2025-2026学年高二下学期高考期间假期作业（二）测试范围：原子物理

**基本信息** 本卷为高二下学期原子物理单元复习卷，涵盖光电效应、氢原子能级、核反应等核心知识，结合“嫦娥探月”激光测距、秦山核电站同位素应用等科技情境，注重物理观念建构与科学思维培养，适配高考单元复习需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7|光电效应、比结合能、氢原子跃迁|以能级图、黑体辐射曲线等图像题，考查物理观念| |多选题|3|衰变、康普顿效应、能级跃迁规律|结合钚衰变、光子电子碰撞，体现科学推理| |实验题|2|光电效应实验（遏止电压、逸出功）|设计电路分析与数据计算，培养科学探究能力| |解答题|3|能级能量计算、核反应质能关系|联系秦山核电站医用同位素应用，渗透科学态度与责任|

2025-2026学年高二下学期高考期间假期作业（二） 测试范围：原子物理 一、单选题 1．关于近代物理知识，下列说法中正确的是（     ） A．光电效应揭示了光的波动性 B．放射性元素发出的射线来自原子核外电子 C．比结合能越大的原子核，越稳定 D．处于基态的氢原子能吸收任意能量的光子而跃迁到激发态 2．关于下列四幅图涉及的近代物理知识，下列说法正确的是（　　） A．图甲为氢原子的能级图，一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子 B．图乙为原子核比结合能的变化曲线，原子核结合能越大越稳定 C．图丙为在不同温度下黑体辐射的辐射强度与波长的关系图像，随着温度升高，黑体辐射的辐射强度极大值向波长较短的方向移动 D．图丁为研究光电效应的实验电路图，保持入射单色光的频率不变，增大入射光的强度，则遏止电压变大 3．大量处于某一激发态的氢原子向基态跃迁时，能够产生6种不同频率的光，波长分别为、、、、、，且，已知氢原子基态的能量为，第能级的能量（其中，，，…），则下列说法正确的是（　　） A．这些氢原子最初处于第3能级 B．波长为的光子动量最小 C． D． 4．氢原子光谱在可见光区按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，其中，且为红光，为紫光。下列说法正确的是（    ） A．对应的是电子从n=6能级向n=2能级跃迁所释放光的谱线 B．气体中中性原子的发光光谱都是连续谱 C．若光能使某金属板发生光电效应，则光一定也能使该金属板发生光电效应 D．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量最小 5．关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是（　　） A．β衰变放出的电子是由核内的中子转化的 B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的 C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态及外部条件有关 6．恒星内部发生的核反应之一是，已知的比结合能为，的比结合能为，真空中的光速为，则该反应过程中亏损的质量为（　　） A． B． C． D． 7．在我国“嫦娥探月”工程的激光测距实验中，科学家利用氢原子的能级跃迁校准激光频率，如图为氢原子的能级示意图。某氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级，下列说法正确的是（　　） A．氢原子的能量不变 B．氢原子的能量增加 C．辐射光子的能量等于2.55 eV D．吸收光子的能量等于2.55 eV 二、多选题 8．钚（）衰变为铀（），半衰期约为88年，能产生持久稳定的热能，是目前用于核武器与快堆燃料最主流、最硬核的高科技应用。的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．衰变方程中的为粒子 B．的比结合能比的比结合能小 C．一定质量的经过176年约有发生了衰变 D．发生衰变时质量亏损，所以质量数不守恒 9．物理学家康普顿在研究石墨对射线的散射时，发现在散射后检测到的射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长为的部分。已知普朗克常量，真空中的光速，散射前电子处于静止状态，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（　　） A． B．光子与电子碰撞后频率不变 C．若散射后的光子波长为，则碰撞后电子的动能为 D．碰撞后，电子的动量可能为 10．