新课标人教版3-5第18章原子结构单元测验题4
人教版高中物理选修3-5 第18章 原子结构 章末总结练习题
【优选整合】人教版高中物理选修3-5 第18章 原子结构 章末总结练习题一、单选题1. 图示是氢原子的四个能级，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a.当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.则以下判断正确的是()A．光子a的能量大于光子b的能量B．光子a的频率大于光子b的频率C．光子a的波长大于光子b的波长D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度2. 处于n=4能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A．3种B．4种C．6种D．12种3. 一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10﹣7m，已知氢原子的能级的示意图如图所示，普朗克常量为h＝6.63×10﹣34J•s，电子电量为e＝1.60×10﹣19C，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是（取三位有效数字）（）A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级C．从n＝3的能级跃迁到n=1的能级D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级4. 如图所示是某原子的能级图,abc为原子跃迁所发出的三种波长的光,已知三种光的波长分别为、、，则下列关系式正确的是（）A．B．C．D．5. 下列能揭示原子具有核式结构的实验是( )A．光电效应实验B．电子的发现C．氢原子光谱的发现D．α粒子散射实验6. 图示是氢原子的能级图，大量处于n=5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是A．辐射的光子频率最多有5种B．辐射的光子频率最多有8种C．可能辐射能量为2.86eV的光子D．可能辐射能量为11eV的光子二、多选题三、解答题7. 下图为氢原子能级的示意图。
现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当同低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。
关于这些光下列说法正确的是（）A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B ．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生C ．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的D ．用由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应8. 氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm ．以下判断正确的是（ ）A ．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光B ．用波长为502nm 的光照射，能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级C ．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，氢原子的电势能增大D ．大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生3种不同频率的光子9. 氢原子处于基态时，原子的能级为E 1＝－13.6 eV ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，当氢原子在n ＝3的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？10. 氢原子的能级图如图所示。
物理第18章《原子结构》测试
物理第18章《原子结构》测试物理第18章《原子结构》是新人教版选修3-5中的一章内容。
本章主要介绍了原子的组成和结构，包括原子核、质子、中子和电子等基本概念，以及玻尔模型、量子力学模型和泡利不相容原理等内容。
本章内容较为复杂，对于学生来说需要较高的学习和理解能力。
首先，本章首先介绍了原子的组成和结构。
原子是物质的最小单位，由原子核和电子组成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
质子和中子集中在原子核中，电子则绕着原子核运动。
然后，本章介绍了玻尔模型。
玻尔模型是描述原子结构的经典模型，根据能级理论，玻尔将原子模型分为一系列能级，电子在不同能级之间跃迁时吸收或释放能量，这解释了光谱现象。
接着，本章介绍了量子力学模型。
量子力学模型是基于波粒二象性理论的，根据波函数描述了电子的运动状态。
根据波函数的数学表达式，可以计算出电子在不同能级上的概率分布。
最后，本章介绍了泡利不相容原理。
根据泡利不相容原理，同一原子的电子在同一量子态下不能有相同的自旋态，即每个量子态最多只能有两个电子，并且自旋方向相反。
通过学习本章内容，我们可以了解到原子的组成和结构，以及不同的原子模型和理论。
这些知识对于理解物质的性质和化学变化过程非常重要。
随着科学的发展，我们对原子结构的认识也在不断深化，并且对生物、化学和物理等学科的发展做出了重要贡献。
总结起来，物理第18章《原子结构》涵盖了原子的组成和结构、质量和电荷、玻尔模型、量子力学模型和泡利不相容原理等内容。
通过学习这些知识，我们可以更好地理解原子的性质和行为，为进一步学习相关学科打下基础。
18章 原子结构单元测试卷A—人教版高中物理选修3-5精选习题系列(含答案详解)
物理选修3-5第十八章原子结构单元测试卷 A一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.图为α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹,其中符合物理原理的是()2.提出原子核式结构模型的科学家是 ()A.汤姆孙B.玻尔C.卢瑟福D.弗兰克和赫兹3.太阳光谱是吸收光谱,这是因为太阳内部发出的白光( )A.经过太阳大气层时某些特定频率的光子被吸收后的结果B.穿过宇宙空间时部分频率的光子被吸收的结果C.进入地球的大气层后,部分频率的光子被吸收的结果D.本身发出时就缺少某些频率的光子4.氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示,在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A.40.8 eVB.54.4 eVC.51.0 eVD.43.2 eV5.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子( )A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少6.(多选)关于密立根“油滴实验”的科学意义,下列说法正确的是()A.证明电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元B.提出了电荷的量子化观念C.证明了电子在原子核外绕核转动D.为电子质量的最终获得做出了突出贡献7.氢原子辐射出一个光子后,则()A.电子绕核旋转半径增大B.电子的动能增大C.氢原子的电势能增大D.原子的能级值增大8.在氢原子光谱中,把氢原子从n=3、4、5、6……能级跃迁到m=2能级时发出的光子光谱线系称为巴耳末线系.若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发出不同频率的谱线条数为()A.2条B.3条C.6条D.10条9.下列说法中正确的是( )A.康普顿发现了电子B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型C.密立根提出原子的枣糕模型D.密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量10.如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图.大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子,设普朗克常量为h,下列说法正确的是( )A.能产生3种不同频率的光子B.产生的光子的最大频率为C.当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,氢原子的能量变大D.若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2二、填空题(共2小题,第11题10分,第12题5分,共15分.把答案填在题中的横线上) 11.阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流,这些微观粒子是.若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场,阴极射线将(选填“向上”“向下”“向里”或“向外”)偏转.12.能量为E1的光子照射基态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子.这一能量E1称为氢的电离能.现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子,该电子在远离核以后速度的大小为(用光子频率ν、电子质量m、氢原子的电离能E1和普朗克常量h表示).三、计算题(本题共3小题,第13题10分,第14题12分,第15题13分,共35分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的题要注明单位) 13.氢原子在某三个相邻的能级之间跃迁时,可能发出三种不同波长的辐射光.已知其中的两种辐射光的波长分别为λ1和λ2,且λ1>λ2,则另一种辐射光的波长可能是多少?14.如图所示,氢原子从n>2的某一能级跃迁到(3)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少? n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子.问最少要给基态氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射出上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的跃迁图.15.现有一群处于n=4能级上的氢原子.已知氢原子的基态能量E1=-13.6eV,氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r,静电力常量为k,普朗克常量h=6.63×10-34J·s.(1)电子在n=4的轨道上运动的动能是多少?(2)这群氢原子发光的光谱共有几条谱线?在图C-3A-6中画出对应的图示.第十八章原子的结构单元测试卷答案解析1.C [解析] α粒子在靠近金原子核时,离核越近,所受库仑斥力越大,偏转角度越大,故C正确,A、B、D错误.2. C [解析]汤姆孙发现了电子,A错误.玻尔提出了轨道量子化假说,B错误.卢瑟福通过α粒子散射实验,得出了原子的核式结构模型,C正确.弗兰克和赫兹用实验验证了原子能量的量子化,D错误.3. A 解析:太阳光谱是一种吸收光谱,是因为太阳发出的光穿过温度比太阳本身低得多的太阳大气层,而在这大气层里存在着从太阳里蒸发出来的许多元素的气体,太阳光穿过它们的时候跟这些元素的特征谱线相同的光都被这些气体吸收掉了.4.D解析:当其他能级和基态能量差和光子能量相等时,该光子才能被吸收.