2025-06-06
能量子表达式、概念理解及简单计算-原子结构和波粒二象性知识点考前基础自测题解析-吉林省等高中物理,平均正确率62.0%
1、['能级及能级跃迁', '光的波粒二象性', '康普顿效应的概念、解释及意义', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '光子说及光子能量表达式', '波速、波长和频率(周期)的关系', '光的衍射现象', '光电效应现象及其解释', '原子的核式结构模型']

正确率40.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.一束正在传播的光,有的光是波,有的光是粒子,具有波粒二象性

B.光电效应$${、}$$康普顿效应$${、}$$光的衍射都证明光具有粒子性

C.卢瑟福通过$${{α}}$$粒子散射实验,发现了原子核内部存在中子

D.真空中波长为$${{λ}}$$的光,每个光子的能量为$$E=\frac{h c} {\lambda}$$

2、['静电力做功与电势差的关系', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '单位制']

正确率60.0%$${{“}}$$约瑟夫森结$${{”}}$$由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压$${{U}}$$,则它会辐射频率为$${{v}}$$的电磁波,且$${{v}}$$与$${{U}}$$成正比,即$${{v}{=}{k}{U}}$$。已知比例系数$${{k}}$$仅与元电荷$${{e}}$$的$${{2}}$$倍和普朗克常量$${{h}}$$有关。你可能不了解此现象的机理,但仍可运用物理学中常用的方法,在下列选项中推理判断比例系数$${{k}}$$的值可能为(

B

A.$$\frac h {2 e}$$

B.$$\frac{2 e} {h}$$

C.$${{2}{h}{e}}$$

D.$$\frac{1} {2 h e}$$

3、['能量子表达式、概念理解及简单计算', '单位制']

正确率60.0%$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{1}{1}}$$月$${{1}{6}}$$日第$${{2}{6}}$$届国际计量大会通过$${{“}}$$修订国际单位制$${{”}}$$的决议,正式更新质量单位$${{“}}$$千克$${{”}}$$等四项物理量的基本计量单位。$${{“}}$$千克$${{”}}$$由量子力学中普朗克常数为基准进行了重新定义。请用你学过的知识判断下列质量表达式(其中$${{a}{、}{b}}$$为无单位常数,$${{ν}}$$为频率,$${{h}}$$为普朗克常量,$${{g}}$$为重力加速度,$${{υ}}$$为速度)可能正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.$$m=\frac{a^{2} v^{2} h} {4 b g v}$$

B.$$m=\frac{a \nu^{2} h} {4 b g \upsilon^{2}}$$

C.$$m=\frac{a \nu^{2} h} {4 b g^{2} \upsilon}$$

D.$$m=\frac{a h} {2 b} \sqrt{\frac{\nu} {g v}}$$

5、['核裂变的发现--链式反应', '结合能与比结合能', '能级及能级跃迁', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '黑体辐射的实验规律']

正确率60.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.普朗克为了解释黑体辐射现象,第一次提出了能量量子化理论

B.比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固

C.$${{β}}$$衰变说明原子核内部在电子

D.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式裂变反应

6、['玻尔理论的基本假设--轨道量子化和频率条件', '物理学史、物理常识、研究方法', '能量子表达式、概念理解及简单计算']

正确率60.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{8}}$$月$${{1}{6}}$$日$${{0}{1}}$$时$${{4}{0}}$$分,由我国研制的世界首颗量子科学试验卫星$${{“}}$$墨子号$${{”}}$$在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空,它的成功发射和在轨运行,不仅将有助于我国广域量子通信网络的构建,服务于国家信息安全,它将开展对量子力学基本问题的空间尺度试验检验,加深人类对量子力学自身的理解,关于量子和量子化,下列说法错误的是(

D

A.玻尔在研究原子结构中引进了量子化的概念

B.普朗克把能量子引入物理学,破除了$${{“}}$$能量连续变化$${{”}}$$的传统观念

C.光子的概念是爱因斯坦提出的

D.光电效应实验中的光电子,也就是光子

8、['能级及能级跃迁', '半衰期的概念', '康普顿效应的概念、解释及意义', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '黑体辐射的实验规律', '光电效应现象及其解释']

正确率60.0%下列说法正确的是(

C

A.光电效应证实了光的粒子性,康普顿效应证实了光的波动特性

B.经典物理学完美地解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征

C.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量的量子化

D.天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关

9、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '能级及能级跃迁', '光的波粒二象性', '微观世界的量子化现象', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射']

正确率60.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.康普顿效应说明光具有波动性

B.普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说

C.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象

D.运动的宏观物体也具有波动性,其速度越大物质波的波长越长

10、['能级及能级跃迁', '利用动量定理求解其他问题', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '光子动量及其公式', '光子说及光子能量表达式']

