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2025年大学物理学（量子物理基础）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共40分）
每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。(总共8题，每题5分)
1. 关于黑体辐射，以下说法正确的是
A. 黑体辐射的强度只与温度有关
B. 随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
C. 黑体辐射实验规律无法用经典物理学理论解释
D. 普朗克提出能量子假说成功解释了黑体辐射规律

2. 已知某种单色光照射到金属表面时，能产生光电效应。若增大该单色光的强度，则
A. 光电子的最大初动能增大
B. 光电子的最大初动能不变
C. 单位时间内产生的光电子数目增多
D. 单位时间内产生的光电子数目不变

3. 下列关于物质波的说法，正确的是
A. 任何一个物体都有一种波与之对应，这就是物质波
B.X射线的衍射实验，证实了物质波的假设是正确的
C. 电子的衍射实验，证实了物质波的假设是正确的
D. 宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性

4. 氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的谱线对应的氢原子跃迁是
A. 从n=3能级跃迁到n=2能级
B. 从n=4能级跃迁到n=2能级
C. 从n=5能级跃迁到n=2能级
D. 从n=6能级跃迁到n=2能级

5. 按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν₁的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν₂的光子，且ν₁>ν₂。则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将
A. 吸收频率为ν₂-ν₁的光子
B. 吸收频率为ν₁-ν₂的光子
C. 释放频率为ν₂-ν₁的光子
D. 释放频率为ν₁-ν₂的光子

6. 关于不确定性关系ΔxΔp≥h/4π，以下理解正确的是
A. 微观粒子的动量不可能确定
B. 微观粒子的位置不可能确定
C. 微观粒子的动量和位置不可能同时确定
D. 不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观物体

7. 在α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，关于描述α粒子的有关物理量符合下列哪种情况
A. 动能最小
B. 势能最小
C. α粒子与金原子核组成的系统能量最小
D. 加速度最小

8. 下列说法正确的是
A. 电子云图中的小黑点表示电子的多少
B. 电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少
C. 电子云图中小黑点越密表示电子在该区域运动速度越快
D. 电子云图中小黑点越密表示电子在该区域运动加速度越大

第 II 卷（非选择题 共60分）
9. （10分）简述普朗克能量子假说的主要内容。

10. （10分）光电效应的实验规律有哪些？

11. （10分）简述玻尔氢原子理论的基本假设。

12. （15分）阅读材料：
在研究微观粒子的运动时，经典力学的规律不再适用。量子力学为我们提供了新的理论框架。例如，电子在原子核外的运动状态不能用经典的轨道概念来描述，而是用概率分布来表示。电子云就是电子在核外空间概率密度分布的形象描述。
问题：请结合材料，说明量子力学与经典力学在描述微观粒子运动上的主要区别。

13. （15分）阅读材料：
氢原子光谱是氢原子内的电子在不同能级跃迁时发射或吸收不同频率的光子形成的光谱。通过对氢原子光谱的研究，人们对原子结构有了更深入的认识。例如，巴耳末公式准确地描述了氢原子光谱中巴耳末系的波长规律。
问题：根据材料，分析研究氢原子光谱对认识原子结构的重要意义。

答案：1. CD 2. BC 3. AC 4. A 5. D 6. CD 7. A 8. B
9. 普朗克能量子假说认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，即能量是量子化 的。这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。ε=hν，其中h是普朗克常量。
10. 光电效应的实验规律：①存在饱和电流，在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大；②存在遏止电压和截止频率，当入射光的频率低于截止频率时，无论光的强度多大，都不会发生光电效应；③光电效应具有瞬时性，光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。
11. 玻尔氢原子理论的基本假设：①原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态；②原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hν=E₂-E₁；③原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
12. 经典力学用轨道概念描述微观粒子运动，而量子力学用概率分布描述。经典力学规律不适用于微观粒子运动，量子力学提供新理论框架，如电子云形象描述电子在核外空间概率密度分布，体现了微观粒子运动的不确定性，这与经典力学中物体运动状态的确定性有本质区别。
13. 研究氢原子光谱对认识原子结构意义重大。通过氢原子光谱，人们了解到氢原子内电子在不同能级跃迁时发射或吸收光子形成光谱。巴耳末公式准确描述了光谱规律，使人们能深入探究原子内部结构，明确电子所处能级及跃迁规律，为揭示原子结构奥秘提供了关键依据，推动了对原子结构认识的不断深化。