阶段质量检测三

阶段质量检测(三)原子结构(时间：60分钟；满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是()A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子辐射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性2.卢瑟福通过α粒子散射实验判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构。

如图所示的示意图中，①、②两条表示实验中α粒子的运动径迹，则沿③所示的方向射向原子核的α粒子可能的运动径迹为()A．a B．b C．c D．d3．利用氢气光谱管发光，可以产生氢的明线光谱，这些谱线的产生是由于()A．大量氢原子处于不同的激发状态，从而辐射不同频率的光子B．大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子C．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，从而辐射不同频率的光子D．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子4．(2016·南京高二检测)如图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。

已知谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子()A ．从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级时的辐射光B ．从n ＝5的能级跃迁到n ＝2的能级时的辐射光C ．从n ＝4的能级跃迁到n ＝3的能级时的辐射光D ．从n ＝1的能级跃迁到n ＝2的能级时的辐射光5．氢原子的基态能级E 1＝－13.6 eV ，第n 能级E n ＝E 1n 2，若氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级时发出的光能使某金属发生光电效应，则以下跃迁中放出的光也一定能使此金属发生光电效应的是( )A ．从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级B ．从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级C ．从n ＝5能级跃迁到n ＝3能级D ．从n ＝6能级跃迁到n ＝5能级二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)6．以下说法正确的是( )A ．进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B ．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C ．线状光谱和吸收光谱都可以对物质进行分析D ．摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素7．如图为氢原子的部分能级图，关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是( )A ．用能量为10.2 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态B ．用能量为11.0 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C ．用能量为14.0 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离D ．大量处于基态的氢原子吸收了能量为12.09 eV 的光子后，能辐射3种不同频率的光子8．如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n ＝3 的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV 的金属钠，下列说法正确的是( )A ．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级所发出的光波长最大B ．这群氢原子在辐射光子过程中，电子绕核运动的动能减小，电势能增大C ．能发生光电效应的光有三种D ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV三、非选择题(本题共4小题，共52分)9．(10分)为了测定带电粒子的比荷q m，让这个带电粒子垂直电场飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E ，在通过长为L 的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d ，如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直粒子的入射方向，磁感应强度为B ，则粒子恰好不偏离原来方向(如图)，求q m的值。

10．(12分)氢原子处于n ＝2的激发态，能量E 2＝－3.4 eV ，则(1)若要使处于n ＝2的激发态的氢原子电离，要用多大频率的电磁波照射该原子？(2)若用波长为200 nm 的紫外线照射处于n ＝2的激发态的氢原子，则电子飞到无穷远处时的动能是多少？11．(14分)氢原子处于基态时，原子的能量为E 1＝－13.6 eV ，当处于n ＝3的激发态时，能量为E 3＝－1.51 eV ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，则：(1)当氢原子从n ＝3的激发态跃迁到n ＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？12．(16分)已知氢原子能级图如图所示，氢原子质量为m H ＝1.67×10－27 kg 。

设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n ＝5的能级状态。

(1)求大量氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；(2)若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用p ＝hνc表示(h 为普朗克常量，ν为光子频率，c 为真空中光速)，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。

(保留三位有效数字)答案1．解析：选D 根据物理学史可知A 、B 、C 正确；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故D 错误。

2．解析：选A α粒子偏转的原因是原子核对α粒子的库仑斥力作用，所以α粒子可能的运动径迹为a ，A 正确。

3．解析：选B 大量氢原子从较高的能级向较低的能级跃迁时，发出不同频率的光子，从而产生明线光谱。

4．解析：选B 由题图乙看出b 谱线对应的光的频率大于a 谱线对应的光的频率，而a 谱线是氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝2能级时的辐射光，所以b 谱线对应的能级差应大于n ＝4与n ＝2间的能级差，故选项B 正确。

5．解析：选A 由E n ＝E 1n 2可得各能级E 2＝－3.4 eV ，E 3＝－1.51 eV ，E 4＝－0.85 eV ，E 5＝－0.54 eV ，E 6＝－0.38 eV 。

氢原子由高能级向低能级跃迁时，辐射光子，由hν＝E －E ′可得ν0＝E 3－E 2h ，ν1＝E 2－E 1h ，ν2＝E 4－E 3h ，ν3＝E 5－E 3h ，ν4＝E 6－E 5h，又E 3－E 2＝1.89 eV ，E 2－E 1＝10.2 eV ，E 4－E 3＝0.66 eV ，E 5－E 3＝0.97 eV ，E 6－E 5＝0.16 eV ，只有ν1>ν0，故A 正确。

6．解析：选BC 光谱分析既可以用线状光谱也可以用吸收光谱，但不能用连续光谱，A 错误，C 正确；利用光谱分析时，样品中元素达到10－10 g 就可以被检测到，灵敏度很高，B 正确；月球本身不发光，它的光是反射的太阳光，故通过分析月球的光谱可以分析太阳的大气中所含的元素，但分析不出月球上有哪些元素，D 错误。

7．解析：选ACD 用能量为10.2 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n ＝2的激发态，A 正确；11.0 eV 不是氢原子基态和任一激发态的能级之差，氢原子不能吸收，B 错误；若用14.0 eV 的光子照射，可使基态氢原子电离，C 正确；用12.09 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n ＝3的激发态，能辐射3种不同频率的光子，D 正确。

8．解析：选AD 由3跃迁到2的光子能量为1.89 eV ，由3跃迁到1的光子能量为12.09 eV ，由2跃迁到1的光子能量为10.2 eV ，故一共有3种频率的光；由光子能量hν可知，由3跃迁到2的光子频率最小，波长最大，故选项A 正确；由ke 2r 2＝m v 2r可知，距离减小，动能变大，电势能减小，故选项B 错误；发生光电效应，必须使入射光能量大于逸出功，故有两种光可以发生光电效应，选项C 错误；光电子最大初动能为最大光子能量减去逸出功，即12.09 eV －2.49 eV ＝9.60 eV ，故选项D 正确。

9．解析：仅加电场时d ＝12·Eq m ·⎝⎛⎭⎫L v 2， 加复合场时由平衡条件得Bq v ＝Eq ，由以上两式可得q m ＝2dE B 2L 2 答案：2dE B 2L 210．解析：(1)由E ＝hν知ν＝E 2h ＝3.4×1.6×10－196.63×10－34Hz ≈8.21×1014 Hz (2)由能量守恒可知，电子飞到无穷远处时的动能为E k ＝h c λ－E 2＝6.63×10－34×3×108200×10－9 J －3.4×1.6×10－19 J ≈4.51×10－19 J 答案：(1)8.21×1014 Hz (2)4.51×10－19 J11．解析：(1)由玻尔理论E 3－E 1＝h c λλ＝hc E 3－E 1≈1.03×10－7 m (2)要使处于基态的氢原子电离，入射光子须满足hν≥0－E 1解得ν≥－E 1h≈3.28×1015 Hz 答案：(1)1.03×10－7 m(2)3.28×1015 Hz12．解析：(1)可能有n ＝C 25＝10种不同频率的光。

(2)由题意知氢原子从n ＝5能级跃迁到n ＝1 能级时，氢原子具有最大反冲速率。

氢原于发生跃迁时辐射出的光子能量为E ＝ΔE ＝|E 5－E 1|开始时，将原子(含核外电子)和即将辐射出去的光子作为一个系统，由动量守恒定律可得：m H νH －p 光＝0光子的动量p 光＝hνc，E ＝hν 氢原子速度为v H ＝hνcm H，代入数据解得v H ＝4.17 m/s 。

答案：(1)10 (2)4.17 m/s。