(全国通用版)新2020-2020高中物理 第十八章 原子结构学业质量标准检测 新人教版选修3-5【下载】
高中物理 第十八章 原子结构单元检测 新人教版选修35
第十八章原子结构(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的是()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．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5．对α粒子散射实验的解释有下列几种说法，其中错误的是()A．从α粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有个质量很大而体积很小的带正电的核存在C．原子核带的正电荷数等于它的原子序数D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的6．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是()A．若氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为hν＝En B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，已知ra>rb，则此过程原子要辐射某一频率的光子D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁图17．一个放电管发光，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1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()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8．设氢原子由n＝3的激发态向n＝2的激发态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子，则氢原子()A．跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B．由n＝2的激发态向n＝1的激发态跃迁时放出光子的能量大于EC．由n＝3的激发态向n＝1的激发态跃迁时放出光子的能量等于6.4ED．由n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时放出光子的频率大于ν图29．氢原子能级图的一部分如图2所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则①λb＝λa＋λc②1λb＝1λa＋1λc③λb＝λa·λc④Eb＝Ea＋Ec以上关系正确的是()A．①③B．②④C．①④D．③④图310．氢原子能级示意图如图3所示，一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的过程中() A．放出4种频率不同的光子B．放出6种频率不同的光子C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eVD．放出的光能够使逸出功为13.0 eV的金属发生光电效应11．根据玻尔的氢原子模型，核外电子在第一和第三轨道运动时()A．半径之比1∶3 B．速率之比为3∶1C．周期之比为1∶9 D．动能之比为9∶112．氢原子部分能级的示意图如图4所示．不同色光的光子能量如下表所示.色光红橙黄绿蓝-靛紫光子能量 1.61～2.00 2.00～2.07 2.07～2.14 2.14～2.53 2.53～2.76 2.76～3.10范围(eV)图4处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为() A．红、蓝-靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝-靛、紫题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 号答案二、非选择题(本题共4小题，共52分)13．(8分)已知氢原子基态能量为－13.6 eV，第二能级E2＝－3.4 eV，如果氢原子吸收________eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3＝________eV.14．(12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射该氢原子？(2)若用波长为200 nm的紫外线照射n＝2的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子质量me＝9.1×10－31 kg)15．(15分)有一群氢原子处于n＝4的能级上，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？(3)这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？图516．(17分)电子所带电荷量最早是由科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原理如图5所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，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，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况．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．该油滴所带电荷量q为多少？(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差U＝U1时，观察到某个质量为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，求此油滴所带电荷量Q.第十八章原子结构1．A2．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，提出了电子位于不连续的轨道上的假说．]3．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，提出了电荷分布的量子化概念，B 正确．]4．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．]5．D[从α粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小，A正确；极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在，B正确；由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数，C 正确；绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中是比较空旷的，D 错误．]6．C [氢原子由能量为En 的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，故A 错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B 错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C 正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D 错．]7．