周测评(二十二) 原子的核式结构模型 氢原子光谱和玻尔的原子模型 粒子的波动性和量子力学的建立-【衡水真题密卷】2025-2026全学年高二物理学科素养周测评（人教版）

·物理· 参考答案及解析 逐出电子所需要的时间为t,需要的能量为W, (2分) Pt (3)一个电子在单位时间内吸收的能量 有W=P题tF4r (4分) P Pa=4·w2 4L2 (2分) 解得1=P,W。 (2分) 2025一2026学年度高二学科素养周测评（二十二） 物理·原子的核式结构模型氢原子光谱和玻尔的原子模型 粒子的波动性和量子力学的建立 一、单项选择题 轨道半径减小，该过程中电场力做正功，电势能 h 1.B【解析】中子的动量p一元，氘核的动 减小，动能增大，原子的能量减小，D正确。 二、多项选择题 量：一：，该过程满足动量守恒，正碰后形成 h 5.AD【解析】大量氢原子从高能级向低能级跃 迁过程中辐射出的光的种数m=C%,可知当大 的氚核的动量p3一p2十p1,所以氚核的德布罗 量处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，将 感欢长为A会-B三确 辐射出10种不同频率的光，A正确；根 2.D【解析】玻尔理论只能解释氢原子光谱，A 据E=hy可知，跃迁过程中所辐射光子的能量 错误；大量氢原子发出的光谱为线状光谱，B错 越高，其频率越大，而根据C=入y可知，频率越 误；光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成 大的光其波长越短，而频率越小，其波长越长， 成分，C错误；同一元素的发射光谱和吸收光谱 而由氢原子跃迁时所释放的能量E一Em一E, 的特征谱线相同，D正确。 (m>n,且m、n均为正整数)，分析可知，氢原 3.A【解析】卢瑟福通过对α粒子散射实验的研 子从n=5跃迁到n=4能级，辐射的光子能量 究，提出了原子的核式结构模型，A正确；根据 最小，则可知其频率最小，波长最长，B、C错误， a粒子散射现象可知，大多数α粒子击中金箔后 D正确。 几乎沿原方向前进，B错误；α粒子受到电场力 6.CD【解析】电子衍射图样说明了电子具有波 作用，根据电场力做功特点可知α粒子从a经 过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正 动性，A错买根携U-弓m,A-点。解得 功，所以α粒子的电势能先增大后减小，C错 h ,加速电压越大，电子的物质波波长 误；由于α粒子从a运动到b的过程中电场力 √/2meU 做负功，则动能减小，D错误。 越短，B错误；电子物质波波长比可见光波长更 4.D【解析】一个处于激发态n=4的氢原子，向 短，C正确；根据入=么可知，动量相等的质子和 低能级跃迁时最多可发出3种不同频率的光，A 错误；当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV 电子，对应的物质波波长也相等，D正确。 的粒子轰击时，若为光子，则氢原子一定会被电 三、非选择题 离，若为其他实物粒子，氢原子不会被电离，B 7.(1)0.85eV(2)3.08×1015Hz 错误；处于基态的氢原子吸收一个12.1eV的 【解析】(1)由氢原子的能级公式得 光子后的能量为-13.6eV+12.1eV=-1.5eV, E4=4E1=-0.85eV (2分) 由于不存在该能级，所以用12.1eV的光子照 射处于基态的氢原子时，电子不可能跃迁，C错 故要使处在n=4能级的氢原子电离，入射光子 误；氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时 的最小能量为0.85eV (2分) 41 2 真题密卷 学科素养周测评 (2)由hy=E4-E, (3分) 发到n=4能级的激发态，这群氢原子的能级如 可知hy=E4-E1=12.75eV (2分) 图所示，由图可知，这群氢原子可能发生的跃迁 解得v≈3.08×1015Hz. (3分) 共有6种，所以它们的谱线共有6条 （4分) 8.(1)1.1×107m1(2)0.872×10-19J EleV .0 【解析】(1)由题知，当n=3时，入=656nm,所 -0.85 -1.51 以有 -3.40 56X10-R(侵) 1 (3分) 解得R=1.1×10'm1 (3分) -13.6 (2)波的波长越短，频率越大，光子的能量就越 (2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级 大，使金属钠发生光电效应后得到的光电子初 差也最大，即从n=4能级跃迁到n=1能级发 动能最大，巴耳末系中的4条可见光中波长为 出的光子能量最大。根据玻尔理论，发出光子 410nm的光子能量最大，为 的能量hy=E4一E (4分) E-=h 解得y=3.1×1015Hz (4分) =4.85×10-19J (4分) (3)波长最长的光子能量最小，对应的跃迁能级 由光电效应方程有 差也最小。即从n=4能级跃迁到n=3能级， Ek=E-Wo (4分)》 发出的光子的波长最长，根据 其中W。=hv0=3.978×10-19J (3分) =E4一Eg (4分) 解得光电子的最大初动能 Ek=0.872X10-19J。 (3分) ch 解得入=E,=E≈1.884X106m。 (4分) 9.(1)6条(2)3.1×105Hz(3)1.884×10-6m 【解析】(1)处于基态的氢原子吸收光子后，被激 2025一2026学年度高二学科素养周测评（二十三） 物理·原子核的组成 放射性元素的衰变 一、单项选择题 1.C【解析】在真空中，X射线的传播速度与无 M,》户0容M,M,1,-16:21 线电波的传播速度一样大，A错误；Y射线的穿 B正确。 透能力最强，B错误；所有的物体都在不停地辐 4.C【解析】设原来1“C的质量为M。,衰变后剩 射红外线，电磁波谱中红外线的热效应最显著， C正确；X射线可以用来安全检查，但电磁波谱 余质量为M,则有M=M,(日)”，其中n为经过 中频率最大、穿透能力最强是Y射线，D错误。 半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的 2.A【解析】设粒子X质量数、电荷数分别为a、 b,根据核反应前后电荷数守恒有22十94= 2,可以解得n=1,即该古木生命活动结束的年 116十4b,解得b=0,所以X是中子，a=1,根据 代距今约5730年，A错误；再过约11460年， 核反应前后质量数守恒有m十244=290十4a,联立 则又经过了两个半衰期，该样品中的4C的比例 解得m=50,A正确。 1 将变成现代植物样品中“C比例的g,并未全部 3.B【解析】由M,(G)户=M.(G)户 衰变殆尽，B错误；“C衰变为1“N的过程中质量 M,号产可得M,(份)-M.