(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（鲁科版）

U 物耀（鲁科腰）透择性多修第三图第士页（具1万} O 衡水金海·先章驱·高二网步周测移四 物理（鲁利版} 选择性必修第三暖第2面【共1面] 三，非选择题（本图其3小圈，其48分。请按要求亮成下列各圈） 氢原子的基态能量为上，激发态能量为上，-马划一23,4…)，用k表示背朗克察 9.12分)如图所示为氢原子德级图，氯原子处于基点时的能量E=一13.6V。已知 井闭克常量方一6.63×104」·s,电子电量e=1.6×10口C.真室中的完速c-3× 量，：表示真空中的光速，请根据藏尔理论推肆里德伯鹭量R, 10'm/s. 《1)当氢原子址于程=3的徽爱态时，求此时的能量：（结果保留三位有效数字） (2)当氢原子从程=3的散发态跃迁到和=1的基态时，求向外铜射的光子的波长4《结 果保留三位有效数字) 《3)若有大量的氢原子处于n一4的微发态，期在跃迁过程中可能释改出儿种期率的 光子？并在德级图上用帝头标明这些氧原子能发出的光谐线 Bev 自名号 150 速4排 1430 11.(18分)汤，孙用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所 示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初违度，重力和电子间的相互作用力）经加 值电压加连后，穿过A,A中心的小孔沿中心轴()，)的方向进人到两块水平正对放 置的极板P和P间的区域。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧亮屏的中心 O点，形成了一个亮点：如上偏转电压U后，亮点偏商到点，了点与)点的整直间 距为d,水平距可忽略不计。此时，在P和P间的区域，再加上一个为向垂直于 低面向里的匀强础场。调节磁场的强钢，当强感应很度大小为B时，亮点重斯同判 O点。已知极板水平打向的长度为L,极板间距为6，极板右操到荧光屏的距离为 L:(如图所示) 《1)求打在荧光屏O点的电子随度的大小： 10,(18分)玻尔建立氢原千模型时，仍然把电子的运动看成经具力学抗述下的焦道运 (2)推导出电子的比荷的表达式。 动。他认为，氢原子巾的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速国周运动。已知 电子的质量为、所带电背量为一，静电力常量为，氢原子处于基态时电子的线道 半径为，不考虑相对论效应。 (1)氯原子处于基态时，电子绕原子枝运功，求电子的动儒： (2)氧原子的能量等于电子绕原子核运动的动能，电子与原子核系统的电势能的总 和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中距场薄电荷Q为？处的各点的电 势F一49，求处于基态的氢腺子的能证： (3)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索系子结构 的一条重要途径，科用氢气放电管可状得氢原子光拼，185年，巴尔末对当时已 切的在可见光区域的四条请线槛了分所，发观这些语线的被长能够用巴尔末公式表 示，即片=R宁一之=34,5…，式中R叫作里密鱼常量.絮玻尔用论可知， 物理（鲁科版引送择性必修第三研第8页{共【页引 衡水金等·先享题·商二阿步圆测荐四 物里[鲁科霍】途稀程必修第三导第4页《其4页]高二周测卷 ·物理（鲁科版）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 2 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 跃迁，可见光 易 0.80 5 单项选择题 6 光压 中 0.65 6 单项选择题 6 原子光谱 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 氢原子能级图，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 氢原子的能量，玻尔理论 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 成的，A、B项错误：原子从高能级向低能级跃迁时会 1,C【解析】a粒子散射实验中的现象是绝大多数a粒 放出光子，光子能量等于两个能级之兼，其发射光谱 子儿乎不发生偏转，少数发生了较大的角度偏转，极 只有一些分立的亮线，放出的光子能量只有一些固定 少数粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的 值，并不可以发出各种類案的光，C项错误，D项 甚至儿乎达到180°被反弹回来)，A项错误：a粒子散 正确 射实验说明原子内存在一个集中了几乎全部的质量 3,C【解析】原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射 和全部正电荷的核，数年后卢瑟福发现核内有质子并 光子。