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章末复习　知识整合与能力提升
核心 目标 1．能用爱因斯坦光电效应方程说明光电效应现象，知道光的波粒二象性，了解原子的结构和特点．
2．认识建构原子核式结构模型的必要性，能合理地使用证据得出物理结论．
考点1　形似质异的曲线图
　(2025·六安一中月考)下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法中错误的是(　C　)
　　　
　　　 甲　　　　　乙　　　　　　　　丙　　　　　　　　　丁
A．图甲为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移
B．图乙为某一纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻的变化，由图可知电动势为2 V
C．图丙为某气体在0 ℃和100 ℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0 ℃时的情形
D．图丁为在T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，由图知温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
解析：根据单摆周期公式T＝2π可知，增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，A正确，不符合题意；电源输出功率P＝I2R＝，可知当R＝r时，电源输出功率最大，最大输出功率为P′＝，代入图中数据可得E＝2 V，B正确，不符合题意；由图可知实线对应的氧气分子速率大的分子所占的百分比大，可知图中实线对应氧气分子在100 ℃时的情形，C错误，符合题意；根据黑体辐射的规律可知，温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D正确，不符合题意．
考点2　光电效应、能级综合问题
　(2024·阜阳一中期末)(多选)如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，当电压表示数为7 V时，电流表示数恰好为零．下列说法中正确的是(　AD　)
甲 乙
A．图乙中电源左侧为正极
B．光电管阴极K金属材料的逸出功为12.75 eV
C．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
D．氢原子跃迁放出的光子中共有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
解析：由于能使光电流为零，说明电源给光电管提供的是反向电压，即与光电光阴极K接触的是电源正极，所以图乙中电源左侧为正极，A正确；大量n＝4能级原子跃迁，其中频率最高的光子的能量为E＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，由于当电压为7 V时电流表示数为零，所以光电子的最大初动能为Ek＝eU＝7 eV，由光电效应方程有E＝Ek＋W0，解得W0＝5.75 eV，B错误；大量n＝4能级原子跃迁，所以其发出的光子的种类为6种，C错误；由上述分析可知，阴极K的逸出功为5.75 eV，则该大量原子放出的光子能量分别为E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，E2＝－0.85 eV－(－3.40 eV)＝2.55 eV，E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，E4＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，E5＝－1.51 eV－(－3.40 eV)＝1.89 eV，E6＝－3.40 eV－(－13.6 eV)＝10.20 eV，其中光子能量大于5.75 eV的光子有3种，所以氢原子跃迁放出的光子中共有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象，D正确．
　研究光电效应现象中，氢原子的能级图如图甲所示．一群处于第4能级的氢原子向低能级跃迁过程中能发出几种不同频率的光，其中只有频率为ν1、ν2两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．现分别用频率为ν1或ν2的三个光源a、b、c分别照射该光电管阴极K，测得光电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法中正确的是(　B　)
　　　　
　　　　　　 甲　　　　　　　　 乙　　　　　　　　丙
A．处于第4能级的氢原子向下跃迁时最多发出3种不同频率的光子
B．图线a、c对应的光频率相等，a对应的光强大于c对应的光强
C．图线c对应的光是氢原子由第4能级向第2能级跃迁发出的
D．图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最小
解析：第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，能发出＝6种不同频率的光，A错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0以及eU0＝Ek可知图线a、c对应的光频率相等，因为线a的饱和光电流大，所以a对应的光强大于c对应的光强，B正确；由于只有频率为ν1、ν2两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，跃迁时发出的两种频率最大的光为4→1、3→1，由图丙及上述公式可知，图线a、c对应的光频率相等，小于图线b对应的光子频率，所以故a、c是3→1跃迁发出的，b是4→1跃迁发出的，C错误；图线b对应的光子频率最大，所以图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最大，D错误．
考点3　相关史实
　(2024·安徽县中联盟高二期中)物理学的伟大发现离不开科学家的努力与奉献，物理思维的养成离不开对物理学历史的了解，以下符合物理学历史的是(　C　)
A．奥斯特发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦提出电磁场理论并用实验捕捉到电磁波
C．普朗克提出能量量子化
D．法拉第发现电流的磁效应
解析：奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，A、D错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，并提出了电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，B错误；普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念，C正确．
　(2025·浙江金华一模)关于下列四幅图，说法正确的是(　C　)
　　　　　　
　　　　　　 甲　　　　　 乙　　　　　丙　　　　　丁
A．图甲中肥皂膜上的条纹是衍射现象，说明了光的波动性
B．图乙是光经过大头针针尖时的照片，说明了光的粒子性
C．图丙是富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，是利用X射线具有波动性
D．图丁是观众戴着眼镜观看3D电影，是利用光的粒子性
解析：图甲中肥皂膜上的条纹是光的干涉现象造成的，A错误；图乙是光经过大头针针尖时的照片，这是光的衍射，说明了光的波动性，B错误；图丙是富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，是利用X射线具有波动性的性质，C正确；图丁是观众戴着眼镜观看3D电影，利用的是光的偏振现象，光的波动性，D错误．
