2024_2025学年高中物理第2章原子结构章末过关检测二鲁科版选修3_5

章末过关检测(二)
(时间：60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，只有一个选项正确)
1.关于阴极射线的性质，下列说法正确的是( )
A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的
B．阴极射线本质是电子
C．阴极射线在电磁场中的偏转，表明阴极射线带正电
D．阴极射线的比荷比氢原子核小
解析：选B.在阴极射线管中管壁上出现荧光是由于阴极射线撞击的结果，并不是电子打在管壁上形成阴极射线，A错误；通过试验，证明阴极射线本质上是电子，通过在电场、磁场中偏转的状况证明阴极射线带负电，B正确、C错误；由于电子与氢原子核的带电量相等，但电子质量远小于氢原子核，故D错误．
2.关于原子结构理论与α粒子散射试验的关系，下列说法正确的是( )
A．卢瑟福做α粒子散射试验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的
B．卢瑟福相识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论
C．卢瑟福的α粒子散射试验是为了验证核式结构理论的正确性
D．卢瑟福依据α粒子散射试验的现象提出了原子的“核式结构”理论
解析：选D.卢瑟福设计的α粒子散射试验是为了探究原子内电荷的分布，并非为了验证汤姆孙模型是错误的，A错误；卢瑟福并不是相识到“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论，B错误；卢瑟福做了α粒子散射试验后，由试验现象而提出了“核式结构”理论，C错误，D正确．
3.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．每种原子在任何外界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：选C.每种原子在任何外界条件下的线状谱都相同，不同原子的线状谱不同．
4.氢原子的基态能量为E1，如图四个能级图，正确代表氢原子能级的是( )
解析：选C.本题依据玻尔理论：第n 个能级应为E n ＝1
n
2E 1.据题给的四个图，可知C 正
确；A 图中E n ＝1n 3E 1，D 图中E n ＝1
n
E 1，B 图中分隔匀称，故A 、B 、D 均错．
5.氢原子巴尔末系中最短波长是( ) A ．4R
B ．43R
C ．R
D ．R
2
解析：选A.依据巴尔末公式有1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，λ＝1R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，最短波长为114R ＝4R . 6．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不放射光子．例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不放射光子，而是将相应的能量转交给
n ＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应．以这种方式脱离了原子的
电子叫做俄歇电子．已知铬原子的能级公式可简化表示为E n ＝A n
2，式中n ＝1，2，3，…表示不同能级，A 是正的已知常数．上述俄歇电子的动能是( )
A.3
16A B ．716A C.1116
A D ．1316
A
解析：选C.俄歇电子的动能是铬原子从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级上释放的能量与电子从n ＝4能级上电离所需的能量之差．可以认为n ＝4能级上的能量就是电子从该能级上电
离所需的能量．故可进行如下计算E 电子＝E 2－E 1－|E 4|＝－A 4＋A －A 16＝11
16
A ，故选项C 正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)
7．下列说法中正确的是( )
A ．康普顿发觉了电子
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“油滴试验”测出了电子的电荷量
解析：选BD.汤姆孙探讨阴极射线时发觉了电子；卢瑟福分析α粒子散射试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“油滴试验”测出了电子的电荷量．选项A 、C 错误，B 、D 正确．
8．依据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是( )
A ．线状谱中的明线是特征谱线，汲取光谱中的暗线不是特征谱线
B ．线状谱中的明线不是特征谱线，汲取光谱中的暗线是特征谱线
C ．线状谱中的明线与汲取光谱中的暗线是特征谱线
D ．同一元素的线状谱的明线与汲取光谱中的暗线都是一一对应的