由能级示意图可知,第2能级和基态能级差为ΔE1=E2-E1=-13.6 eV- (-54.4) eV=40.8 eV,选项A中光子能量能被吸收,故选项A错误;当光子能量大于等于基态能量时,将被处于基态离子吸收并能使其电离,选项B中的光子能量能被吸收,故选项B错误;第4能级和基态能级差为ΔE2=E4-E1=-3.4 eV-(-54.4)eV=51.0 eV,选项C中光子能量能被吸收,故选项C错误;没有能级之间的能量差和选项D中光子能量相等,故选项D正确.5.B解析:一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,即从高能级向低能级跃迁,释放光子,能量减少,故选项B正确.6.BD[解析]该实验第一次测定了电子的电荷量,由电子的比荷就可确定电子的质量,D正确;因带电体的电荷量均为某一个电荷量值(电子的电荷量值)的整数倍,故提出了电荷的量子化概念,B正确.7.B[解析]氢原子辐射出一个光子后,由高能级跃迁到低能级,电子轨道半径减小,库仑力做正功,电子的动能增大,氢原子电势能减小.8.C[解析]一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系,可知其是从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能级跃迁到n=2能级,则氢原子处于n=4能级,根据=6知,这群氢原子自发跃迁时最多可发出不同频率的谱线的条数为6条,故C正确.9.BD解析:汤姆孙研究阴极射线时发现了电子;卢瑟福分析α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型;汤姆孙提出原子的“枣糕”模型;密立根用“油滴实验”测出了电子的电荷量.选项A,C错误,B,D正确.10.ABD解析:根据可得从n=3能级跃迁能产生=3种光子,选项A正确;产生的光子有最大能量的是从n=3能级向n=1能级跃迁时产生的,根据公式hν=E3-E1,解得ν=,选项B正确;从高能级向低能级跃迁,释放光子,氢原子能量变小,选项C错误;若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2,选项D正确.11 .电子向下[解析] 根据左手定则判断电子所受洛伦兹力的方向,进而确定射线的偏转方向.12.[解析]根据能量守恒定律可知,电子的动能等于入射光子的能量减去氢的电离能,即mv2=hν-E1,解得电子的速度为v=.13.或[解析]由题设条件可知,hν3=hν1+hν2或hν3=hν2-hν1,即h =h +h或h =h -h,由此可知λ3=或λ3=.14.[答案] 12.75 eV[解析] 氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,满足hν=E n-E2=2.55 eV E n=hν+E2=-0.85 eV 所以n=4基态氢原子要跃迁到n=4的能级,应提供ΔE=E4-E1=12.75 eV的能量.15.(1)(2)6条如图所示(3)3.1×1015Hz[解析](1)电子绕核运动,由库仑引力提供向心力,有k =m又r4=42r 解得电子绕核运动的动能为E k =.(2)这群氢原子的能级图如图所示,由图可以判断出,这群氢原子可能发生的跃迁共有6种,所以它们的光谱线共有6条.(3)频率最大的光子能量最大,对应的跃迁能量差也最大,即由n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子能量最大,根据玻尔理论得,发出光子的能量hν=E 1解得ν=3.1×1015Hz.。
新人教版高中物理第十八章原子结构18.4波尔的原子模型同步训练含解析选修3_5
18.4波尔的原子模型一、选择题1、如图所示为氢原子的能极示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在自发跃迁中放出一些光子，用这些光子照射逸出功为2.25eV的钾，下列说法不正确的是（）A、这群氢原子能发出三处不同频率的光B、这群氢原子发出光子均能使金属钾发生光电效应C、金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09eVD、金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84eV 2、下列说法正确的是（）A、α衰变过程中放出的α射线是氦原子B、波尔理论的假设之一是原子能量是具有连续性C、当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小D、飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故3、下列说法不正确的是（）A、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说B、大量的氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光C、发生光电效应时，入射光的光强一定，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越少D、比结合能小的原子核分解为比结合能大的原子核时一定释放核能4、下列说法不正确的是（）A、玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征B、氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少C、在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固D、一群处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，可能发射出的谱线为6条5、一群处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，可能发射出的谱线为（）A、3条B、4条C、5条D、6条6、已知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出10种不同频率的光，下列能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是（）A、B、C、D、7、处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射．原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理．那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En 、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是（）A、Ep 增大、Ek减小、En减小B、Ep减小、Ek增大、En减小C、Ep增大、Ek增大、En增大D、Ep减小、Ek增大、En不变8、下列关于近代物理知识的说法不正确的是（）A、汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光波长太长C、按照玻尔理论，氢原子辐射光子时，核外电子的动能增加D、β衰变的实质是原子核内的中子转化成了质子和电子9、如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV ，那么对氢原子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）A、用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光C、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD、用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态10、氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n为3、4、5、6的能级直接向n=2能级跃迁时产生的．四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法不正确的是（）A、红色光谱是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的B、若氢原子从n=6能级直接向n=1能级跃迁，则能够产生红外线C、若氢原子从n=6能级直接向n=3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应D ．若氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应11、如图所示为氢原子的能级示意图，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发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A 、这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B 、这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C 、金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD 、金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV12、光子能量为E 的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6六种光谱线，且ν1＜ν2＜ν3＜ν4＜ν5＜ν6，则E 等于（）A 、h ν1B 、h ν6C 、h （ν6﹣ν1）D 、h （ν1+ν2+ν3+ν4+ν5+ν6）13、下列的若干叙述中，不正确的是（）A 、黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关B 、对于同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能鼠与照射光的频率成线性关系C 、一块纯净的放射性元素相矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D 、将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用14、下列说法正确的是（）A 、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流B 、一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生3个不同频率的光子C 、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D 、原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量15、下列说法正确的是（）A 、重核裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能B 、氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光C 、比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要放出能量D 、β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的二、填空题16、如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为________eV ，若用此光照射到逸出功为2.75eV 的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为________ V ．