D [波长为1.22×10－7 m 的光子能量E ＝h c λ＝6.63×10－34×3×1081.22×10－7 J≈1.63×10－18 J≈10.2eV ，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是在氢原子从n ＝2的能级跃迁到n ＝1的能级的过程中形成的，故D 项正确．]8．BC [氢原子向低能级跃迁的辐射条件是hν＝E 初－E 末，且En ＝E1n2，E1＝－13.6 eV ，由已知条件知E ＝hν＝E3－E2＝－5E136≈1.89 eV ，A 项显然不正确；因E2－E1＝10.2 eV ，所以B 项正确；E3－E1＝－8E19＝6.4E ，C 项正确；E4－E3＝－7E1144≈0.66 eV ，可见释放的光子频率小于ν，D 项不正确．]9．B [根据玻尔的氢原子模型，Eb ＝Ea ＋Ec ，④正确．E ＝hν＝h c λ，则h c λb ＝h c λa ＋h c λc ，即1λb ＝1λa ＋1λc，②正确，选B.] 10．BC [氢原子由高能级跃迁到低能级时会辐射光子，由n ＝4能级回到n ＝1的过程中会放出6种频率的光子，选项A 错，B 正确．而光子的能量等于跃迁的两能级间的能量的差值，最小能量为n ＝4跃迁到n ＝3时，则E4－E3＝0.66 eV ；最高能量为n ＝4跃迁到n ＝1时，则E4－E1＝12.75 eV ，选项C 正确．发生光电效应的条件是入射光子的能量大于金属的逸出功，所以选项D 错误．]11．BD [因核外电子的轨道半径满足rn ＝n2r1，r3＝9r1，所以r1r3＝19，故选项A 错；k e2r21＝m v21r1(库仑力充当向心力)，v1＝ke2mr1，v3＝ke2mr3，所以v1v3＝r3r1＝31，故选项B 正确；k e2r21＝m ⎝⎛⎭⎫2πT12r1，T1＝4π2m r31ke2，T3＝4π2m r33ke2，所以T1T3＝r31r33＝127，故选项C 错误；Ek1＝12mv21，Ek3＝12mv23，所以Ek1Ek3＝91，故选项D 正确．] 12．A [由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 eV ～3.10 eV ，处于某激发态的氢原子在能级跃迁的过程中有：E3－E2＝(3.40－1.51)eV ＝1.89 eV ，此范围为红光．E4－E2＝(3.40－0.85) eV ＝2.55 eV ，此范围为蓝-靛光，故本题正确选项为A.]13．10.2 －1.51解析 ΔE21＝E2－E1＝[－3.4－(－13.6)] eV ＝10.2 eV ΔE32＝E3－E2E3＝ΔE32＋E2＝[1.89＋(－3.4)] eV ＝－1.51 eV 14．(1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s 解析 (1)n ＝2时，E2＝－13.622eV ＝－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激发态的原子电离，电离能为 ΔE ＝E∞－E2＝3.4 eV ，则所用电磁波的频率为 ν＝ΔE h ＝3.4×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝8.21×1014 Hz(2)波长为200 nm 的紫外线所具有的能量E0＝hν＝6.63×10－34×3×108200×10－9 J ＝9.945×10－19 J电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19 J ＝5.44×10－19 J 由能量守恒得hν－ΔE ＝12mv2代入数值解得v ＝9.95×105 m/s 15．(1)6条 (2)3.1×1015 Hz (3)1.884×10－6 m 解析 (1)这群氢原子的能级如图所示，由图可以判断，这群氢原子可能发生的跃迁共有6种，所以它们的谱线共有6条．(2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级差也最大，即从n ＝4跃迁到n ＝1发出的光子能量最大，根据玻尔第二假设，发出光子的能量：hν＝E4－E1 代入数据解得ν＝3.1×1015 Hz.(3)波长最长的光子能量最小，对应的跃迁的能级差也最小．即从n ＝4跃迁到n ＝3 所以h cλ＝E4－E3λ＝ch E4－E3 ＝3×108×6.63×10－34－0.85＋1.51×1.6×10－19m＝1.884×10－6 m16．(1)m1gd U0 (2)m2d U1(g －2d t2)或m2d U1(2d t2－g)解析 (1)油滴匀速运动过程中受到的电场力和重力平衡，可见所带电荷为负电荷，即q U0d ＝m1g解得q ＝m1gdU0.(2)油滴加速下落，若油滴带负电荷，电荷量为Q1，油滴受电场力方向向上，设此时的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律，得m2g －Q1U1d ＝m2a1而d ＝12a1t2解得Q1＝m2d U1(g －2dt2)．若油滴带正电荷，电荷量为Q2，油滴受电场力方向向下，设此时的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，得 m2g ＋Q2U1d＝m2a2解得该电荷量为Q2＝m2d U1(2dt2－g)．。
高中物理第十八章原子结构综合评估含解析新人教版选修3_5
原子结构时间：90分钟分值：100分一、选择题(1～5题为单选，6～10题为多选，每小题4分，共40分)1．下列叙述中符合物理学史的有( C )A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C．巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说解析：汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析，得出了原子的核式结构模型，B错误；巴耳末根据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式，C正确；玻尔的原子模型是在核式结构模型的基础上提出的几条假设，并没有否定核式结构学说，D错误．2．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重大发现．关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是( C )A．证明了质子的存在B．证明了原子核是由质子和中子组成的C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．证明了原子中的电子只能在某些轨道上运动解析：α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核，数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C正确，A、B错误．玻尔发现了电子轨道量子化，D错误．3.汞原子的能级图如图所示，现让一束光子能量为8.8 eV的单色光照射到大量处于基态(能级数n＝1)的汞原子上，能发出6种不同频率的色光．下列说法中正确的是( A )A．最长波长光子的能量为1.1 eVB．最长波长光子的能量为2.8 eVC．最大频率光子的能量为2.8 eVD ．最大频率光子的能量为4.9 eV解析：由题意知，吸收光子后汞原子处于n ＝4的能级，向低能级跃迁时，最大频率的光子能量为(－1.6＋10.4) eV ＝8.8 eV ，最大波长(即最小频率)的光子能量为(－1.6＋2.7) eV ＝1.1 eV ，故A 正确．4．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)( C ) A ．k 2 B ．k C ．3k 2D ．2k 解析：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k 2，而处于量子数为2的k 2个氢原子还会向量子数为1的基态跃迁，故发出的光子总数为32k . 5.氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62～3.11 eV.下列说法正确的是( A )A ．处于n ＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B ．大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，可能发出可见光C ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出4种不同频率的光D ．一个处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出3种不同频率的光 解析：由于E 3＝－1.51 eV ，紫外线光子的能量大于可见光光子的能量，即E 紫＞E ∞－E 3＝1.51 eV ，可以使氢原子电离，A 正确；大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，最大能量为1.51 eV ，即辐射出光子的能量最大为1.51 eV ，小于可见光光子的能量，B 错误；n ＝4时跃迁发出C 24＝6种不同频率的光，C 错误；一个处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可能发出(3－1)＝2种不同频率的光，D 错误．6．如图为α粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A 、B 、C 、D 四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数一定不符合事实的是( BCD )A ．1 305、25、7、1B ．202、405、625、825C ．1 202、1 010、723、203D ．1 202、1 305、723、203解析：根据α粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏移，极少数粒子偏转超过90°，甚至有的被反向弹回．所以在相等时间内A 处闪烁次数最多，其次是B 、C 、D 三处，并且数据相差比较大，所以只有选项A 符合事实．7．关于物质的吸收光谱和线状谱之间的关系，下列说法中正确的是( BD )A ．吸收光谱和线状谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关B ．同种物质吸收光谱中的暗线跟它线状谱中的明线相对应C ．线状谱与吸收光谱都是原子光谱，它们的特征谱线相对应D ．线状谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定物质的化学组成解析：线状谱与吸收光谱都是原子的特征谱线，但是线状谱是原子光谱，吸收光谱不是原子光谱，C 错误；线状谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，D 正确；同种物质吸收光谱中的暗线与它线状谱中的明线相对应，B 正确，A 错误．8．如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n ＝4到n ＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n ＝4到n ＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n ＝2到n ＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是( AB )A ．λ1<λ3B ．λ3<λ2C ．λ3>λ2D ．1λ3＝1λ1＋1λ2解析：已知从n＝4到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则λ1、λ2、λ3的关系为hcλ1>hcλ3>hcλ2，即1λ1>1λ3，λ1<λ3，1λ3>1λ2，λ3<λ2，又hcλ1＝hcλ3＋hcλ2，即1λ1＝1λ3＋1λ2，则1λ3＝1λ1－1λ2，即正确选项为A、B．9．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，所以原子辐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，可以说明电子的粒子性解析：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，故A 正确．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也是不连续的，故B 正确．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，故C错误．根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子的波动性，故D错误．10．如图是密立根油滴实验的示意图．油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是( AD )A ．油滴带负电B ．油滴质量可通过天平来测量C ．只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量D ．该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍解析：由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故A 正确；油滴的质量很小，不能通过天平测量，故B 错误；根据油滴受力平衡得：mg ＝qE ＝q U d ，得q ＝mgd U，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴所带的电荷量，故C 错误；根据密立根油滴实验研究知：该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故D 正确．二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分)11．氢原子的核外电子从第n ＋3能级跃迁到第n ＋2能级发出波长为λ1的光，从第n ＋2能级跃迁到第n ＋1能级发出波长为λ2的光，则电子从第n ＋3能级跃迁到第n ＋1能级发出波长为λ1λ2λ1＋λ2的光． 解析：根据玻尔理论E ＝h c λ，氢原子的核外电子从第n ＋3能级跃迁到第n ＋2能级发出的波长为λ1的光，λ1＝hcE n ＋3－E n ＋2则电子从第n ＋2能级跃迁到第n ＋1能级发出的波长为λ2的光，λ2＝hcE n ＋2－E n ＋1电子从第n ＋3能级跃迁到第n ＋1能级，E ＝E 1＋E 2，带入得：hc λ1＋hc λ2＝hc λ3，λ3＝λ1λ2λ1＋λ2. 12．有些光谱是一条条的亮线，这样的亮线叫谱线，这样的光谱叫线状谱．有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连续在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．13．氢原子吸收一个在真空中的波长为4 861.3 埃米的光子后，核外电子从n ＝2的能级跃迁到n ＝4的能级，则这两个能级的能量差是4.09×10－19 J.解析：ΔE ＝hν＝h c λ＝6.63×10－34×3×1084 861.3×10－10 J≈4.09×10－19 J.14.根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离近(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有6条．解析：由玻尔理论知，能级越低，电子的轨道半径越小，电子离核越近；当大量的氦离子处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线条数为C 24＝6.