(四)原子结构-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修3同步周测卷（教科版）

高二同步周测卷物理选择性必修第三册 (四】原子结构 (考试时利40分钟.满分100分) 一、单项选择疆（木题共8小题，每小题分，共36分。在每小圈给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的】 1,卢瑟辐道过a粒子散实验，发现了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。下列有关该实的平面示意图，正确的是 电 B 之.如图所示为气体放电管中氢原子的光谱图，图片显示光谱只有一些分立的亮线。下 列说法正确的是 A.复原子光谱中的不同亮线是由处于不同能量 款态的氢原子发光面形成的 且，枚电管中的氢蒙子受到高速运动的电子的撞 击，从低能缓跃迁到高能级时成出光子 C大量复原子发光时，可以发射出各种顿率的光，图片是示的仅是少数复原子发光 的光谐 ),氨原子发光引放出的光子能量等干两个能级之差，所以其发射光普只有一些分立 的亮线 3.氢原子能级图如图所示，已知金属钙的逸出功为3.2V,宽有一肝处· 于■4能级的氧原子向低能级跃迁，在辐财出的各障频率的光子 - 中，能使金属钙爱生光电效应的光子共有 A.1种 B.2种 C.3种 D,4种 方0 4.下列有关光讲间题的论述，正确的是 A.太阳光谱是连候语，分析太阳充话就可以知道太阳内第的化学组域 B,霓虹灯和病闲炉中炽热铁水产生的光潜都是线铁谱 ,玻尔的原子理论可以解释所有原子的光普实验规中 D.氢原子光诺是线状递 5,光射到物体表面上时会产生压力，我门将光对物体单位面积的压力国光压。已知着 朗克富量为4，真空中的光速为，某置完器发出徽光的功率为P,该完桌垂直射到某 平整元件上，其光束的横酸血积为5，该激光的波长为1，若激光的能量全部被元件 物理数科极)选择性必修第三部第【页（共4页》 面水金卷·先享盈 吸收.则下列说法正蜂的是 A.该光束产生的无压为辈 民该光威产生的光压为号 心该最光器单位时间内发出的光子数为是 D该激光器单位时阿内发出的光子数为爱 ,关于@粒子散射实验的结论，下列说法正确的是 A.实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分 B.实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部电荷 C,实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量 )实验表明原子核是由质子和中子组成的 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共1后分。在每小题始出的四个进项中，有 多勇符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的替4分，有选错的得分) :已知可见光的波长危网为00一760m,下列关于巴耳未公式R〈安一是)的说 法正确的是 A.巴耳末系的4条情线位于可见光区域 B.公式中：可取任意值，故氢原子光谱昆连续调 C,公式中”只能取大于成等于3的禁数值，故氢原子光醒是线状醋 D在巴耳末系中！值越大，对应的被长1越短 &.如图所示为氢原子能级图以及氢原子从n=3,4.5.6能圾跃迁到=2能级时辑射的 四条光语线，已知氢原子从”=？能领跃迁到？一2能级时朝射光子的藏长为858m, 下列说法正确的是 A,四条谢线中波长最长的是H 五.用被长为3器m的光肌射氢原子，能使氢原了 从n=2能级跃迁到？一3能级 C.一静处于=3饱级的氧原子向低能级跃迁时， --30 最多能产生器种诺饯 D.如果用能量为1D,3V的电千麦击，一定不能使基态的氢原子受微爱 肝纸 性名 分数 题号 客室 高二闭步周测楼回 物建（数料版】选择性必修第三面第？页（共4页》 三，非选择题（本圆共3小题，共8分。请按要求完成下列各题） 0.《12分》如图所示为氢原子能级图，氢原子处于基态时的能量E=一13.6eV。已知 普阴克常量h=6,3×10」·，电子电量=1.6×10”C,真空中的光速r=3× 10m/5, 《1》当氢原子处于w一3的藏发态时，求此时的能量：（结果保留三位有效数字） 《2)当氢原子从m一3的酸发氏迁到别一1的基态时，求向外辐对的光子的被长，（结 果保面三位有效数字) 《3)若有大量的氢原子处于一《的意发态，期在跃迁过程中可能释效出儿种频率的 光子？并在能极图上用管头标明这些氢原千能发出！的老谐线 Bwv 0 -1.51 340 3网 10(18分)玻尔建立氢摩子模型时，仍然把电子的运动看成经典力学捐送下的镜道运 动。使认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子枝做匀违周周运动。