解析：选CD.依据光谱理论知，明线光谱与汲取光谱都能表示元素的特点，都是元素的特征谱线，而同一元素的线状谱与汲取光谱都是一一对应的，C 、D 正确．
9．氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )
A ．核外电子受力变小
B ．原子的能量削减，电子的动能增加
C ．氢原子要汲取肯定频率的光子
D ．氢原子要放出肯定频率的光子
解析：选BD.氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，r 减小，
由库仑定律知核外电子受力变大，A 错；由k e 2r 2＝m v 2r 得E k ＝12mv 2＝ke
2
2r
知电子的动能变大，由
E n ＝－
13.6
n
2 eV 知n 减小时原子能量削减，B 对；电子由高能级向低能级跃迁时放出肯定频
率的光子，C 错，D 对．
10.用大量具有肯定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了肯定数目的光谱线．调高电子能量再次进行观测，发觉光谱线的数目比原来增加了5条．用Δn 表示两次观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量．依据氢原子的能级图(如图所示)可以推断，Δn 和E 的可能值为( )
A ．Δn ＝1，13.22 eV<E <13.32 eV
B ．Δn ＝2，13.22 eV<E <13.32 eV
C ．Δn ＝1，12.75 eV<E <13.06 eV
D ．Δn ＝2，12.75 eV<
E <13.06 eV
解析：选AD.由于增加了5条光谱线，说明调高电子能量后氢原子可能处于n ＝4的能级，而原来氢原子处于n ＝2的能级，增加的谱线应为从n ＝4跃迁到n ＝3、2、1和从n ＝3跃迁到n ＝2、1共5条谱线，则Δn ＝2；而E 1＝－13.6 eV ，E 4＝－0.85 eV ，E 5＝－0.54 eV ，ΔE 14＝12.75 eV ，ΔE 15＝13.06 eV ，则12.75 eV<E <13.06 eV ，D 正确；也可能调高能量后处于n ＝6的能级，原来处于n ＝5的能级，增加的谱线应为从n ＝6跃迁到n ＝5、4、3、2、1共5条谱线，而E 7＝－0.28 eV ，ΔE 17＝13.32 eV ，E 6＝－0.38 eV ，ΔE 16＝－13.22 eV ，则13.22 eV<E <13.32 eV ，A 正确．
三、非选择题(本题共2小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)
11．(20分)氢原子处于基态时，原子能量E 1＝－13.6 eV ，普朗克常量取h ＝6.6×10
－
34
J ·s.
(1)处于n ＝2激发态的氢原子，至少要汲取多大能量的光子才能电离？
(2)今有一群处于n ＝4激发态的氢原子，可以辐射几种不同频率的光？其中最小的频率
是多少？(结果保留2位有效数字)
解析：(1)E 2＝E 1
2
2＝－3.4 eV
E ＝E ∞－E 2＝3.4 eV.
(2)N ＝C 2
4＝
4×3
2
＝6种 E 4＝E 1
42＝－0.85 eV
E 3＝E 1
3
2＝－1.51 eV E 4－E 3＝hνmin
νmin ＝1.6×1014 Hz.
答案：(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014
Hz
12．(20分)将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．
(1)若要使n ＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照耀该氢原子？ (2)若用波长为200 nm 的紫外线照耀氢原子，求氢原子电离后电子的速度多大？(电子电荷量e ＝1.6×10
－19
C ，电子质量m e ＝0.91×10
－30
kg)
解析：(1)n ＝2时，E 2＝－13.6
2
2
eV ＝－3.4 eV 所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n ＝∞的轨道，n ＝∞时，
E ∞＝0.
所以，要使处于n ＝2激发态的氢原子电离，电离能为 ΔE ＝E ∞－E 2＝3.4 eV ν＝ΔE h ＝3.4×1.6×10－19
6.63×10－34
Hz ≈8.21×1014
Hz.
(2)波长为200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量
E 0＝h ·ν0＝6.63×10
－34
×3×10
8
200×10
－9 J ＝9.945×10
－19
J
电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19
J
＝5.44×10
－19
J
由能量守恒：hν0－ΔE ＝12mv 2
代入数值解得：v ＝9.95×105
m/s. 答案：(1)8.21×1014
Hz (2)9.95×105
m/s。