17、氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为________ eV ．现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有________种．，大量氢原子处于某一激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率18、设氢原子基态的能量为=E1最大的光子能量为﹣0.96E ，频率最小的光子的能量为________ E，这些光子可具有________种不同的频1率．19、根据氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3能级的激发态，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出三种频率不同的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长________ （填“最长”或“最短”），用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为________ eV ．20、当用具有1.87eV能量的光子照射到n=3激发态的氢子时，氢原子吸收该光子后被电离，则电离后电子的动能为：________．三、解答题21、已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为﹣3.4eV和﹣1.51eV ，金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s ，请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应．22、氢原子各个能级的能量值如图所示，为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚而成为自由电子，所需的最小能量为多少？大量处于量子数n=4的能级氢原子跃迁到n=2的能级跃迁时最多可以产生多少种不同频率的谱线？=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束23、氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为Ee射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰．已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零．碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级．求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能．（已知电子的质量me 之比为1：1840）与氢原子的质量mH24、某个光子是氢原子核外电子从n=4跃迁到n=1时所发出的，已知普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s ，求：(1)该光子的能量为多少eV？(2)频率为多少Hz？25、氢原子能级及各能级值如图所示．当大量氢原子从第4能级向第2能级跃迁时，可以释放出中不同频率的光子，所释放的光子最小频率为（用普朗克常量h和图中给出的能级值字母表示）．答案解析部分一、选择题1、【答案】B 【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、根据=3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n=3向n=2跃迁的光子频率最小，波长最长．故A正确．B、只有从n=3跃迁到n=1，以及从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有两种，故B 错误．C、从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6﹣1.51eV=12.09eV ，根据光电效应方程得，E km=hV﹣W0=12.09﹣2.25eV=9.84eV ．故CD正确；故选：B．【分析】根据数学组合公式求出辐射光子的种类，抓住辐射的光子能量等于两能级间的能级差求出辐射的光子能量，根据光电效应的条件判断能发生光电效应的光子种数，结合光电效应求出光电子的最大初动能．2、【答案】 C【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、α衰变过程中放出的α射线是氦原子核，不是氦原子．故A错误；B、波尔理论的假设之一是原子能量是不连续的，核外的电子只能处于不连续的轨道时，分子力表现为引力，分上．故B错误；C、分子间同时存在斥力和引力，当分子距离大于平均距离r时，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势子距离越大，分子势能越大；当分子距离小于平均距离r能越大；所以当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小；故C正确．D、飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是由于表面张力的原因．故D错误．故选：C【分析】α衰变过程中放出的α射线是氦原子核；波尔理论的假设之一是原子能量是不连续的；当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小；飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是由于表面张力．3、【答案】 B【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，成功地解释了黑体辐射现象，故A正确；B、一群氢原子处于n=3的激发态，当它向基态跃迁时可以发出3条不同频率的光谱线，分别是3→2，3→1，2→1，故B错误；C、入射光的光强一定，频率越高，则单个光子的能量值就越大，光子的数目就越少，所以发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数就越少，故C正确；D、比结合能小的原子核分解为比结合能大的原子核时，原子核的结合能的差会释放出来，即一定释放核能；故D正确；故选：B【分析】普朗克的能量子假说成功地解释了黑体辐射现象，第一次将量子观点引入到微观世界；光电效应释放出的光电子的数目与光子的数目有关；比结合能小的原子核分解为比结合能大的原子核时一定释放核能；据德布罗意的理论，运动的宏观物体也具有波动性，其速度越大物质波的波长越短．4、【答案】 C【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，但不能解释其它元素原子光谱的特征．故A正确．B、氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，轨道半径减小，原子能量减小．故B正确．C、在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固．故C错误．D、处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，根据数学组合 =6，可能发射出的谱线为6条．故D正确．故选：C．【分析】半衰期与外界因素无关；玻尔理论将量子观念引入原子领域，提出定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱；核外电子的轨道半径减小，原子能量增大；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固；并根据数学组合，即可求解．5、【答案】 D【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】因为 =6，知可能发射出的谱线有6种．故D正确，A、B、C错误．故选D．【分析】根据数学组合公式求出一群处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，可能发射出的谱线的条数．6、【答案】 A【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】由图示可知，在A所示能级跃迁中释放光子的能量最小，则频率最低，辐射光波的波长最长，故A正确，BCD错误；故选：A．【分析】根据两能级的能量差越小，所释放光子的能量越小，频率越低，则光的波长越长．7、【答案】 B【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】发生受激辐射时，向外辐射能量，知原子总能量减小，轨道半径减小，根据 = 知，电子的动能增大，由于能量减小，则电势能减小．故ACD错误，B正确．故选：B．【分析】由高能级向低能级跃迁，辐射光子能量减小，根据轨道半径的变化，结合库仑引力提供向心力判断电子动能的变化，根据能量的变化判断电势能的变化．8、【答案】A 【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、汤姆生发现了电子，表明原子是可以分割的，故A错误；B、光照到某金属上不能发生光电效应，知入射光的频率较小，即波长太长．故B正确．C、按照玻尔理论，氢原子辐射光子时，知从高能级跃迁到低能级，轨道半径减小，根据= 知，核外电子的动能增加．故C 正确．D 、β衰变的实质是原子核内的中子转化成了质子和电子．故D 正确．故选：A ．【分析】汤姆生发现了电子，知道原子还能再分；太阳辐射的能量来自轻核聚变；根据光电效应的条件判断不能发生光电效应的原因；根据辐射光子能量，得出电子轨道半径的变化，结合库仑引力提供向心力比较电子动能的变化．β衰变的电子来自原子核，不是核外电子．9、【答案】 C 【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A 、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV ，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A 错误；B 、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据可知，能放出3种不同频率的光，故B 不正确；C 、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最小为E 大=﹣1.51+13.6=12.09eV ，因锌的逸出功是3.34eV ，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为E K m =12.09﹣3.34=8.75eV ，故C 正确；D 、用能量为10.3eV 的光子照射，小于12.09eV ，不可使处于基态的氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV ，才能跃迁，故D 错误；故选：C ．【分析】氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应现象．要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从基态跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h γ=0﹣E 1．10、【答案】B 【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A 、从n 为3、4、5、6的能级直接向n=2能级跃迁时，从n=3跃迁到n=2辐射的光子频率最小，波长最大，可知为红色光谱．