高考一轮复习：波粒二象性

试卷更新日期：2025-08-25 类型：一轮复习

进入出卷网下载

一、选择题

1. 我国物理学家曾谨言曾说：“20世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相关，其内容正确的是（　　）

A、普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的 B、玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径 C、德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长 $λ = \frac{p}{h}$ D、爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关

查看试题解析
2. 平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约 $22^{\circ}$ 是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　）

A、太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射 B、冰晶对a的折射率比对b的折射率大 C、a光光子能量比b更大 D、用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大

查看试题解析
3. 有四种不同逸出功的金属材料：铷 $2 ． 15 e V$ ，钾 $2 ． 25 e V$ ，钠 $2 ． 30 e V$ 和镁 $3.20 e V$ 制成的金属板。现有能量为 $2 ． 20 e V$ 的光子，分别照到这四种金属板上，则会发生光电效应的金属板为（　　）

A、铷 B、钾 C、钠 D、镁

查看试题解析
4. 在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遇止电压如图所示，关于光电子最大初动能 $E_{k}$ 的大小关系正确的是（）

A、 $E_{k 1} > E_{k 2} > E_{k 3}$ B、 $E_{k 2} > E_{k 3} > E_{k 1}$ C、 $E_{k 3} > E_{k 2} > E_{k 1}$ D、 $E_{k 3} > E_{k 1} > E_{k 2}$

查看试题解析
5. 2024年是量子力学诞生的一百周年，一百年前的1924年6月13日，德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“Uber Quantenmechanik”的论文，世界上从此有了“量子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（　　）

A、普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律 B、爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关 C、康普顿效应进一步证实了光的波动说 D、玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光

查看试题解析
6. 中国科学家在国际上刊文宣布，通过我国高海拔宇宙线观测站“拉索”，在人类历史上首次找到能量高于1亿电子伏特的宇宙线起源天体。已知普朗克常量 $h = 6.63 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，电子的电荷量 $e = - 1.6 \times 10^{- 19} C$ ，人眼能看见的最高能量的可见光为频率 $ν = 7.8 \times 10^{14} Hz$ 的紫光，该紫光光子能量约为（　　）

A、1.2eV B、3.2eV C、4.1eV D、5.1eV

查看试题解析
7. 近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管，开创了国际上第三条 $LED$ 技术路线。某氮化镓基 $LED$ 材料的简化能级如图所示，若能级差为 $2.20 eV$ （约 $3.52 \times 10^{- 19} J$ ），普朗克常量 $h = 6.63 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，则发光频率约为（）

A、 $6.38 \times 10^{14} Hz$ B、 $5.67 \times 10^{14} Hz$ C、 $5.31 \times 10^{14} Hz$ D、 $4.67 \times 10^{14} Hz$

查看试题解析
8. 在物理学发展过程中，很多伟大的物理学家对物理的发展都做出了杰出的贡献。关于物理学史，下列叙述与事实不相符合的是（　　）

A、普朗克提出能量量子化理论，并运用该理论对黑体辐射现象做出了理论解释 B、查德威克发现中子，为人类对原子能的利用奠定了基础 C、爱因斯坦发现了光电效应﹐并提出光电效应方程从理论上完美地解释了光电效应的实验现象 D、麦克斯韦电磁理论告诉我们变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场

查看试题解析
9. 图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（）

A、根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为 $β$ 射线 B、如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大 C、玻尔通过图（c）所示的 $α$ 粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分 D、利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱

查看试题解析
10. 关于α粒子散射实验正确的是（）

A、实验要在真空中进行 B、荧光屏是为了阻挡α粒子 C、实验中显微镜必须正对放射源 D、证明了原子核中有质子存在

查看试题解析
11. 关于下列四幅图的说法正确的是( )

A、甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点 B、乙图中1为α射线，它的电离作用很强可消除静电 C、丙图中处于基态的氢原子能吸收能量为 $10.4 e V$ 的光子而发生跃迁 D、丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带负电

查看试题解析
12. 2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为 $121 ． 6nm$ 的氢原子谱线（对应的光子能量为 $10 ． 2eV$ ）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子（）

A、 $n = 2$ 和 $n = 1$ 能级之间的跃迁 B、 $n = 3$ 和 $n = 1$ 能级之间的跃迁 C、 $n = 3$ 和 $n = 2$ 能级之间的跃迁 D、 $n = 4$ 和 $n = 2$ 能级之间的跃迁

查看试题解析
13. 在人类对世界进行探索的过程中，发现了众多物理规律，下列有关叙述中正确的是

A、伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 B、核聚变反应所释放的 $γ$ 光子来源于核外电子的能级跃迁 C、在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了等效替代法 D、汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷

查看试题解析
14. 在近代物理发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列四幅图描述正确的是（）

A、图甲对应的两条曲线中体现的物理量关系是： $λ_{1} < λ_{2}$ ， $T_{1} < T_{2}$ B、图乙说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小 C、图丙中1个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可以辐射6种不同频率的光子 D、由图丁可以推断出，氧原子核（ $_{8}^{16} O$ ）比锂原子核（ $_{3}^{6} Li$ ）更稳定

查看试题解析
15. 有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为E_k ，下列说法正确的是（　　）

A、使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子 B、使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于E_k C、频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子 D、频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于E_k

查看试题解析
16. $π^{+}$ 介子会发生衰变，反应方程式为 $π^{+} \to μ^{+} + v_{μ}$ ，即生成一个 $μ^{+}$ 介子和一个 $μ$ 子中微子。在云室中可观察到 $π^{+}$ 介子衰变前后部分粒子的运动轨迹，如图所示。已知云室中匀强磁场的方向垂直照片平面，粒子重力忽略不计，两段圆弧相切于P点，且 $r_{1} : r_{2} = 2 : 1$ 。则 $μ^{+}$ 和 $v_{μ}$ 粒子的动量之比可能为（　　）

A、1∶1 B、1∶3 C、3∶1 D、2∶1

查看试题解析
17. 氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式 $\frac{1}{λ} = R_{\infty} (\frac{1}{2^{n}} - \frac{1}{n^{2}})$ ， n=3、4、5、6用 $H_{δ}$ 和 $H_{γ}$ 光进行如下实验研究，则（　　）

A、照射同一单缝衍射装置， $H_{δ}$ 光的中央明条纹宽度宽 B、以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖， $H_{δ}$ 光的侧移量小 C、以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上 $H_{γ}$ 光的平均光子数多 D、相同光强的光分别照射同一光电效应装置， $H_{γ}$ 光的饱和光电流小

查看试题解析
18. 利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He⁺离子相对基态的能级图（设基态能量为0）如图所示。用电子碰撞He⁺离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为50eV，则He⁺离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为

A、n=4→n=3能级 B、n=4→n=2能级 C、n=3→n=2能级 D、n=3→n=1能级

查看试题解析
19. 自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是（　　）

A、已知氢原子的基态能量为 $- 13.6 e V$ ，则反氢原子的基态能量也为 $- 13.6 e V$ B、一个中子可以转化为一个质子和一个正电子 C、一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子 D、反氘核和反氘核的核聚变反应吸收能量

查看试题解析
20. 在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为p。普朗克常量为h，光速为c，则（）

A、光子的波长为 $\frac{E}{h c}$ B、该原子吸收光子后质量减少了 $\frac{E}{c^{2}}$ C、该原子吸收光子后德布罗意波长为 $\frac{h}{p}$ D、一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态

查看试题解析
21. 下列说法中正确的是（　　）

A、 $α$ 粒子散射实验证明原子内部的正电荷是均匀分布的 B、氢原子的发射光谱是连续谱 C、在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变小 D、镉棒在反应堆中的作用是控制链式反应的速度

查看试题解析

二、多项选择题

22. 下列说法正确的有（）

A、研究表明，一般物体的电磁辐射仅与温度有关 B、电子的衍射图样证实了电子的波动性 C、α粒子散射实验是估测原子核半径最简单的方法 D、结合能越大的原子核，核子的平均质量越大

查看试题解析
23. 某理论研究认为， $_{42}^{100} M o$ 原子核可能发生双 $β$ 衰变，衰变方程为 $_{42}^{100} M o \to_{44}^{A} R u + y_{- 1}^{0} e$ 。处于第二激发态的 $_{44}^{A} R u$ 原子核先后辐射能量分别为 $0.5908 M e V$ 和 $0.5395 M e V$ 的 $γ_{1}$ 、 $γ_{2}$ 两光子后回到基态。下列说法正确的是（）

A、 $A = 100$ B、 $y = 2$ C、 $γ_{1}$ 的频率比 $γ_{2}$ 的大 D、 $γ_{1}$ 的波长比 $γ_{2}$ 的大

查看试题解析
24. 下列说法正确的是（　　）

A、相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱 B、具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同 C、电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量 D、自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化

查看试题解析
25. 如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　）

A、分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B、P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C、氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D、对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q

查看试题解析
26. 在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。对下列各示意图，解读正确的是（　　）