氢原子能级如图甲所示。用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种不同频率的光a、b、c能够发生光电效应，用如图乙所示的电路研究光电效应规律，可得电压U与光电流之间的关系如图丙所示，元电荷为e。下列说法正确的是（　　） A．基态的氢原子受激跃迁至能级 B．图丙中，a、c两束光照射金属K逸出的光电子的最小波长之比为 C．图丙中，若a、c两束光光强相同，则产生的饱和电流I之比为 D．b光照射后逸出的光电子可能使能级的氢原子电离 三、实验题 11．用金属物制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示。 (1)要观察遏止电压，电源正、负极的接线为___________。（选填“左负右正”或“左正右负”） (2)用不同频率的光照射该光电管，测得遏止电压与入射光频率的关系图像如图乙所示，则该金属的截止频率___________Hz，逸出功___________J。已知普朗克常量。（结果均保留两位有效数字） 12．某实验小组的同学为了探究光电效应现象，设计了如图所示的电路图。已知普朗克常量为h，电子的电量为e。 (1)阴极为________； (2)若a为电源的正极、b为电源的负极，用频率为ν的光照射阴极，同时滑动变阻器的滑动触头由左向右移动，当电压表的示数为时，电流表的示数刚好为零，则阴极材料的逸出功为________； (3)仅将电源的正负极对调，重复第（2）问中的操作，滑动变阻器的滑动触头由左向右移动，电流表的示数________，当电压表示数为时，光电子到阳极的最大动能为________； (4)在第（3）问的基础上，保持滑动变阻器的触头以及照射光的强度不变，换用频率更大的光照射阴极，电流表的示数________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 四、解答题 13．已知基态的氢原子能量为，普朗克常量为，光在真空中速度为，氢原子的能级公式，其中是基态能量，，求： (1)一个处于能级的氢原子跃迁到能级，需吸收的光子能量； (2)用波长为的光子照射基态氢原子使其电离，电离后电子的动能。 14．我国秦山核电站掌握生产短半衰期医用同位素钇-90（）微球的技术。将载有钇-90的微球通过血液输送到肝脏肿瘤处，钇-90衰变为锆-90（），且释放出射线，对肿瘤自内而外实施精确打击。若某个质量为的静止钇-90原子核衰变为质量为的锆-90和质量为的电子。忽略粒子的重力和相对论效应，真空中的光速为。 (1)写出钇-90的衰变方程，求衰变释放的能量； (2)求衰变产生电子的动能。 15．当原子处于激发态时会自发地放出光子跃迁到基态，而处于基态的原子在被其他粒子撞击时又会从基态跃迁到激发态。已知氢原子基态能量，第n能级的能量，质子与氢原子的质量接近均为，元电荷，光速，不计粒子重力，不考虑相对论效应。 (1)处于第一激发态（）的氢原子向基态跃迁时辐射出光子的能量是多少，并指出该光子是属于紫外线还是红外线频段； (2)一个处于第一激发态的氢原子（视为静止）辐射出光子后，求该氢原子获得的速度大小（结果保留一位有效数字）； (3)如图所示，质子在匀强磁场中做匀速圆周运动的过程中撞击到一静止的氢原子，使氢原子从基态跃迁到第一激发态，同时质子做圆周运动的半径变为原来的，求撞击前质子的动能。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D C A A C ABC AD BD 11．(1)左负右正 (2) 12．(1)K (2) (3) 先变大后不变 (4)减小 13．(1) (2) 【详解】（1）氢原子从能级跃迁到能级，需吸收的光子能量应恰好等于两能级间的能量之差，光子能量满足 其中 解得 （2）波长为的光子能量为 由能量守恒得电离后电子的动能 解得 14．(1) ， (2) 【详解】（1）根据衰变前后遵循质量数守恒、电荷数守恒，可得衰变方程为： 根据质能方程，可知该反应释放的能量为 （2）由反应前后动量守恒可得 因为 联立可得 又因为释放的能量变为生成物的动能可得 联立可得 解得衰变产生电子的动能 15．(1)，紫外线 (2) (3) 【详解】（1）第一激发态的氢原子能量 故辐射出光子的能量 该光子是属于紫外线频段。 （2）光子动量 因为辐射出光子过程动量守恒，氢原子与光子的动量等大反向，故氢原子获得的速度大小 解得 （3）根据 可得 质子做圆周运动的半径变为原来的，则撞击后质子做圆周运动的速度变为原来的，根据动量守恒有 碰撞后氢原子的速度变为 碰撞过程中损失的动能等于基态到第一激发态所需的能量 可得 解得 学科网（北京）股份有限公司 $