故A 正确．B 、氢原子从n=6能级直接向n=1能级跃迁，辐射的光子频率大于从n=6跃迁到n=2时辐射的光子频率，即产生的光子频率大于紫光．故B 错误．C 、由于n=6跃迁到n=2能级辐射的光子频率大于n=6跃迁到n=3辐射的光子频率，所以氢原子从n=6能级直接向n=3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应．故C 正确．D 、从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的光子能量大于n=3跃迁到n=2辐射的光子能量，所以氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应．故D 正确．故选：C ．【分析】能级间跃迁时辐射的光子能量两能级间的能级差，能级差越大，光子能量越大；发生光电效应的条件是入射光子的频率大于金属的极限频率．11、【答案】 D 【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A 、一群氢原子处于n=3的激发态，可能发出3中不同频率的光子，因为n=3和n=1间能级差最大，所以从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，波长最短．故A 、B 错误．C 、所以从n=3跃迁到n=1发出的光子频率最高，发出的光子能量为13.60﹣1.51eV=12.09eV ．根据光电效应方程E K m =hV ﹣W 0得，最大初动能E k m =12.09﹣2.49eV=9.6eV ．故C 错误，D 正确．故选：D ．【分析】氢原子能级间跃迁时，吸收和辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大．根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．12、【答案】 A 【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】根据题意知，光子吸收的能量等于n=3和n=4之间的能级差，氢原子吸收光子后，能发出频率为υ1、υ2、υ3、υ4、υ5、υ6的六种光谱线，且υ1＜υ2＜υ3＜υ4＜υ5＜υ6，因为V 1最小，知频率为V 1的光子能量等于等于n=3和n=4之间的能级差，即E=hV 1．故A 正确，B 、C 、D 错误．故选：A ．【分析】光子能量为E 的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率为υ1、υ2、υ3、υ4、υ5、υ6的六种光谱线，知氢原子跃迁到第4能级，通过能级间跃迁吸收或放出光子能量等于两能级间的能级差确定吸收的光子能量．13、【答案】 C【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、由黑体辐射规律可知，辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故A正确；B、根据光电效应方程，Ek=hγ﹣W ，可知，逸出光电子的最大初动能Ek与照射光的频率成线性关系，与频率无关，故B正确；C、经过一个半衰期以后，有一半的质量发生衰变，但产生新核，故C错误；D、库仑力对电子做负功，所以动能变小，电势能变大（动能转为电势能）而因为吸收了光子，总能量变大．故D错误；D、将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用，故D正确故选：C【分析】A、黑体辐射时波长越短，温度越高时，其辐射强度越强；B、根据光电效应方程，Ek=hγ﹣W ，可知，最大初动能Ek与照射光的频率的关系；C、经过一个半衰期以后，有一半质量发生衰变；D、将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用．14、【答案】 C【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、β射线即电子是由核内的中子变为质子同时放出电子产生的，而非核外电子电离后形成的电子流，故A错误；B、一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生2个不同频率的光子，若是一批氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生3个不同频率的光子，故B错误；C、半衰期只与元素本身有关，与所处的物理、化学状态以及周围环境、温度等无关，故C正确；D、在衰变过程中伴随着质量亏损，因此新核质量一定小于原核质量，故D错误．故选：C．【分析】解答本题要掌握：α、β、γ三种射线的区别，衰变过程遵循规律以及半衰期的物理意义．15、【答案】 A【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】A、重核裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能，故A正确；B、一群氢原子处于n=3的激发态，当它向基态跃迁时可以发出3条不同频率的光谱线，分别是3→2，3→1，2→1，故B错误；C、比结合能大的原子核分解为比结合能小的原子核时，核子的总结合能减小，一定要吸收核能才能完成；故C不正确；D、β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的一个中子衰变为一个质子和一个电子而形成的．故D错误．故选：A【分析】重核裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损；氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射出3种不同频率的光；比结合能小的原子核分解为比结合能大的原子核时一定释放核能，比结合能大的原子核分解为比结合能小的原子核时吸收能量；β衰变的实质是原子核中的一个中子衰变为一个质子和一个电子．二、填空题16、【答案】12.75；10 【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】根据=6知，大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种能量不同的光子．能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足hγ=E m﹣E n．所以频率最大的光子能量为E=E4﹣E1=﹣0.85+13.60eV=12.75eV ．根据爱因斯坦光电效应方程，有E km=hV﹣E0根据动能定理eU=E km解得：U=10V故答案为：12.75；10【分析】根据频率条件公式，能及相差越大，光子的频率越高；根据爱因斯坦光电效应方程和动能定理列式计算反向遏止电压．17、【答案】 2.55；4【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射光子．这种光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则：W=E4﹣E2=﹣0.85﹣（﹣3.4）eV=2.55eV ．氢原子跃迁的最高能级为n=4能级，根据知，处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，氢原子发射出六种不同波长的光．根据Em ﹣En=hV得：从n=4跃迁到n=3辐射的光子能量最小，小于2.55eV ，其次从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量：E3﹣E2=﹣1.51﹣（﹣3.4）eV=1.89eV＜2.55eV所以能使该金属发生光电效应的频率共有4种．故答案为：2.55；4【分析】原子从高能级向低能级跃迁时，向外辐射光子；能级间发生跃迁时吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能发生光电效应的条件是入射光子的能量大于逸出功；根据数学组合公式求出处于激发态的氢原子可能发射出不同波长光的种数．18、【答案】﹣0.0225；10【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】氢原子基态的能量为E1=﹣13.6eV ．大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为﹣0.96E1，即跃迁到最高能级能量E=0.04E1=﹣0.544eV ，即处在n=5能级；频率最小的光子的能量为△E′=﹣0.544eV﹣（﹣0.85eV）=0.31eV=﹣0.0225E1，根据 =10，所以这些光子可具有10种不同的频率．故答案为：﹣0.0225；10【分析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，根据能级差的大小求出辐射的最小和最大光子能量，从而判断哪个能级间跃迁辐射的光子频率最大，波长最短．19、【答案】最长；9.60【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知，从n=3向n=2跃迁的光子频率最小，波长最长．从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6﹣1.51eV=12.09eV ，根据光电效应方程得，Ekm=hV﹣W0=12.09﹣2.49eV=9.60eV ．故答案为：最长，9.60．【分析】根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差求出辐射的光子能量，得出频率大小，再由，即可得出波长的长还是短；根据光电效应的条件判断能发生光电效应的光子种数，结合光电效应求出光电子的最大初动能．20、【答案】 0.36eV【考点】玻尔原子理论【解析】【解答】处于n=3激发态的氢原子所具有的能量为E3= =﹣1.51eV ．由于1.87eV+（﹣1.51eV）=0.36eV＞0，说明氢原子能够吸收该光子而电离，电离后电子的动能为0.36eV ．故答案为：0.36eV【分析】氢原子吸收该光子后被电离，根据能量守恒光子的能量与电离吸收的能量差值为电离后电子的动能．三、解答题21、【答案】解答：氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光子能量E=﹣1.51+3.4eV=1.89eV=3.024×10﹣19J ．金属钠的逸出功W0=hV=6.63x10-34x5.53x1014≈3.67×10﹣19J ．因为光子能量小于逸出功，所以不能发生光电效应．答：不能发生光电效应．【考点】玻尔原子理论【解析】【分析】发生光电效应的条件是入射光的光子能量大于逸出功，比较辐射的光子能量与逸出功的大小，判断能否发生光电效应．22、【答案】解答：因为基态的氢原子能量为﹣13.6eV ，则基态氢原子发生电离，吸收的能量需大于等于13.6eV ．群处于n=4能级的氢原子回到n=2的状态过程中，可能由n=4跃迁到n=2，可能由n=4跃迁到n=3，再由n=3跃迁到n=2，知可能辐射3种不同频率的光子．故答案为：13.6；3【考点】玻尔原子理论【解析】【分析】当原子吸收能量受原子能量大于等于0，则氢原子发生电离．能级跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，不同的能级差，辐射的光子频率不同．。
2021-2022年高中物理 第十八章 原子结构章末过关检测卷 新人教版选修3-5