(2)月 数没有变化而核电荷数增加1，所以本质是其中 的一个中子变成了一个质子和一个电子，所以 放出B射线，其衰变的本质为n→}H 422025一2026学年度高二学科素养周测评（二十二） 物理·原子的核式结构模型 氢原子光谱和玻尔的原子模型 粒子的波动性和量子力学的建立 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 1 2 3 4 答案 1.任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应，波长满 足入=么h为普朗克常量)，人们把这种波叫作德布罗意波。一个德布罗意波长为入 的中子和另一个德布罗意波长为入2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布 罗意波长为 () 入1入2 入1入2 A.X1一入2 B. 1+入2 C.t 2 D. 2 2.氢原子的可见光谱线图如图所示，氢原子的发射光谱只有一些分立的亮线，氢原子只能 释放或吸收特定频率的光子，玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律。和氢原 子一样，各种原子都有其独特的光谱，在研究太阳光谱时，发现它的连续光谱中有许多 暗线，这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱，吸收 光谱中的暗线对应发射光谱中的亮线。下列说法正确的是 () 7 喇开系 n=3 立帕邢系 1n=2 巴耳末系 紫 红 400 500 600 700 波长 nm n=1业赖曼系 A.玻尔理论可以解释各种原子的光谱 B.大量氢原子发出的光谱为连续光谱 C.光谱分析不能鉴别物质和确定物质的组成成分 D.同一元素的发射光谱和吸收光谱的特征谱线相同 3.如图所示，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固 定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，下列说法正 确的是 () 高二学科素养周测评（二十二）物理第1页（共4页） 真题 不要质疑你的付出，这些都会是一种积累、一种沉淀 里n9s0里9 班级 a粒子 ,b⊕金原子核 姓名 A.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了核式结构模型 得分 B.大多数α粒子几乎沿原方向返回 C.从a经过b运动到c的过程中，a粒子的电势能一直增大 D.a粒子经过a、b两点时动能相等 4.如图为氢原子能级示意图，下列说法正确的是 E/eV 00- 54 -0.54 -0.85 -1.51 -3.40 -13.60 A.一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以发出6种频率的光 B.当处于基态的氢原子受到动能为l3.6eV的粒子轰击时，氢原子一定会被电离 C.处于基态的氢原子可以吸收能量为12.1eV的光子，并发生跃迁 D.处于=4能级的氢原子向低能级跃迁时，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子 的能量减小 二、多项选择题：本题共2小题，每小题8分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。 题号 5 6 答案 5.氢原子的能级图如图所示，现有大量处于=5能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法 正确的是 () EleV -0.54 -0.85 -1.51 2 -3.40 -13.60 A.这些氢原子可能发出10种不同频率的光 B.氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时，辐射的光子波长最长 C.氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时，辐射的光子频率最小 D.氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，辐射的光子能量最小 密卷 高二学科素养周测评（二十二）物理第2页（共4页） 1 6.让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格（大小约10-1°m)上，可得到电子的衍射图 样，如图所示。下列说法正确的是 () A.电子衍射图样说明了电子具有粒子性 B.加速电压越大，电子的物质波波长越长 C.电子物质波波长比可见光波长更短 D.动量相等的质子和电子，对应的物质波波长也相等 三、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.12分)氢原子基态能量为E,则激发态能量E.=E,(a=23,4…）.已知E,- 一13.6eV,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,当氢原子在n=4的激发态时，求： (1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量（结果用eV为单位）； (2)能放出的光子的最大频率（结果保留三位有效数字）。 8.(20分)1885年巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线进行了研究，四条谱线波长 分别为：656nm、486nm、434nm、410nm,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示。 如果采用波长的倒数，这个公式可以写作R侵》a=3,45、…式中R叫微里德 伯常量。这个公式后来称为巴尔末公式，它所确定的这一组谱线称为巴耳末系。公式 中的n只能取整数，不能连续取值。已知氢原子基态能E1=一l3.6eV,氢原子的能级 公式为E,=元，式中n=1、2、3、…称为量子数，普朗克常量h=6.63X10-4J·s,光速 c=3.0×108m/s(结果均保留3位有效数字)。 高二学科素养周测评（二十二）物理第3页（共4页） 真题密卷 (1)求出里德伯常量R。 (2)已知金属钠的截止频率为6.0×1014Hz,电子电量e=1.6×10-19C,通过计算求出用 上述巴耳末系中的4条可见光照射金属钠，发生光电效应时光电子的最大初动能。 9.(20分)氢原子能级图如图所示。用能量为12.75eV的光子照射一群处于基态的氢原 子，已知氢原子的基态能量E1=一13.6eV,普朗克常量h=6.63×10-34J·s。 (1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？ (2)求这群氢原子发出的光子的最大频率（结果保留两位有效数字）。 (3)求这群氢原子发出的光子的最长波长（结果保留四位有效数字）。 54 器 -1.51 2 -3.40 1 -13.60 高二学科素养周测评（二十二）物理第4页（共4页）