2023版新教材高中物理第四章原子结构和波粒二象性微点15量子力学的建立及应用课时作业新人教版选择性必修第三册

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微点15　量子力学的建立及应用1．(多选)下列关于量子力学的发展史及应用的说法中，正确的是(　　)A．量子力学完全否定了经典力学B．量子力学是在早期量子论的基础上创立的C．量子力学使人们深入认识了微观世界的组成、结构和属性D．晶体管“芯片”等器件利用固体的微观结构对电路进行操控，是量子力学在固体物理中的应用2．关于经典力学和量子力学，下列说法中正确的是(　　)A．不论是对宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的B．量子力学适用于宏观物体的运动；经典力学适用于微观粒子的运动C．经典力学适用于宏观物体的运动；量子力学适用于微观粒子的运动D．上述说法都是错误的3．(多选)关于经典力学和量子力学的说法正确的是(　　)A．经典力学适用于描述光子的运动规律B．经典力学适用于描述物块在水平面上的运动规律C．量子力学适用于描述光子的运动规律D．量子力学的发现说明经典力学已经失去使用价值4．(多选)下列说法正确的是(　　)A．在微观世界，物体的能量是连续变化的B．光子的能量ε＝hνC．光既具有波动特性，又具有粒子特性D．不论是宏观物体还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的5．(多选)如图为人们利用量子理论研制的电子显微镜拍摄到的铀酰微晶照片，放大了约1亿倍，这是光学显微镜做不到的对于量子理论的建立过程，下列说法符合事实的是(　　)A．普朗克能量子假说得出的黑体辐射公式很好地解释了黑体辐射实验规律B．爱因斯坦光子说解释了光电效应现象，说明了光子具有能量和动量C．玻尔氢原子理论中电子的运动是具有确定坐标的质点的轨道运动D．电子显微镜利用高速电子束的德布罗意波长比可见光波长更小，提高了分辨能力微点15　量子力学的建立及应用1．答案：BCD解析：量子力学没有否定经典力学理论，故A错误；在普朗克、玻尔等人所建立的量子论的基础上，玻恩等众多科学家逐步完善并建立了量子力学，故B正确；量子力学，人们深入认识了微观世界的组成、结构和属性，故C正确；晶体管“芯片”等器件利用固体的微观结构对电路进行操控，是量子力学在固体物理中的应用，故D正确．2．答案：C解析：经典力学适用于低速运动、宏观物体，不适用于高速运动、微观粒子．量子力学适用于微观粒子，故选项C正确．3．答案：BC解析：经典力学具有一定的局限性，经典力学适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体，故A错误，B正确；量子力学能够说明微观粒子运动的规律性，故C正确；量子力学的发现，可以补充经典物理的不足，但不能替代经典力学的地位，故D错误．4．答案：BC解析：在微观世界，物体的能量是不连续变化的，A错误；光子的能量ε＝hν，故B正确；光既具有波动特性，又具有粒子特性，即波粒二象性，C正确；经典力学适用于宏观物体，量子力学适用于微观物体，D错误．5．答案：ACD解析：普朗克能量子假说得出的黑体辐射公式很好地解释了黑体辐射实验规律，说明了能量的量子化，A正确；爱因斯坦光子说解释了光电效应现象，说明了光子具有能量，而康普顿效应说明光子既有动量又有能量，B错误；玻尔氢原子理论中，电子只能在一系列不连续的特定轨道上运动，运动轨道的半径坐标是确定的，C正确；电子显微镜利用高速电子束的德布罗意波长比可见光波长更小，提高了分辨能力，D正确．故选ACD.核心素养提升1．答案：BC解析：电子属于实物粒子，与汞原子相撞时，只要满足电子的能量大于等于E2、E1的能级差，即4.9eV就可以，故A错误；根据跃迁方程，有heq \f(c,λ)＝E2－E1，代入数据可得λ＝253.7nm，即汞原子发出的紫外线的波长为253.7nm，故B正确；根据跃迁规律可知，大量处于n＝5能级的汞原子能发出光子种类有C eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(5)) ＝10，所以可以发出10种不同的光子，故C正确；绿光的光子能量为E＝heq \f(c,λ′)，代入数据可得E＝2.3eVEmax，因此不会被红外测温仪捕捉到，B错误；大量氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，放出的能量为E43＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，E32＝－1.51eV－(－3.4eV)＝1.89eV，…，只有从n＝4能级向n＝3能级跃迁时放出的光子能量在红外区，因此红外测温仪可捕捉到1种频率的红外线，C错误；大量处于n＝2激发态的氢原子吸收能量为2.86eV的光子后跃迁到n＝5的能级，再从该能级向低能级跃迁时，放出的能量有E54＝－0.54eV－(－0.85eV)＝0.31eV，E43＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV，…，因此，辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉，D正确．4．答案：(1)正　(2)BD　(3)小于　－0.4　0.79解析：(1)为尽可能增大光电流，光电管两端应加正向电压，则a端应是电源的正极．(2)根据光电效应规律可知，增大光照强度时，光电子的最大初动能不变，但光电流增大，故A错误，B正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，因为紫光的频率大于绿光的频率，所以光电子的最大初动能增加，故C错误，D正确．(3)由于b光的图像与横轴交点在a光的图像与横轴交点的左侧，可知a光的遏止电压小于b光的遏止电压，根据爱因斯坦光电效应方程和Ek＝eUc，有eUc＝hν－W0，则a光的频率小于b光频率．用a光照射该光电管，且电源电压为＋0.2V时，由题图乙可得到此时的光电流，如果使用b光照射该光电管，要得到相同的光电流，此时电源电压为－0.4V；根据题意得，若用光照强度为Ja的a光照射该光电管，电压等于＋0.2V时，继电器刚好能将衔铁吸附，此时的光电流占11个小格，当电源电压调整为＋1.6V，此时的光电流占14个小格，要使继电器刚好能将衔铁吸附，就要降低光强使光电流恢复到11个小格，根据光电效应规律，当入射光频率一定时，光电流强度与光强成正比，eq \f(Ja,J′a)＝eq \f(14,11)，解得J′a≈0.79Ja.