1．(2025·四川卷)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10-10 m的狭缝．下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是(　D　)
A．德布罗意波长约为7.9×10-13 m的中子
B．德布罗意波长约为8.7×10-12 m的质子
C．德布罗意波长约为2.6×10-11 m的氮分子
D．德布罗意波长约为1.5×10-10 m的电子
解析：当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象．对于粒子而言，德布罗意波长λ决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长λ和狭缝宽度的比值相关，当接近或大于1时，衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显．故选D．
2．(2024·江苏卷)在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子可使某金属发生光电效应，则该光子是哪一种(　C　)
A．λ1 B．λ2
C．λ3 D．λ4
解析：根据光电效应方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据能级图可知跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大．故选C．
3．(2024·湖南卷)量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法中，正确的是(　B　)
A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性
解析：普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误；产生光电效应的条件是照射光的频率大于金属的截止频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确；石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，导致光子动量变小，根据λ＝可知波长变长，故C错误；德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，都具有波动性，故D错误．
4．(2024·浙江卷)如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm．正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U．已知M、N间距为d(远小于板长)，电子的质量为m，电荷量为e，则(　C　)
A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能为＋eU
C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为vmd
D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零
解析：根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到达N时eU＝，则到达N时的动能为Ekm＝，与M、N间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，A、B错误；平行极板M射出的电子到达N时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为y＝vmt，d＝t2，解得y＝vmd，C正确；M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则eUc＝，解得Uc＝，D错误．(共25张PPT)
第四章
章末复习　知识整合与能力提升
原子结构和波粒二象性
核心 目标 1．能用爱因斯坦光电效应方程说明光电效应现象，知道光的波粒二象性，了解原子的结构和特点．
2．认识建构原子核式结构模型的必要性，能合理地使用证据得出物理结论．
核心知识 整合建构
素养生成 综合应用
形似质异的曲线图
考点
1
　　　(2025·六安一中月考)下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法中错误的是 (　　)
1
甲
乙
丙
丁
A．图甲为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移
B．图乙为某一纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻的变化，由图可知电动势为2 V
C．图丙为某气体在0 ℃和100 ℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0 ℃时的情形
D．图丁为在T1、T2两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，由图知温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
C
解析：根据单摆周期公式T＝2π可知，增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，A正确，不符合题意；电源输出功率P＝I2R＝，可知当R＝r时，电源输出功率最大，最大输出功率为P′＝，代入图中数据可得E＝2 V，B正确，不符合题意；由图可知实线对应的氧气分子速率大的分子所占的百分比大，可知图中实线对应氧气分子在100 ℃时的情形，C错误，符合题意；根据黑体辐射的规律可知，温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，D正确，不符合题意．
光电效应、能级综合问题
考点
2
　　　(2024·阜阳一中期末)(多选)如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，当电压表示数为7 V时，电流表示数恰好为零．下列说法中正确的是 (　　)
A．图乙中电源左侧为正极
B．光电管阴极K金属材料的逸出功为12.75 eV
C．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
D．氢原子跃迁放出的光子中共有3种频率的光
子可以使阴极K发生光电效应现象
2
AD
甲
乙
解析：由于能使光电流为零，说明电源给光电管提供的是反向电压，即与光电光阴极K接触的是电源正极，所以图乙中电源左侧为正极，A正确；大量n＝4能级原子跃迁，其中频率最高的光子的能量为E＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，由于当电压为7 V时电流表示数为零，所以光电子的最大初动能为Ek＝eU＝7 eV，由光电效应方程有E＝Ek＋W0，解得W0＝5.75 eV，B错误；大量n＝4能级原子跃迁，所以其发出的光子的种类为6种，C错误；由上述分析可知，阴极K的逸出功为5.75 eV，则该大量原子放出的光子能量分别为E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，E2＝－0.85 eV－(－3.40 eV)＝2.55 eV，E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，E4＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，E5＝－1.51 eV－(－3.40 eV)＝1.89 eV，E6＝ －3.40 eV－(－13.6 eV)＝10.20 eV，其中光子能量大于5.75 eV的光子有3种，所以氢原子跃迁放出的光子中共有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象，D正确.
