河北正定中学2025-2026学年高二下学期物理周日滚动训练（5.17）

**基本信息** 聚焦近代物理核心内容，以氢原子能级跃迁、α粒子散射实验等真实情境为载体，通过基础计算到理论推导的梯度设计，考查物理观念与科学思维，适配高二周测巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|6/36|氢原子能级跃迁（第1题）、α粒子散射实验（第3题）|结合能级图考查能量计算，强化物质观念| |多选|2/16|电子衍射（第7题）、氢原子跃迁（第8题）|通过电子衍射情境分析物质波性质，体现科学探究| |非选|3/48|氢原子跃迁计算（第9题）、汤姆孙实验推导（第10题）、里德伯常量推导（第11题）|第11题结合巴耳末公式推导里德伯常量，突出科学推理与模型建构|

高二物理 (考试时间40分钟，满分100 分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1.太阳光谱中有一条谱线所对应光的频率与氢原子从较高能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量最小的光的频率相同，氢原子能级图如图所示，则该谱线所对应光子的能量为 A.2.86 eV B.1.89 eV C.0.66 eV D.0.31 eV 2.如图甲所示，由上至下分别为a、b、c、d四种元素的特征谱线，如图乙所示为某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为 A. a 元素 B. b 元素 C. c 元素 D. d 元素 3.卢瑟福的α粒子散射实验装置如图所示，开有小孔的铅盒里面包裹着少量的放射性元素钋。铅能够很好地吸收α粒子使得α粒子只能从小孔射出，形成一束很细的射线射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点，下列说法正确的是 A.α粒子碰撞到电子会反向弹回 B.绝大多数α粒子发生了大角度偏转 C.该实验为汤姆孙的“枣糕模型”奠定了基础 D.该实验说明原子具有核式结构，正电荷集中在原子核上 4.玻尔认为电子的轨道是量子化的，氢原子电子轨道示意图如图所示，处于某能级的原子吸收或释放光子会发生跃迁，图中标出了三种跃迁方式，其中v₁、v₂、v₃表示释放或吸收光子的频率。下列表达式正确的是 5.氘核²H和氦核³He 均由静止经过相同的电压加速(速度均远小于光速)后，²H和 He的德布罗意波的波长的比值等于 6.如图甲所示为氢原子光谱，如图乙所示为氢原子部分能级图，图甲中的 H₈、H，、H₈、H。是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线均为氢原子从高能级向 n=2能级跃迁时释放的光子，称为巴耳末系，则下列说法正确的是 A. Hy对应的光子能量比 H。对应的光子能量小 B. H₈可能是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的 C.有几条不连续的亮线说明氢原子跃迁时只能辐射特定频率的光子 D.若用Hβ对应的光照射某种金属不能发生光电效应，则用 H，对应的光照射该金属一定也不能发生光电效应 二、多项选择题(本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格(大小约为10-10m)上，可见光的波长范围为380-780 nm，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，电子的物质波的波长越长 C.电子的物质波的波长比可见光的波长短 D.动量相等的质子和电子，对应的物质波的波长也相等 8.氢原子跃迁与巴耳末系的对比图像如图所示，已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是 A.巴耳末系就是氢原子从n=3，4，5，…能级跃迁到基态时辐射出的光子 B.气体的发光原理是气体放电管中原子受到高速电子的撞击跃迁到激发态，再向低能级跃迁，放出光子 C.氢原子从n=3能级跃迁到 n=2能级时辐射出的光是可见光，但不属于巴耳末系 D.若处于某个激发态的几个氢原子，只发出. 三种波长的光，当 时，有 三、非选择题(本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题) 9.(14分)一群氢原子处于n=3能级，氢原子的能级示意图如图所示，电子电荷的值e (1)氢原子可能发射几种频率的光子，其中波长最短的光是在哪两个能级间跃迁时发出的? (2)求氢原子由n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量； (3)为使一个处于n=3能级的氢原子电离，至少需要多少焦耳的能量? 10.(16分)英国科学家汤姆孙利用阴极射线粒子受到的静电力和洛伦兹力平衡等方法确定出阴极射线粒子的带电性质、速度和比荷，如图甲所示为实验示意图。如图乙所示，真空玻璃管内，阴极发出的电子经K、A间的电场加速后，以一定的速度沿玻璃管的中轴线射入两平行极板C、D间。若两极板间无电压，电子打在荧光屏上的O点；若两极板间加上偏转电压U，电子打在荧光屏上的 P点；若两极板间再加上方向垂直于纸面、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，则电子又打到O点；若撤去电场只留磁场，电子恰好从极板 D 的右侧边缘射出。已知两极板的间距为d、长度为2d，电子的质量为m、电荷量大小为q。求： (1)电子进入两极板时的速度大小； (2)电子比荷的表达式。(用U、B、d表示) 11.(18分)玻尔建立氢原子模型时，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子的质量为m、电荷量为-e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r₁。不考虑相对论效应。 (1)求氢原子处于基态时，电子绕原子核运动时的动能； (2)氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中距场源电荷Q为r处的各点的电势φ 求处于基态的氢原子的能量； (3)许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。利用氢气放电管可获得氢原子光谱。1885年，巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用巴耳末公式表示，即 式中叫作里德伯常量。根据玻尔理论，可知氢原子的基态能量为 E₁，激发态能量 其中n=2,3,4,…,用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，请根据玻尔理论推导里德伯常量 物理答案 1.B 2.B 3.D 4.B 5.A 6.C 7.CD 8.BD 学科网（北京）股份有限公司 $