2021年高中物理第十八章原子结构章末过关检测卷新人教版选修3-5一、单项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是(C)A．光电效应实验 B．伦琴射线的发现C．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现解析：光电效应现象证明了光的粒子性本质，与原子结构无关，选项A错误，伦琴射线的发现以及氢原子光谱的发现都与原子的能级结构有关，都是原子能级跃迁的结论，选项B、D错误，卢瑟福的α粒子散射实验证实了原子的核式结构模型，选项C正确．2．在卢瑟福α粒子散射实验中，使α粒子发生散射的力是(B)A．万有引力 B．库仑斥力C．磁场力 D．库仑引力解析：本题比较简单，只要正确理解α粒子散射实验现象、结论及意义即可正确解答．由于极少数α粒子发生了大角度偏转，使α粒子发生散射的力是库仑斥力．3．光子能量为ε的一束光照射容器中的氢(设氢原子处于n＝3的能级)，氢原子吸收光子后，能发出频率为ν1，ν2，…，ν6的六种光谱线，且ν1＜ν2＜…＜ν6，则ε等于(A)A ．h ν1B ．h ν6C ．h (ν5－ν1)D ．h (ν1＋ν2＋…＋ν6)解析：对于量子数n ＝3的一群氢原子，当它们向较低的激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为n （n －1）2＝3，由此可判定氢原子吸收光子后的能量的能级是n ＝4，且从n ＝4到n ＝3放出的光子能量最小，频率最低即为ν1，因此，处于n ＝3能级的氢原子吸收频率为ν1的光子(能量ε＝hν1)，从n ＝3能级跃迁到n ＝4能级后，方可发出6种频率的光谱线，选项A 正确．4．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为10.5 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子将(D )A ．能跃迁到n ＝2的激发态上去B ．能跃迁到n ＝3的激发态上去C ．能跃迁到n ＝4的激发态上去D ．以上说法都不正确解析：玻尔的氢原子模型中，电子从低能级向高能级跃迁时，要吸收一定频率的光子，吸收的光子的能量恰好等于两个能级之差；显然，显然本题中从基态跃迁到任意激发态，需要吸收的能量都不等于10.5 eV ；故选D.二、多项选择题(本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)5．下列有关氢原子光谱的说法正确的是(BC )A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关解析：氢原子的发射光谱是不连续的，它只能发出特定频率的光，说明氢原子的能级是分立的，选项B、C正确，A错误．根据玻尔理论可知，选项D错误．6. 下列说法正确的是(BC)A．α粒子散射实验发现了质子B．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征D．玻尔理论不仅能解释氢的原子光谱，也能解释氦的原子光谱解析：卢瑟福通过α粒子散射实验否定了汤姆孙的枣糕模型，从而提出了原子核式结构模型，质子的发现是卢瑟福通过α粒子轰击氮核而发现质子，选项A错．玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化，故B 正确；经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，C正确；玻尔理论把原子能级量子化，目的是解释原子辐射的线状谱，但是玻尔理论只能很好的解释氢原子的线状谱，在解释氦的原子光谱和其他原子光谱时并不能完全吻合，选项D错．7．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是(AB)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，所以原子发射光子的频率也是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子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解析：近代物理的物理学史，卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，A、B正确．8．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是(AC)A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子；当α粒子接近电子时，电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析：A 项是对该实验现象的正确描述，正确；B 项，使α粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故B 错；C 项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D 错．9．下列说法正确的是(BC )A ．某色光照射在某金属表面上，不能发生光电效应，是由于该色光波长太短B ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量增大C ．大量处于n ＝4能量轨道的氢原子，可能发出6种不同频率的光D. 在可见光中，红光光子能量最大解析：某色光照射在某金属表面上，不能发生光电效应，是由于其频率少于金属的极限频率，也就是其波长太长，A 错；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的电势能增大，动能减小，但是原子总能量增大，选项B 正确；大量处于 n ＝4能量轨道的氢原子，可能发出4×32＝6种不同频率的光，C 对；在可见光中，红光的频率最小，由ε＝hν可知其光子能量最小，D 错，所以本题选择BC.三、非选择题(本大题3小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)10．(18分)一群氢原子处于量子数n ＝4能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射________种频率的光子；氢原子由量子数n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级时辐射光子的能量是________eV; 用n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，________金属能发生光电效应．几种金属的逸出功金属铯钙镁钛逸出功1.92.73.74.1W/eV解析：氢原子从量子数n＝4的能级跃迁时产生的光子的频率数目为n＝C24＝6；由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是ΔE＝E4－E2＝－0.85－(－3.4)＝2.55 eV；由光电效应的条件可知量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子可以使铯发生光电效应．答案： 6 2.55 铯11．(18分)动能为12.5 eV的电子通过碰撞使处于基态的氢原子激发，最高能跃迁到量子数n＝________的能级．当氢原子从这个能级跃迁回基态的过程中，辐射的光子的最长波长λ＝________m．已知氢原子基态能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×J·s.(保留三位有效数字)解析：氢原子基态能量E1＝－13.6 eV，根据En＝得第2能级、第3能级和第4能级能量分别是－3.4 eV、－1.51 eV、－0.85 eV.能级差值等于氢原子吸收的能量，所以动能为12.5 eV的电子通过碰撞使处于基态的氢原子激发，最高能跃迁到量子数n＝3的能级．当氢原子从n＝3能级跃迁回基态的过程中，通过Em－En＝h cλ得辐射的光子的波长最长等于频率最小，即从n＝3能级跃迁到n＝1能级过程中，辐射的光子波长最长．E3－E1＝h cλ，解得：λ＝6.58×m.答案：3 6.58×12．(18分)如图所示为氢原子能级图，试回答下列问题：(1)一群处于n＝4能级的氢原子跃迁后可能辐射出几种频率的光子？(2)通过计算判断：氢原子从n＝4跃迁到n＝2时辐射出的光子，能否使金属铯发生光电效应？若能，则产生的光电子的初动能是否可能为0.48 eV？(已知普朗克常量h ＝6.63×J·s，金属铯的极限频率为4.55× Hz)解析：(1)最多可能辐射出6种频率的光子．(2)由氢原子能级图可知，从能级n＝4跃迁到n＝2，辐射出的光子中，能量最大值为：E光＝E4－E2＝2.55 eV，金属铯的逸出功W＝hν≈3.02×≈1.89 eV.因为E光>W，所以可以发生光电效应．由爱因斯坦光电效应方程得：E km＝E光－W，可知产生的光电子的最大初动能为0.66 eV，因为光电子的最大初动能大于0.48 eV，所以可以产生0.48 eV的光电子．答案：(1)6 (2)可以能。
高中物理第十八章原子结构单元质量评估新人教版选修3_5
第十八章原子结构一、选择题1．关于线状谱，下列说法中正确的是( )A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同解析：每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确．答案： C2．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( )A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以解析：实验所用的金箔的厚度极小，如果金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B项错．如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍然发生，C项错．空气的流动及空气中有许多漂浮的分子，会对α粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D项错．正确选项为A．答案： A3．玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有( )A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C．电子从—个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解析：A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是”量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动不同的圆轨相对应，是经典理论与量子化概念的结合．答案：ABC4．对原子光谱，下列说法正确的是( )A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素解析：原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错C对；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．答案为A、C、D．答案：ACD5．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是( )A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子；当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析：A项是对该实验现象的正确描述，正确；B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的库仑斥力，而不是电子对它的吸引力，故B错误；C项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D错误．答案：AC6．如图所示，为氢原子的能级图，若用能量为10．5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子( )A．