　　　研究光电效应现象中，氢原子的能级图如图甲所示．一群处于第4能级的氢原子向低能级跃迁过程中能发出几种不同频率的光，其中只有频率为ν1、ν2两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．现分别用频率为ν1或ν2的三个光源a、b、c分别照射该光电管阴极K，测得光电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法中正确的是 (　　)
3
甲
乙
丙
A．处于第4能级的氢原子向下跃迁时最多发出3种不同频率的光子
B．图线a、c对应的光频率相等，a对应的光强大于c对应的光强
C．图线c对应的光是氢原子由第4能级向第2能级跃迁发出的
D．图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最小
B
解析：第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中，能发出＝6种不同频率的光，A错误；根据光电效应方程Ek＝hν－W0以及eU0＝Ek可知图线a、c对应的光频率相等，因为线a的饱和光电流大，所以a对应的光强大于c对应的光强，B正确；由于只有频率为ν1、ν2两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，跃迁时发出的两种频率最大的光为4→1、3→1，由图丙及上述公式可知，图线a、c对应的光频率相等，小于图线b对应的光子频率，所以故a、c是3→1跃迁发出的，b是4→1跃迁发出的，C错误；图线b对应的光子频率最大，所以图线b对应的光照射光电管时，光电子最大初动能最大，D错误．
相关史实
考点
3
　　　(2024·安徽县中联盟高二期中)物理学的伟大发现离不开科学家的努力与奉献，物理思维的养成离不开对物理学历史的了解，以下符合物理学历史的是 (　　)
A．奥斯特发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦提出电磁场理论并用实验捕捉到电磁波
C．普朗克提出能量量子化
D．法拉第发现电流的磁效应
4
C
解析：奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，A、D错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，并提出了电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，B错误；普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念，C正确．
　　　(2025·浙江金华一模)关于下列四幅图，说法正确的是 (　　)
A．图甲中肥皂膜上的条纹是衍射现象，说明了光的波动性
B．图乙是光经过大头针针尖时的照片，说明了光的粒子性
C．图丙是富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，是利用X射线具有波动性
D．图丁是观众戴着眼镜观看3D电影，是利用光的粒子性
5
C
甲
乙
丙
丁
解析：图甲中肥皂膜上的条纹是光的干涉现象造成的，A错误；图乙是光经过大头针针尖时的照片，这是光的衍射，说明了光的波动性，B错误；图丙是富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体，是利用X射线具有波动性的性质，C正确；图丁是观众戴着眼镜观看3D电影，利用的是光的偏振现象，光的波动性，D错误．
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1．(2025·四川卷)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10-10 m的狭缝．下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是 (　　)
A．德布罗意波长约为7.9×10-13 m的中子
B．德布罗意波长约为8.7×10-12 m的质子
C．德布罗意波长约为2.6×10-11 m的氮分子
D．德布罗意波长约为1.5×10-10 m的电子
D
解析：当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象．对于粒子而言，德布罗意波长λ决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长λ和狭缝宽度的比值相关，当接近或大于1时，衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显．故选D．
2．(2024·江苏卷)在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子可使某金属发生光电效应，则该光子是哪一种 (　　)
A．λ1 B．λ2
C．λ3 D．λ4
解析：根据光电效应方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据能级图可知跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大．故选C.
C
3．(2024·湖南卷)量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法中，正确的是 (　　)
A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性
B
解析：普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误；产生光电效应的条件是照射光的频率大于金属的截止频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确；石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，导致光子动量变小，根据λ＝可知波长变长，故C错误；德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，都具有波动性，故D错误．
4．(2024·浙江卷)如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为vm．正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U．已知M、N间距为d (远小于板长)，电子的质量为m，电荷量为e，则 (　　)
A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大
B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能为＋eU
C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为vmd
D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零
C
解析：根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到达N时eU＝，则到达N时的动能为Ekm＝，与M、N间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，A、B错误；平行极板M射出的电子到达N时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为y＝vmt，d＝t2，解得y＝vmd，C正确；M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则eUc＝，解得Uc＝，D错误．

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