处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，氢 预测核内存在中子，所以α粒子散射实验不能证明原 原子能发射出6种不同波长的光，根据E一E,=h: 子中除了质子外还存在中子，B项错误，C项正确；a 可知从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能 粒子散射实验证明了卢瑟福的核式结构是正确的，D 量为0.66©V,从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射 项错误。 的光子能量为2.55©V,从n=4能级跃迁到n=1能 2.D【解析】氢原子光谱中的亮线，是明线光谐，它是 级时辐射的光子能量为12.75©V,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 ·71 ·物理（鲁科版）选择性必修第三册· 参考答案及解析 能级跃迁到”=1能级时辐射的光子能量为 产生C一3种谱线，C项正确：当实物粒子复击氢原 12.09eV,从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射的光 子时，只要实物粒子的能量大于等于能级跃迁所需要 子能量为10.2©V。根据光电效应方程可知能使金 的能量就可以发生跃迁，电子的能量大于从基态跃迁 属钙发生光电效应的光子的能量要大于或等于 到第一激发态所需要的能量I0.2eV,故用能量为 3.2©V。可见能使金屈钙发生光电效应的光子共有 10,3eV的电子轰击，能使基态的氢原子受激发，D 3种，C项正确。 项错误。 4.A【解析】由能量子公式意=可得y=△E 三、非选择题 h 上85×1.6X10”H4.46X10Hz,由题图可知， 3【锅折标】1)曲公式￡一月 (2分) 6.63×10-m 发光颜色为红色，A项正确。 当n=3能量为E,=二1360cY≈-1,51ey1分) 32 5.C【解析】光子的能量E=,=h会，设单位时间内 (2)根据跃迁理论得Ea一E=h (2分) 而c=Ay (2分) 卫_，C项正 该激光器发出的光子数为N,有N=巨= 解得波长为A≈1.03×10-7m (1分) 确，D项错误：根据题意，该微光的能量全部被元件吸 (3)大量的氢原子处于一4的激发态在跃迁过程中 收，可认为光子在接触该原件后速度减为零，则在 向低能态跃迁发光时有C=6种 (2分) 共有6种光谱线，光谱线图为 时间内光子动量的变化量为△p=0一pNt=一N:y Elev .0 =一，对t时间内的光束由动量定理有一=△P, -0.54 -0.85 1.51 解得F=,该光束产生的光压为Pm=号-尽， 3.40 A,B项错误。 6.A【解析】原子光谱，是由原子中的电子在能量变化 -13.6 时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谐。 (2分) 某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的 10.【解析】(1)电子绕原子核做匀速圆周运动，则有 光谱，这是原子光谱，A项正确：原子光谐无论是发射 (2分) 光谐还是吸收光诺，都不是连续光谱，B项错误：原子 m 光谐是了解原子结构最重要的直接证据，C项错误： 电子的动能E=子m (1分) 氢原子光谐是分立的，但并不是所有谱线都处于可见 光范围内，D项错误。 解得五一会 (2分) 二、多项选择题 7,ACD【解析】此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在 (2)电势能E=一cg=一k二 (1分) 可见光区的四条谐线时得到的，A项正确：公式中n 基态氢原子的能量E=E十E (2分) 只能取大于或等于3的整数，A不能连续取值，故氢 原子光谱是线状谱，B项错误，C项正确：根据公式可 解得E=一2 (2分) 知，n值越大，对应的波长入越短，D项正确。 (3)根据玻尔理论，巴尔末系的光子能量仁=E。 8.AC【解析】根据能级跃迁规律可知y=E一E., E (2分) =天，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 的波被长为656nm,所以氢原子从n=2能级跃迁到n 根据巴尔末公式有子-R(安一 1 (1分) =3能级也需要波长为656nm的光照射，B项错误； -群处于一3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多 可得R-)-是一号 11 (2分) ·72· 解得尺=一是 (2分) 离开电场时竖直向上的分速度=a= mub 11.【解析】(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡 (2分) 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D,则有ewB=eE (2分) 光屏，2=2 (2分) 解得=言即一品 (1分) 红时间内向上运动的距离d:=功= ULL(2分) (2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度进入 mub 后，竖直方向锁匀加速运动，加速度为a一 m6(1分 故电子向上的总偏转距离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) 号 (2分) 解得= Ud gbLL.+受） (2分) 电子在电场中，竖直向上偏转的距离d=合a eLiU 2mv b (2分)