能跃迁到n＝2的激发态上去B．能跃迁到n＝3的激发态上去C．能跃迁到n＝4的激发态上去D．以上三种说法均不对解析：用能量为10．5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，从能级差可知，若氢原子跃迁到某一能级上，则该能级的能量为10．5 eV－13．6 eV＝－3．1 eV，根据氢原子的能级图可知，不存在能级为－3．1 eV，因此氢原子无法发生跃迁．答案： D7．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，为了解释实验结果，他提出了原子的核式结构学说．如图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中能正确反映实验结果的是( )解析：答案：BD8．氢原子的基态能量为E1，如图，四个能级图能正确代表氢原子能级的是( )解析：根据氢原子能级图特点：上密下疏，再联系各激发态与基态能量关系E n＝1n2E1，故C正确．答案： C9．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是( )A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6．34 eV的金属铂能发生光电效应解析：波长越长，越容易表现出衍射现象，因此频率最小的光的衍射现象最明显，应当是由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的，A、B选项都错误；从n＝4能级的原子能够自发地辐射出6种不同频率的光，C选项错误；从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光的能量为－3．4 eV＋13．6 eV＝10．2 eV，能够使逸出功为6．34 eV的金属铂能发生光电效应，D项正确．答案： D二、非选择题10．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是________．若在图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将________(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏转．解析： 阴极射线的实质是电子流，电子流形成的等效电流方向向左，当加上垂直纸面向里的磁场后，由左手定则判知电子受到的洛伦兹力的方向向下．答案： 电子 向下11．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n ＝2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出________条不同频率的谱线．解析： 因该群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，可知该群氢原子处于n ＝4的激发态，由n ＝4激发态自发跃迁时最多可发出的不同频率谱线数为N ＝n n －2＝－2条＝6条．答案： 612．大量的氢原子处于n ＝3的能级，可辐射出________种光子．若辐射的光子波长λ1＜λ2＜…，谱线强度与光子数目成正比，从第n 能级向低能级跃迁时发出的光子数均为该能级上原子数的1n －1，则谱线的强度之比是________． 解析：氢原子处于n ＝3的能级，设原子数为N ，共有三种跃迁方式，可辐射三种光子，如图所示．从n ＝3的能级跃迁时有两种跃迁方式，各放出N 2个光子； 处于n ＝2能级的原子数为N 2，向第一能级跃迁时只有一种跃迁方式，放出N 2个光子，故谱线强度之比为1∶1∶1．答案： 3 1∶1∶113．如图所示，让一束均匀的阴极射线以速率v 垂直进入正交的电、磁场中，选择合适的磁感应强度B 和电场强度E ，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，测得其半径为R ，求阴极射线中带电粒子的比荷．解析： 因为带电粒子在复合场中时不偏转，所以qE ＝qvB ，即v ＝E B，撤去电场后，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则qvB ＝m v 2R ．由此可得q m ＝E B 2R． 答案： E B 2R14．某金属的极限波长恰等于氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？解析： 设氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级发出的光子波长为λ0，由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级发光的光子波长为λ，则E 4－E 2＝h c λ0，E 2－E 1＝h c λ 根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为E k ＝h c λ－h c λ0＝hc (1λ－1λ0) ＝hc (E 2－E 1hc －E 4－E 2hc)＝2E 2－E 1－E 4 ＝2×(－3．4) eV ＋13．6 eV ＋0．85 eV ＝7．65 eV ．答案： 7．65 eV。
2017-2018学年高中物理 第十八章 原子结构检测 新人教版选修3-5
第十八章原子结构(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分，共49分。
在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)1．下列说法不．正确的是( )A．电子的发现表明原子核有复杂结构B．阴极射线的发现表明原子有复杂结构C．α粒子散射实验证明了原子的核式结构D．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的解析：电子的发现说明电子是原子的组成部分，A错，B对；由α粒子散射实验建立了核式结构模型，C对；氢原子光谱是明线光谱，说明氢原子的能量是分立的，D对。
故选A。
答案：A2．向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图1所示的电流，电子的偏转方向为( )图1A．向下B．向上C．向左D．向右解析：根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项B正确。
答案：B3.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2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( ) 图2 A．轨迹a B．轨迹bC．轨迹c D．轨迹d解析：由于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粒子可能的径迹为α，答案选A。
答案：A4．(2012·北京高考)一个氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级，该氢原子( ) A ．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少解析：氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故选项B 正确。
答案：B5．下列关于光谱的说法正确的是( )A ．炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱B ．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应C ．气体发出的光只能产生线状谱D ．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱解析：由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状谱中的明线要少一些，所以B 不对；而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C 也不对；甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，所以D 错误，答案为A 。
人教版高中物理选修3-5同步练习：第18章《原子结构》测试.docx
高中物理学习材料2014.4一、选择题1.卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用α粒子轰击金箔的实验中,发现粒子( )。
(A)全部穿过或发生很小的偏转(B)全部发生很大的偏转(C)绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回(D)绝大多数发生偏转,甚至被掸回3.在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态,若用E表示氢原子的能量,r表示氢原子核外电子的轨道半径,则( )。
(A)E2>E1,r2>r1 (B)E2>E1,r2<r1(C)E2<E1,r2>r1 (D)E2<E1,r2<r14.如图所示,氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n=1到n=2；(2)从n=5到n=3；(3)从n=4到n=2；在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示.波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是( )。
(A)λ1<λ2<λ3 (B)λ1<λ3<λ2(C)λ3<λ2<λ1 (D)λ3<λ1＜λ25.氢原子基态能级为-13.6eV,一群氢原子处于量子数n=3的激发态,它们向较低能级跃迁时,放出光子的能量可以是( )。
(A)1.51eV (B)1.89eV (C)10,2eV (D)12.09eV6.当α粒子被重核散射时,如图所示的运动轨迹中不可能存在的是( )。
7.在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中,下列说法中正确的是( )。
(A)α粒子-直受到金原子核的斥力作用(B)α粒子的动能不断减小(C)α粒子的电势能不断增加(D)α粒子发生散射,是与电子碰撞的结果8.如图为氢原子的能级图,A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子,其中( )(A)频率最大的是B (B)波长最长的是C(C)频率最大的是A (D)波长最长的是B9.一群处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时,可能发射的光线为( )。
最新人教版高中物理选修3-5第十八章《原子结构》本测评