正确率19.999999999999996%根据量子理论:光子既有能量也有动量;光子的能量$${{E}}$$和动量$${{p}}$$之间的关系是$${{E}{=}{p}{c}}$$,其中$${{c}}$$为光速。由于光子有动量,照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的冲量,也就对物体产生了一定的压强。根据动量定理可近似认为:当动量为$${{p}}$$的光子垂直照到物体表面,若被物体反射,则物体受到的冲量大小为$${{2}{p}}$$;若被物体吸收,则物体受到的冲量大小为$${{p}}$$。某激光器发出激光束的功率为$${{P}_{0}}$$,光束的横截面积为$${{S}}$$。当该激光束垂直照射到某物体表面时,物体对该激光束的反光率为$${{η}{,}}$$则激光束对此物体产生的压强为

B

A.$$\frac{\left( 1+\eta\right) P_{0} c} {S}$$

B.$$\frac{\left( 1+\eta\right) P_{0} c} {c S}$$

C.$$\frac{\left( 2-\eta\right) P_{0} c} {S}$$

D.$$\frac{\left( 2-\eta\right) P_{0} c} {c S}$$

1. 解析:

选项分析:

A. 错误。波粒二象性是光的固有属性,不能分割为部分波、部分粒子。

B. 错误。光电效应和康普顿效应证明光的粒子性,但光的衍射证明光的波动性。

C. 错误。卢瑟福通过$$α$$粒子散射实验发现原子核,中子由查德威克发现。

D. 正确。光子能量公式为$$E=\frac{h c}{\lambda}$$。

答案:D

2. 解析:

由题意$$v=kU$$,且$$k$$仅与$$2e$$和$$h$$有关。量纲分析:

频率$$v$$的单位为$$s^{-1}$$,电压$$U$$的单位为$$J/C$$(即能量/电荷)。

因此$$k$$的单位需满足$$s^{-1} = k \cdot J/C$$,即$$k$$的单位为$$C/J \cdot s^{-1}$$。

选项中只有$$B. \frac{2e}{h}$$符合量纲($$e$$为电荷,$$h$$为能量×时间)。

答案:B

3. 解析:

质量$$m$$的单位为$$kg$$,需验证各选项的量纲:

A. $$\frac{a^2 v^2 h}{4 b g v}$$ → 分子为$$(s^{-1})^2 \cdot (J \cdot s) = J \cdot s^{-1}$$,分母为$$m/s^2 \cdot s^{-1} = m/s$$,整体为$$\frac{J \cdot s^{-1}}{m/s} = kg$$(正确)。

B. $$\frac{a \nu^2 h}{4 b g \upsilon^2}$$ → 分子为$$s^{-2} \cdot J \cdot s = J \cdot s^{-1}$$,分母为$$m/s^2 \cdot (m/s)^2 = m^3/s^4$$,整体为$$\frac{J \cdot s^{-1}}{m^3/s^4} \neq kg$$。

C. $$\frac{a \nu^2 h}{4 b g^2 \upsilon}$$ → 分母含$$g^2$$,量纲不符。

D. $$\frac{a h}{2 b} \sqrt{\frac{\nu}{g v}}$$ → 根号内为$$\frac{s^{-1}}{m/s^2 \cdot m/s} = s^2/m^2$$,开方后量纲错误。

答案:A

5. 解析:

选项分析:

A. 正确。普朗克提出能量量子化解释黑体辐射。

B. 正确。比结合能越大,核子结合越牢固。

C. 错误。$$β$$衰变是中子转化为质子时放出电子,并非核内存在电子。

D. 错误。太阳辐射能量来自核聚变,非裂变。

答案:A、B

6. 解析:

选项分析:

A. 正确。玻尔提出原子能级量子化。

B. 正确。普朗克引入能量子概念。

C. 正确。爱因斯坦提出光子假说。

D. 错误。光电子是金属中逸出的电子,非光子。

答案:D

8. 解析:

选项分析:

A. 错误。光电效应和康普顿效应均证明光的粒子性。

B. 错误。经典物理学无法解释原子光谱分立性。

C. 正确。普朗克提出能量量子化解释黑体辐射。

D. 错误。半衰期是核内禀属性,与温度无关。

答案:C

9. 解析:

选项分析:

A. 错误。康普顿效应说明光具有粒子性。

B. 正确。普朗克提出能量子假说。

C. 错误。玻尔理论仅成功解释氢原子光谱。

D. 错误。物质波波长$$λ=\frac{h}{p}$$,速度越大,动量$$p$$越大,波长越短。

答案:B

10. 解析:

激光束功率$$P_0$$表示单位时间能量$$E=P_0 t$$,光子动量$$p=\frac{E}{c}=\frac{P_0 t}{c}$$。

单位时间光子动量变化:

- 反射部分(占比$$η$$):冲量$$2ηp$$。

- 吸收部分(占比$$1-η$$):冲量$$(1-η)p$$。

总冲量$$F=\frac{2ηp + (1-η)p}{t} = \frac{(1+η)P_0}{c}$$。

压强$$P=\frac{F}{S}=\frac{(1+η)P_0}{c S}$$。

答案:B

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