已知 电子的质量为m、所带电黄量为一，静电力常量为，氢原子处于基态时电子的轨道 半径为。不考虑相对论效应。 (1)氯原子处于基态时，电子绕原子核运动，求电子的动能， (2)氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能，电子与原子核采统的电势能的总 和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中正场源电药Q为？处的各点的电 势g=日。求处于幕态的氧晾子的能量 (3)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，博此光语研究是探崇原子结构 的一条重要途径。利用氢气放电管可线得氢原子光请.883年，巴尔末对当时已 知的在可见光区域的四条情线做了分析，发现这些懵线的被长能够用巴尔末公式表 示，即片R安一-3,4.5)，武中R间作里德拍常量。根据玻尔理论可知， 物建（教料极》选择性必修第三绣第3贞【共4页引 衡水金丝”先享题 氢原子的素态能最为E,激发态能量为E-B(m=2,3,4)。用五表着朝克常 量，「表示真空中的光速，请恨据玻尔理论推导黑德的常量R。 11,(18分)汤姆孙用来粥定电子的比膏（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所 示，真空管内的阴版K发出的电子（不并初速度，重力和电子间的相互作用力）经加 速电压加速后，穿过A,A中心的小孔沿中心轴O,O的方向进人到调块水平正对栽 置的极板P和P'间的区线。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心 O点，形成了一个亮点：加上偏转电据U后，尧点潮离到了点，矿点与O点的整直间 距为d,水平间拒可忽略不计。此时，在P和P间的区城，再加上一个方向垂直于 纸面向里的匀强破場。翼节蹬场的强陶，当感交强度大小为时，亮点重新回到 )点。已知极酸水平方向的长度为L:,极板间臣为，极板右物到荧光屏的距离为 L《如图所示)。 ()求打在费光屏O点的电子逸度的大小： (2)推导出电子的比背的表达式。 高二简步周剧卷四 物理（教科版》选择性必修第三研第1贞【共4页1高二周测卷 ·物理（教科版）选择性必修第三册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第三册（四） 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③④ 档次 系数 单项选择题 6 a粒子散射实验 易 0.85 单项选择题 6 氢原子光谱图 中 0.75 3 单项选择题 6 氢原子能级图 中 0.70 4 单项选择题 6 光谱问题 易 0.80 5 单项选择题 6 光压 中 0.65 6 单项选择题 6 a粒子散射实验 中 0.60 7 多项选择题 8 理解巴尔末公式及其应用 易 0.80 8 多项选择题 8 跃迁 中 0.70 9 非选择题 12 氢原子能级图 易 0.80 10 非选择题 18 氢原子模型，巴尔末公式 中 0.70 11 非选择题 18 电子的比荷 中 0.75 香者誉案及解析 一、单项选择题 放出光子，光子能量等于两个能级之差，其发射光谱 1,B【解析】当a粒子进入原子区域后，离带正电的原 只有一些分立的亮线，放出的光子能量只有一些固定 子核远的α粒子受到的库仑斥力小，运动方向改变 值，并不可以发出各种频率的光，C项错误，D项 小。只有极少数的α粒子在距离原子核很近时，受到 正确。 很强的库仑斥力，发生大角度散射，A项错误，B项正 3.C【解析】原子从高能毁向低能级跃迁时，向外辐射 确：由库仑定律和原子核式结构模型可知，电子的质 光子。处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，氢 1 量只有a粒子的7300，它对a粒子速度的大小和方 原子能发射出6种不同波长的光，根据E。一E。=h 可知从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能 向的影响完全可以忽酪，α粒子偏转主要是带正电的 量为0.66eV,从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射 原子核造成的，C,D项错误。 的光子能量为2.55cV,从n=4能级跃迁到n=1能 2.D【解析】氮原子光谱中的亮线，是明线光谐，它是 级时辐射的光子能量为12.75cV,从n=3能级跃迁 由于氮原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形 到n=2能级时辐射的光子能量为1.89cV,从n=3 成的，A,B项错误：原子从高能级向低能级跃迁时会 能级跃迁到n=1能级时辐射的光子能量为 ·71✉ ·物理（教科版）选择性必修第三册· 参考答案及解析 12.09eV,从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射的光 的能量就可以发生跃迁，电子的能量大于从基态跃迁 子能量为10.2eV。