三、计算题(共4小题，每小题10分，共40分)15．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R (132－1n2)，n ＝4,5,6，…，R ＝1.10×107 m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求： (1)n ＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n ＝6时，传播频率为多大？答案：(1)1.09×10－6 m (2)3×108 m/s 2.75×1014Hz 解析：(1)帕邢系公式1λ＝R (132－1n2)，当n ＝6时， 得λ≈1.09×10－6 m.(2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108 m/s ，由v ＝λT ＝λν，得ν＝v λ＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz≈2.75×1014 Hz. 16.氢原子的能级图如图所示．原子从能级n ＝3向n ＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n ＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，求：(1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出几种频率的光；(2)该金属的逸出功和截止频率．答案：(1)6种 (2)12.09 eV 2.9×1015 Hz解析：(1)处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时可产生的光的频率的种数为N ＝n n －12＝4×32＝6(种)． (2)W ＝E 3－E 1＝12.09 eV ，E 3－E 1＝hν解得ν≈2.9×1015 Hz.17．如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置．当极板P 和P ′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O ′点，O ′点到O 点的竖直距离为d ，水平距离可忽略不计；此时在P 与P ′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2.(1)求打在荧光屏O 点电子的速度大小；(2)推导出电子比荷的表达式．答案：(1)UBb (2)e m ＝Ud B 2bL 1L 2＋L 1/2解析：(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回到荧光屏中心O 点，设电子的速度为v ，则evB ＝eE ，得v ＝E B ，即v ＝U Bb .(2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v 进入后，竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a ＝eU mb . 电子在水平方向做匀速运动，在电场内运动的时间为t 1＝L 1v .这样，电子在电场中竖直向上偏转的距离为d 1＝12at 21＝eL 21U 2mv 2b. 离开电场时竖直向上的分速度为v ⊥＝at 1＝eL 1U mvb. 电子离开电场后做匀速直线运动，经t 2时间到达荧光屏．t 2＝L 2v. t 2时间内向上运动的距离为d 2＝v ⊥t 2＝eUL 1L 2mv 2b. 这样，电子向上的总偏转距离为d ＝d 1＋d 2＝eU mv 2b L 1·⎝⎛⎭⎪⎫L 2＋L 12，可解得e m ＝Ud B 2bL 1L 2＋L 1/2. 18．氢原子处于基态时，原子的能量为E 1＝－13.6 eV ，问：(1)当氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级时，向外辐射光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的光子照射氢原子？(3)氢原子在n ＝4能级时可放出几种不同能量的光子？答案：(1)6.58×10－7 m (2)3.28×1015 Hz (3)6种解析：(1)由E n ＝E 1n2可知 E 2＝E 122＝－13.64 eV ＝－3.4 eV ， E 3＝E 132＝－13.69 eV≈－1.51 eV ，ΔE ＝|E 3－E 2|＝1.89 eV.因为ΔE ＝hν＝h cλ， 所以λ＝hc ΔE ＝6.63×10－34×3×1081.89×1.6×10－19 m≈6.58×10－7 m. (2)要使处于基态的氢原子电离，就是要使第1轨道上的电子获得能量脱离氢原子核的束缚．要用最小频率的电磁波照射，即电子脱离核后动能为零，故有hν＝E ∞－E 1＝0－(－13.6) eV ＝13.6 eV ，得ν＝E ∞－E 1h ＝13.6×1.6×10－196.63×10－34 Hz≈3.28×1015 Hz.即至少要用3.28×1015 Hz 的光子来照射氢原子．(3)由公式N ＝n n －12得N ＝4×4－12＝6，即氢原子核 外电子从n ＝4的激发态向基态跃迁时，可能放出6种不同能量的光子，如图所示．。
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(2021年最新整理)
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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＝错误!E1,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＝错误!＝错误!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错误!，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，各放出错误!个光子;处于n＝2能级的原子数为错误!,向第一能级跃迁时只有一种跃迁方式，放出错误!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＝错误!,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错误!．由此可得错误!＝错误!．答案：错误!14．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－E2＝h错误!，E2－E1＝h错误!4根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为E＝h错误!－h错误!＝hc（错误!－错误!)k＝hc（错误!－错误!)＝2E2－E1－E4＝2×（－3．4) eV＋13．6 eV＋0．85 eV＝7．65 eV．答案：7．65 eV。
部编版2020学年高中物理第十八章原子结构.3氢原子光谱检测新人教版选修27