本章测评一、选择题1.α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为（）A.α粒子与电子根本无相互作用B.α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C.α粒子和电子碰撞损失能力极少，可忽略不计D.电子很小，α粒子碰撞不到电子思路解析：α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有粒子质量的七千分之一，碰撞时对α粒子的运动影响极小几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故正确选项为C.答案：C2.一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低的能级时（）A.可以辐射出3种不同频率的光子B.可能辐射出6种不同频率的光子C.频率最低的光子是由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的D.波长最长的光子是由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的思路解析：从氢原子的能级图可知，最多能辐射（n-1）(n-2)=6种光子，频率最低的光子也是波长最长的光子，是从n=4到n=3发出的.答案：B3.图18-1所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上.则以下说法中正确的是（）图18-1A.α粒子在A处的速率比在B处的速率小B.α粒子在B处的速度最大C.α粒子在A、C处的速度相同D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小思路解析：原子核可看作是一个带正电的点电荷，α粒子在点电荷的电场中运动，由能量守恒定律和功能关系求解.本题综合考查能量守恒定律，α粒子在发生散射时，动能与电势能之和守恒，α粒子在A点与C点时电势能相等，故在经过A、C两点时，α粒子的动能也必须相等，C选项正确.在α粒子从A到B过程中电场力对α粒子做负功，动能减小，v A＞v B；在α粒子从B到Ｃ过程中，电场力做正功，动能增大，v C＞v B，所以D选项正确，而A、B选项错误.答案：CD4.在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中思路解析：只有正电荷和绝大部分质量集中在很小的核上时，α粒子才能发生大角度偏转.故选项A 正确，选项B 错误.而选项C 和选项D 虽然说法正确，但是却并非直接的原因，所以是错误的.答案：A5.当用具有1.87 eV 能量的光子照射n=3激发态的氢原子时（ ）A.氢原子不会吸收这个光子B.氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为0.36 eVC.氢原子吸收光子后被电离，电离后电子的动能为零D.氢原子吸收光子后不会被电离思路解析：处于n=3激发态的氢原子所具有的能量为E 3=213E =-1.51 eV .由于1.87 eV+（-1.51 eV ）=0.36 eV ＞0，说明氢原子能够吸收该光子而电离，电离后电子的动能为0.36 eV . 答案：B6.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中（ ）A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大思路解析：根据玻尔理论，处于定态的氢原子中电子绕核做匀速圆周运动，在离核越远的轨道上运动能量越大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，且氢原子的核外电子绕核运动的向心力由原子核对电子的库仑力提供，即r m v r ke 222 ，由此可判断动能与半径成反比；电子在不同轨道间跃迁时，库仑力做正功则电势能减小，库仑力做负功则电势能增加，故D 选项正确.答案：D7.以下说法正确的是（ ）A.在一个氢原子的某一次跃迁中，可以发出一系列不同频率的光子B.在一个氢原子的某一次跃迁中，可以发出若干个同一频率的光子C.一个处于n=4能级的氢原子在向基态跃迁时，最多发出3种频率的光子D.一群处于n=4能级的氢原子在某一时刻发出的光中可以包含6种不同频率的光子思路解析：一个氢原子在一次跃迁中，只能发出一个某一频率的光子，A 、B 选项错误.一氢原子在从n=4能级跃迁到基态时，最多可跃迁3次，即n=4→n=3，n=3→n=2，n=2→n=1，故最多可发出3种不同频率的光子，C 选项正确.大量氢原子处于n=4能级发生跃迁时，各种可能的跃迁方式都可以发生，故发出的光中包含了N=24C =6（种）不同频率的光，D 选项正确.答案：CD8.氢原子的基态能级E 1=-13.6 eV ，第n 能级E n =21n E ，若氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时放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产生光电效应的是（ ）A.从n=2能级跃至n=1能级B.从n=4能级跃至n=3能级C.从n=5能级跃至n=3能级D.从n=6能级跃至n=5能级思路解析：由E n =21n E 可得各能级E 2=46.13-eV=-3.4 eV ，E 3=96.13- eV=-1.51 eV,E 4=166.13- eV=-0.85 eV ,E 5=256.13- eV=-0.54 eV ,E 6=366.13- eV=-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=h E E 23-,ν1=h E E 12-,ν2=h E E 34-, ν3=h E E 35-,ν4=hE E 56-,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,故只有ν1＞ν0,A 选项正确.答案：A9.用能量为12.30 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后下列关于氢原子跃迁的说法正确的是（ ）A.电子能跃迁到n=2的能级上去B.电子能跃迁到n=3的能级上去C.电子能跃迁到n=4的能级上去D.电子不能跃迁到其他能级上去思路解析：根据玻尔理论，原子的能量是不连续的，即能量是量子化的，因此只有那些能量刚好等于两能级间的能量差的光子才能被氢原子吸收，使氢原子发生跃迁.氢原子由基态向n=2、3、4轨道跃迁时吸收的光子能量分别为：ΔE 21=212E -E 1=-3.4-(-13.6) eV=10.20 eV ΔE 31=213E -E 1=-1.51-(-13.6) eV=12.09 eV ΔE 41=214E -E 1=-0.85-(-13.6) eV=12.75 eV 而外来光子能量12.30 eV 不等于某两能级间的能量差，故不能被氢原子吸收而产生能级跃迁，正确答案为D.对原子的跃迁条件只适用于光子作用而使原子在各能级之间跃迁的情形，至于核外的粒子与原子碰撞的情况，由于核外的粒子的动能可以全部或部分为原子吸收，所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两能级差，就可使原子受激发而向较高能级跃迁，此题若改用12.30 eV 的外来电子激发处于基态的氢原子，则A 、B 选项均正确.答案：D10.(2005江苏，3)若原子的某内层电子被电离形成空位，其他层的电子跃迁到空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X 射线.内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子），214Po 的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E 0=1.416 MeV 交给内层电子（如K 、L 、M 层电子，K 、L 、M 标记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离.实验测得214Po 原子的K 、L 、M 层电离出的电子的动能分别为E K =1.323 MeV 、E L =1.399 MeV 、E M =1.412 MeV.则可能发射的特征X 射线的能量为（ ）A.0.013 MeVB.0.017 MeVC.0.076 MeVD.0.093 MeV思路解析：由题分析可知，电离后产生的电子动能在数值上与原子所处的激发态能级对应，即E K =1.323 MeV ，E L =1.399 MeV ，E M =1.412 MeV .当发生能级跃迁时，释放的X 射线的能量可能值为E L -E K =0.076 MeV ，E M -E L =0.013 MeV ，E M -E K =0.089 MeV.选项中A 、C 正确. 答案：AC11.(2004广东，8)图18-2所示为氢原子的能级图，用光子能量为13.07 eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有（ ）图18-2A.15种B.10种C.4种D.1种思路解析：处于基态的氢原子吸收光子的能量后向外跃迁，处于不稳定状态然后向低能级跃迁，共发射25C 种光.答案：B12.(2005湖北，9)现有1 200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的11 n （ ） A.2 200 B.2 000 C.1 200 D.2 400.思路解析：量子数n=4的激发态的1 200个氢原子分别跃迁到n=3、2、1的轨道上的数目均为400，此时发出1 200个光子，量子数n=3的激发态的400个氢原子分别跃迁到n=2、1的轨道上的数目均为200个，发出光子数为400个，量子数n=2的激发态的600个氢原子跃迁到n=1的轨道上的数目为600，发出光子数为600个，则发出光子总数为 1 200+400+600=2 200，所以A 选项正确.答案：A二、填空题13.图18-3给出氢原子最低的四个能级，大量氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有____________种，其中最小的频率等于____________Hz.（保留两位有效数字）图18-3思路解析：由能级图可看出，能级越高，相邻能级间能级差越小，则辐射光子的频率越小. 由数学知识可得放出不同光子种类为N=2)14(42)1(-=-n n =6.又由hν=E m -E n 得最小频率光子为ν=3419341062.6106.1)]51.1(85.0[--⨯⨯⨯---=-h E E Hz=1.6×1014 Hz. 答案：6 1.6×101414.氢原子从m 能级跃迁到n 能级时，辐射出波长为λ1的光子，从m 能级跃迁到k 能级时，辐射出波长为λ2的光子，若λ1＞λ2，则氢原子从n 能级跃迁到k 能级时，将____________波长为____________的光子.思路解析：由玻尔跃迁假设可得，E m -E n =1λhc，E m -E k =2λhc，两式相减得E n -E k =2121)(λλλλ-hc ，因为λ1＞λ2，则E n ＞E k ，故氢原子由n 能级向k 能级跃迁，辐射光子.又E n -E k =λhc ，则2121)(λλλλ-hc =λhc ，解得辐射光子的波长λ=2121λλλλ-. 答案：辐射 2121λλλλ- 15.氢原子基态的能量E 1=-13.6 eV ，电子绕核运动的半径r 1=0.53×10-10 m.求氢原子处于n=2的激发态时，（1）原子系统具有的能量为____________；（2）电子在轨道上运动的动能为____________；（3）电子具有的电势能为_________________.思路解析：抓住原子在不同能量状态下，核外电子的动能E k n 、电势能E p 及E 的关系是本题解题关键.（1）由E n =21nE 可得，E 2=226.13-eV=-3.4 eV ，即为原子系统的能量. （2）由E k n=|E n |得，E k2=|E 2|=3.4 eV ，即电子在轨道上动能为3.4 eV.（3）由E p n=2E n 得，E p2=2E 2=-6.8 eV ，即电子具有的电势能为-6.8 eV .答案：（1）-3.4 eV （2）3.4 eV （3）-6.8 eV三、计算题16.用一束光子去激发处于基态的氢原子，氢原子吸收了光子后刚好发生电离.已知E 1=-13.6 eV ，求这束光子的频率.思路解析：基态氢原子的电离能为13.6 eV ，只要大于或等于13.6 eV 的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电离，不过入射光子能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大. 处于基态的氢原子吸收光子发生电离，则光子能E≥E 1，由题意知，该光子能量E=13.6 eV ，又E=hν，则光子频率ν=34191063.61060.16.13--⨯⨯⨯=h E Hz=3.28×1015 Hz.