A、英国物理学家汤姆孙利用图甲所示的气体放电管证实阴极射线是带电粒子流 B、英国物理学家卢瑟福利用图乙所示的α粒子散射实验发现了质子 C、法国物理学家贝克勒尔通过图丙所示的实验发现了天然放射现象 D、意大利物理学家伽利略根据气体压强随温度的变化制造出图丁所示的气体温度计

查看试题解析
27. 以下关于原子结构相关内容，说法正确的是（）

A、图a为 $α$ 粒子散射实验，该实验说明原子核是有结构的 B、图b为电子的干涉实验，干涉条纹的产生是电子之间相互作用的结果 C、图c为康普顿效应示意图，应满足 $\frac{h}{λ^{'}} \sin θ = m_{e} v \sin φ$ D、图d为氢原子光谱，光谱中 $Hγ$ 是电子从第4激发态向第1激发态跃迁产生的

查看试题解析
28. 如图所示，一群处于第 $4$ 能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出不同频率的光，其中只有 $3$ 种不同频率的光 $a$ ， $b$ ， $c$ 照射到图甲电路阴极 $K$ 的金属上能够发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，调节过程中三种光均能达到对应的饱和光电流，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是
（）

A、阴极金属的逸出功可能为 $W_{0} = 5.5 e V$
B、图乙中的 $b$ 光光子能量为 $12.09 e V$
C、若图乙中的 $U_{a} = 7 V$ ，则 $U_{c} = 3.5 V$
D、若甲图中电源右端为正极，随滑片向右滑动，光电流先增大后保持不变

查看试题解析
29. 虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。考虑M、N、P、Q点对应的光，则（　　）

A、以相同入射角射入玻璃砖，N光的侧移量比P光大 B、照射同一光电效应装置，M光的饱和光电流比Q光大 C、入射同一单缝，P光中心衍射条纹宽度比Q光小 D、白光中由氢原子发出的光，则M光比N光从更高能级跃迁到相同的第一激发态

查看试题解析
30. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　）

A、图1中的 $H_{α}$ 对应的是Ⅰ B、图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ C、Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 D、P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大

查看试题解析

三、非选择题

31. 能量为8eV的光子的波长为，下一代超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程 $_{92}^{238} U$ → $_{90}^{234} T h$ +。(已知：h=6.63×10^-34Js，1eV=1.6×10^-19J)

查看试题解析
32. 江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为 $W_{0}$ ，普朗克常量为h。

(1)、求该金属的截止频率 $ν_{0}$ ；

(2)、若频率为 $ν$ 的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能 $E_{k}$ 。

查看试题解析
33. “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子，设波长为 $λ$ 。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S ，卫星离太阳中心的距离为R ，普朗克常量为h ，光速为c ，求：

(1)、每个光子的动量p和能量E；

(2)、太阳辐射硬X射线的总功率P。

查看试题解析
34. 量子力学（Quantum Mechanics），为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。

(1)、太阳内部发生的反应是核聚变，即氢原子核在高温高压条件下聚合成氦原子核并释放能量的过程；其核反应方程为 $4_{1}^{1} H \to X + 2_{1}^{0} e$ ，则X是（　　）

A、H核 B、 $He$ 核 C、 $Li$ 核 D、 $Be$ 核

(2)、（多选）若复色光的频率 $v = 5.50 \times 10^{14} Hz$ ~ $6.50 \times 10^{14} Hz$ ，用复色光照射下面金属，可发生光电效应的可能是
金属的极限频率
金属
锌
钙
钠
钾
铷
频率 $/ 10^{14} Hz$
8.07
7.73
5.53
5.44
5.15
选项
A
B
C
D
E

(3)、氢原子核外电子以半径r绕核做匀速圆周运动，若电子质量为m，元电荷为e，静电力常数为k，则电子动量大小是？

(4)、一群氢原子处于量子数 $n = 4$ 的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到 $n = 2$ 的较低能量状态，R为里伯德常量，c是真空中的光速；则在此过程中（　　）

A、吸收光子， $ν = R c (\frac{1}{2} - \frac{1}{4})$ B、放出光子， $ν = R c (\frac{1}{2} - \frac{1}{4})$ C、吸收光子， $ν = R c (\frac{1}{2^{2}} - \frac{1}{4^{2}})$ D、放出光子， $ν = R c (\frac{1}{2^{2}} - \frac{1}{4^{2}})$

查看试题解析

金属的极限频率
金属	锌	钙	钠	钾	铷
频率 $/ 10^{14} Hz$	8.07	7.73	5.53	5.44	5.15
选项	A	B	C	D	E