根据光电效应方程可知能使金 到第一激发态所需要的能量10,2eV,故用能量为 属钙发生光电效应的光子的能量要大于或等于 10.3©V的电子轰击，能使基态的氢原子受激发，D 3.2cV。可见能使金属钙发生光电效应的光子共有 项错误 3种，C项正确。 三、非选择题 4.D【解析】太阳光谐是吸收光谐，其中的暗线是太阳 光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而 9,【解析】(1)由公式E= (2分) 产生的，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元 当m=3能量为E=二13.60eY≈-1.51eV1分) 3 素，A项错误：霓虹灯产生的是线状谱，炼钢炉中炽热 (2)根据跃迁理论得E,一E,=h (2分) 铁水产生的是连续光谐，B项错误：玻尔的原子理论 而c=y (2分) 具有局限性，只能解释氢原子光谱的实验规律，C项 解得波长为入≈1.03×101m (1分) 错误：氢原子光谱是不连续的，是线状谐，D项正确。 (3)大量的氢原子处于=4的激发态在跃迁过程中 5.C【解析】光子的能量E=加=h分，设单位时间内 向低能态跃迁发光时有C=6种 (2分) 该激光器发出的光子数为N,有N=P=P,C项正 共有6种光谱线，光谱线图为 E he EleV 确，D项错误：根据题意，该激光的能量全部被元件吸 -0.54 收，可认为光子在接触该原件后速度减为零，则在 -0.85 -1.51 时何内光子动量的变化量为△p=0一pN:=一N,他 -3.40 =一，对1时间内的光束由动量定理有一F=△p: -13.6 解得F=,该光束产生的光压为P=专-尽 (2分) 10.【解析】(1)电子绕原子核做匀速圆周运动，则有 A,B项错误。 6.C【解析】ā粒子散射实验说明占原子质量绝大部 (2分) 分的核是一个极小的核，并带有原子的全部正电荷和 儿乎全部的质量，A、B项错误，C项正确：卢瑟福发现 电子的动能E,=子m (1分) 了质子，查德威克发现了中子，不是这个实验得出的， D项错误。 解得B一会 (2分) 二、多项选择题 (2)电势能E。=一g=一6g (1分) 7.ACD【解析】此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在 基态氢原子的能量E=E十E, (2分) 可见光区的四条谐线时得到的，A项正确：公式中？ 只能取大于或等于3的整数，入不能连续取值，故氢 解得E=一 2n (2分) 原子光谱是线状谱，B项错误，C项正确：根据公式可 知，n值越大，对应的波长入越短，D项正确。 (3)根据玻尔理论，巴尔未系的光子能量织=E 8.AC【解析】根据能级跃迁规律可知w=E。一E.,v E (2分) =会，可知四条谱线中波长中最长的是H,A项正 (1分) 确：氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子 根据巴尔末公式有=R是一) (1分) 的被长为656nm,所以氢原子从n=2能级跃迁到n =3能级也需要波长为656m的光照射，B项错误： (2分) 一群处于n=3能毁的氢原子向低能级跃迁时，最多 产生C=3种谱线，C项正确：当实物粒子轰击氢原 解得R=一 (2分) 子时，只要实物粒子的能量大于等于能级跃迁所需要11.【解析】(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡 ·72. 时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到中心O点， 电子离开电场后做匀速直线运动，经：时间到达荧 设电子的速度为u,则有euB=eE (2分) 光屏，山=上 (2分) 解得=青即一品 U (1分) 时间内向上运动的距离d,=4=e山上(2分) (2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度进入 mub 后，竖直方向做匀加速运动，加速度为4= m品(1分) 故电于向上的总偏转距离d=d,十d,= m(L: 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间 (2分) 4=号 (2分) 解得巴= Ud B+空〉 (2分) 电子在电场中，竖直向上偏转的距离d=立ai= 1 eLiU 2mv b (2分) 离开电场时竖直向上的分速度=ah=山 b (2分)