2025年大學(xué)物理學(xué)（原子物理學(xué)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫(xiě)在括號(hào)內(nèi)）1.關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型，以下說(shuō)法正確的是（）A.原子中絕大部分正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在很小的核上B.電子在核外繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.原子核的半徑大約為10^(-10)mD.原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子數(shù)不相等2.氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子頻率為ν，則氫原子從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子頻率為（）A.νB.2νC.3νD.4ν3.按照玻爾理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量（）A.越大B.越小C.不變D.無(wú)法確定4.下列說(shuō)法中正確的是（）A.光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性B.光的干涉現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性C.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波D.光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性5.用頻率為ν的光照射某金屬表面時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，若改用頻率為2ν的光照射該金屬表面，則逸出光電子的最大初動(dòng)能為（）A.Ekm+hνB.2EkmC.Ekm-hνD.Ekm+2hν6.已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量En=E1/n^2，其中n=2,3,4…。若氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子頻率為ν，則氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子頻率為（）A.νB.3νC.5νD.7ν7.關(guān)于物質(zhì)波，以下說(shuō)法正確的是（）A.任何運(yùn)動(dòng)的物體都伴隨一種波，這種波叫物質(zhì)波B.物質(zhì)波也叫德布羅意波C.物質(zhì)波的波長(zhǎng)λ=h/p，其中h是普朗克常量，p是物體的動(dòng)量D.以上說(shuō)法都正確8.下列實(shí)驗(yàn)中，能說(shuō)明光具有粒子性的是（）A.光的干涉實(shí)驗(yàn)B.光的衍射實(shí)驗(yàn)C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)D.光的偏振實(shí)驗(yàn)9.氫原子光譜的巴耳末系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的譜線對(duì)應(yīng)的氫原子躍遷是（）A.從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)B.從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)C.從n=5能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)D.從n=6能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)10.用一束紫外線照射某金屬時(shí)不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是（）A.改用頻率更小的紫外線照射B.改用X射線照射C.改用強(qiáng)度更大的原紫外線照射D.延長(zhǎng)原紫外線的照射時(shí)間二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，請(qǐng)將正確答案填寫(xiě)在括號(hào)內(nèi)，漏選得3分，錯(cuò)選不得分）1.關(guān)于玻爾的原子模型，下列說(shuō)法正確的是（）A.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中B.原子中，雖然核外電子不斷做加速運(yùn)動(dòng)，但只要能量狀態(tài)不改變，就不會(huì)向外輻射能量C.原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，一定要輻射一定頻率的光子D.原子的每一個(gè)能量狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一個(gè)電子軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的2.以下關(guān)于光電效應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）A.光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率成正比B.光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)C.當(dāng)入射光頻率大于金屬的截止頻率時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)D.光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性3.下列現(xiàn)象中，能說(shuō)明光具有波粒二象性的是（）A.光的干涉和衍射B.光的偏振C.光電效應(yīng)D.康普頓效應(yīng)4.關(guān)于氫原子光譜，下列說(shuō)法正確的是（）A.氫原子光譜是連續(xù)光譜B.氫原子光譜是氫原子的線狀光譜C.氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差有關(guān)D.氫原子光譜在紅外、可見(jiàn)光、紫外光區(qū)域都有譜線5.關(guān)于物質(zhì)波的概念，下列說(shuō)法正確的是（）A.實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，這種波叫德布羅意波B.德布羅意波也是概率波C.電子的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了物質(zhì)波的存在D.宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動(dòng)性三、填空題（總共5題，每題4分，請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上）1.氫原子的基態(tài)能量為E1，當(dāng)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)，輻射出光子的能量為_(kāi)_____。2.用頻率為ν的光照射某金屬表面，逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ekm，則該金屬的逸出功為_(kāi)_____。3.按照玻爾理論，氫原子中的電子離原子核越近，氫原子的能量______（選填“越大”或“越小”）。4.光的干涉和衍射現(xiàn)象表明光具有______性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)表明光具有______性。5.已知某種單色光的波長(zhǎng)為λ，普朗克常量為h，光在真空中的傳播速度為c，則該單色光光子的能量為_(kāi)_____，動(dòng)量為_(kāi)_____。四、簡(jiǎn)答題（總共2題，每題10分，請(qǐng)簡(jiǎn)要回答問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述玻爾原子模型的主要內(nèi)容，并說(shuō)明其成功之處和局限性。2.解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，并說(shuō)明愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程的意義。五、計(jì)算題（總共2題，每題15分，請(qǐng)寫(xiě)出詳細(xì)的解題過(guò)程）1.已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=-13.6eV，電子質(zhì)量m=9.1×10^(-31)kg。求氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)，輻射出光子的能量和波長(zhǎng)。（普朗克常量h=6.63×10^(-34)J·s，真空中光速c=3×10^8m/s）2.用波長(zhǎng)為λ=200nm的紫外線照射某種金屬表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=4.0×10^(-19)J。求這種金屬的逸出功W0。（普朗克常量h=6.63×10^(-34)J·s，真空中光速c=3×10^8m/s）答案：一、選擇題1.A2.C3.A4.C5.A6.C7.D8.C9.A10.B二、多項(xiàng)選擇題1.ABD2.BCD3.CD4.BCD5.ABC三、填空題1.-3/16E12.hν-Ekm3.越小4.波動(dòng)；粒子5.hc/λ；h/λ四、簡(jiǎn)答題1.主要內(nèi)容：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱(chēng)為定態(tài)；原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，會(huì)輻射或吸收一定頻率的光子；原子的不同能量狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的電子軌道，軌道是不連續(xù)的。成功之處：能很好地解釋氫原子光譜的規(guī)律。局限性：不能解釋多電子原子的光譜，也不能解釋原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)等。2.光電效應(yīng)現(xiàn)象：在光的照射下，金屬表面發(fā)射出光電子的現(xiàn)象。愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ekm=hν-W0，其意義在于揭示了光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率和金屬逸出功之間的關(guān)系，為光電效應(yīng)提供了理論解釋。五、計(jì)算題1.氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí)時(shí)，輻射出光子的能量：E=E3-E1=E1/9-E1=-8/9E1=-8/9×(-13.6)eV=12.09eV根據(jù)E=hc/λ，可得波長(zhǎng)λ=hc/E=6.63×10^(-34)×3×10^8/(12.09