答案：3.28×1015 Hz17.氢原子的电子在第二条轨道和第三条轨道上运动时，其动能之比、动量大小之比、周期之比分别是多少？思路解析：电子绕核运动，库仑引力提供向心力，则得E k =rke 22，则E k2∶E k 3=r 3∶r 2 又r n =n 2r 1，故E k2∶E k3=9∶4由动能与动量关系知，p=k mE 2，故p 2∶p 3=3∶2,且v 2∶v 3=p 2∶p 3=3∶2由T=v r π2知，周期之比T 2∶T 3=3294:3322⨯=v r v r =8∶27. 答案：9∶4 3∶2 8∶27。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1页 第十八章 原 子 结 构 单 元 测 试 【说明】 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。请将第Ⅰ卷的答案填入答题栏内，第Ⅱ卷可在各题的相应位置直接作答。 第Ⅰ卷 (选择题，共60分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分) 1．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的( ) A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用 B．α粒子的动能不断减小 C．α粒子的电势能不断增大 D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果 2．玻尔的原子核模型解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是( ) A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核间的静电引力 B．电子只能在一些不连续的轨道上运动 C．电子在不同轨道上运动的能量不同 D．电子在不同轨道上运动时，静电引力不同 3．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是( ) A．证明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元 B．提出了电荷分布的量子化观念 C．证明了电子在原子核外绕核转动 D．为电子质量的最终获得做出了突出贡献 4．在燃烧的酒精灯芯上放上少许食盐，用摄谱仪得到的光谱应为( ) A．钠的发射光谱 B．钠的吸收光谱 C．钠的连续光谱 D．钠的线状光谱 5．(2008·广东高考)有关氢原子光谱的说法正确的是( ) A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
图1 6．(2009·广州测试)氢原子的能级图如图1所示，一群氢原子处于n＝3的激发态，这群氢原子辐射出的光子的能量可能是( ) A．13.6 eV B．12.09 eV C．10.2 eV D．1.89 eV 7．现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级
的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1n－1)( ) 第2页
A.k2 B．k C.3k2 D．2k 8．在氢原子光谱中，可见光区域中有14条，其中有4条属于巴耳末系，其颜色为一条红色，一条蓝色，两条紫色．它们分别是从n＝3、4、5、6能级向n＝2能级跃迁时产生的，则( ) A．红色光谱线是氢原子从n＝6能级到n＝2能级跃迁时产生的 B．紫色光谱线是氢原子从n＝6或n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的 C．若从n＝6能级跃迁到n＝1能级将产生红外线 D．若从n＝6能级跃迁到n＝2能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，则从n＝6能级向n＝3能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属产生光电效应
图2 9．一个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10－7 m，已知氢原子的能级示意图如图2所示，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子电荷量e＝1.60×10－19 C，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是(取三位有效数字)( ) A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级 B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级 C．从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级 D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级 10．(2009·茂名模拟)按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能．当一个氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是( ) A．氢原子系统的电势能增加，电子的动能增加 B．氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小 C．氢原子可能辐射6种不同波长的光 D．氢原子可能辐射3种不同波长的光 11．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为( )
A.49ν B.34ν
C.2516ν D.274ν
图3 12．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图3所示为μ氢原子的能级图．假定用动能为E的电子束照射容器中大量处于n 第3页
＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于E的取值正确的是( ) A．E＝158.1 eV B．E＞158.1 eV C．2371.5 eV＜E＜2428.4 eV D．只能等于2371.5 eV
第Ⅱ卷 (非选择题，共40分) 二、计算题(本题包括4小题，共40分．解答题应写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位)
图4 13．(8分)如图4所示是氢原子的能级图． (1)有一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，在图上用箭头标出这些氢原子发出的光谱线中属于巴耳末线系的光谱线． (2)计算发出的所有光谱线中波长最长的一条的波长． (已知静电常量k＝9.0×109 N·m2/C2，h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19 C)
图5 14．(9分)如图5所示为氢原子能级示意图，现有动能是E(eV)的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞．已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等．碰撞后氢原子受激发跃迁到n＝5的能级．(粒子的质量m与氢原子的质量mH之比为k)求： (1)碰前氢原子的动能； (2)若有一群氢原子处在n＝5的能级，会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光子能 第4页
量多大？ 15．(11分)用α粒子和质子分别做散射实验，它们跟金原子核的最近距离分别为d1和d2. (1)如果α粒子和质子都由静止开始经相同的电压加速后做实验，则d1∶d2为多少？ (2)如果α粒子和质子具有相同的动量值，则d1∶d2又为多少？(已知带电粒子在点电荷
电场中的电势能表达式为Ep＝kq1q2r)
图6 16．(12分)美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子电量．油滴实验的原理如图6所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况．两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力． (1)调节两金属板间的电势差U，当U＝U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动，求该油滴所带的电荷量． (2)若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差U＝U1时，观察到某 第5页
个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量．
详解答案 1.A 2．选B 选项A、C、D的内容卢瑟福的核式结构学说也有提及，而玻尔在他的基础上引入了量子学说，假设电子位于不连续的轨道上． 3．选BD 该实验第一次测定了电子的电荷量．由电子的比荷就可确定电子的质量，D正确．因带电体的电荷量均为某一个电量值(电子电荷量)的整数倍，故提出了电荷分布的量子化概念，B正确． 4．选AD 该光谱为钠蒸汽的发射光谱，也是钠原子的特征光谱，必然为线状光谱，A、D正确． 5．选BC 原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于氢原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱；原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光．综上所述，选项A、D错，B、C对． 6．选BCD 从n＝3到n＝2，－1.51－(－3.4)＝1.89 (eV)，D对． 从n＝3到n＝1，－1.51－(－13.6)＝12.09 (eV)，B对．从n＝2到n＝1，－3.4－(－13.6)＝10.2 (eV)，C对． 7．选C 处在量子数为3的k个氢原子跃迁到量子数为2和量子数为1的氢原子个数
各为k2，而处于量子数为2的k2个氢原子还会向量子数为1的基态跃迁，故发出光子总数为32k.
8．选B 其能级跃迁图如图所示，由图可以看出n＝6到n＝2的能量最大则应为紫光，A错．n＝5到n＝2是其次最值，故也应为紫光，因此B正确．从n＝6到n＝1的能级差大于n＝6到n＝2能级差，故将产生紫外线，C错．从n＝6到n＝2跃迁辐射的光子不能使该金属发生光电效应，则其他的就更不能使该金属发生光电效应，因此D错．
9．选D 波长为1.22×10－7 m的光子能量E＝hcλ＝6.63×10－34×3×1081.22×10－7 J≈1.63×10－18 J≈10.2 eV，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是氢原子从n＝2的能级跃迁
到n＝1的能级的过程中释放的，故D项正确． 10．选D 氢原子从能级4向低能级跃迁的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，A、B选项错误．由于只有一个氢原子，若从能级4跃迁到能级3再跃迁到能级2再跃迁到基态，此时发出光子最多，会发出3种光子，C选项错误，D选项正确． 11．选D 氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，
hν＝E3－E2＝E19－E14＝－536E1 ①
则从基态跃迁到n＝4的能级，吸收光子能量 hν′＝E4－E1＝E116－E1＝－1516E1 ②