18.3 氢原子光谱新提升·课时作业基础达标1．关于光谱，下列说法正确的是( )A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成【解析】由于物质发光的条件不同，得到的光谱不同，故A、B错误；稀薄气体发光的光谱为线状谱，C正确；在光谱分析中连续谱无法判断物质的组成成分，D错误．【答案】 C2．(多选)对于光谱，下面的说法中正确的是( )A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成的C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱【解析】原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论数量多少，发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错；B项是线状谱的特征，正确；太阳光周围的元素的低温气体吸收了相应频率的光，故太阳光谱是线状谱，故D对C错．【答案】BD3．对于巴耳末公式下列说法正确的是( )A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光波长C．巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长【解析】巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C 正确．【答案】 C4．太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( )A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素【解析】吸收光谱的暗线是连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的．太阳光的吸收光谱应是太阳内部发出的强光经较低温度的太阳大气层时某些波长的光被太阳大气层的元素原子吸收而产生的．【答案】 C5．以下说法中正确的是( )A．进行光谱分析，可以用连续谱，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．分析某种物质的化学组成，可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸汽取得吸收光谱进行分析D．摄下月球的光谱，可以分析出月球上有哪些元素【解析】进行光谱分析不能用连续光谱，只能用明线光谱或吸收光谱，所以选项A错误；光谱分析的优点是灵敏而且迅速，所以选项B正确；分析某种物质的组成，可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行分析，通过另一种物质的低温蒸气只能取得另一种物质的吸收光谱，所以选项C错误；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其反射的光谱是太阳光谱，而不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素，所以选项D错误．【答案】 B6．下列说法不正确的是( )A．巴耳末线系光谱线的条数只有4条B．巴耳末线系光谱线有无数条C．巴耳末线系中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末线系在可见光范围内只有4条【解析】巴耳末线系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．故正确的是B、C、D，A错误．【答案】 A7．(多选)通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱，光谱( )A．按光子的频率顺序排列B．按光子的质量大小排列C．按光子的速度大小排列D．按光子的能量大小排列【解析】由于光谱是将光按波长展开，而波长与频率相对应，故A正确．而光子没有质量，各种色光在真空中传播速度相同，B、C错误；由爱因斯坦的光子说可知光子能量与光子频率相对应，D 正确．【答案】 AD8．利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法正确的是( )A ．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B ．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C ．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D ．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系【解析】 由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，故A 项错误；某种物质发光的线状谱中的明线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B 项正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，C 项错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D 项错误．【答案】 B9．请根据巴耳末公式 1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，计算当n ＝3,4,5,6时的氢原子光谱线的波长． 【解析】 R ＝1.0967758×107m －1，当n ＝3时，1λ1＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－132，解得λ1＝6.5647×10－7m ＝656.47 nm.当n ＝4时，1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－142，解得λ2＝4.8627×10－7m ＝486.27 nm.当n ＝5时，1λ3＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－152，解得λ3＝4.3417×10－7m ＝434.17 nm.当n ＝6时，1λ4＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－162，解得λ4＝4.1029×10－7m ＝410.29 nm.【答案】 656.47 nm 486.27 nm 434.17 nm 410.29 nm能力提升1．如图甲所示的abcd 为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )A ．a 元素B ．b 元素C ．c 元素D ．d 元素【解析】 由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线特征对照，b 元素的谱线在该线状谱中由题中所给公式有：1λ1＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫112－122＝34R ， 波长λ1对应的光的频率ν1＝c λ1＝34Rc ； 对于巴耳末线系，当n ＝∞时对应光的波长最短，设为λ2，由题中所给公式有：1λ2＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－0＝14R ，波长λ2对应的光的频率ν2＝c λ2＝14Rc ； 根据爱因斯坦的光电效应方程E km ＝hν－W 知；E km1＝hν1－W ，E km2＝hν2－W .又E km1＝eU 1，E km2＝eU 2， 可解得：h ＝2eU 1－U 2Rc ，W ＝e U 1－3U 22.【答案】2eU 1－U 2Rc e U 1－3U 22。
高中物理第十八章原子结构阶段验收评估五原子结构含解析新人教版选修3_5
阶段验收评估（五）原子结构(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
第1～5小题只有一个选项符合题目要求，第6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．关于原子结构，下列说法错误的是( )A．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷B．卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但占有几乎全部质量，电子在带正电部分的外面运动C．各种原子的发射光谱都是连续谱D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型解析：选C 汤姆孙通过研究阴极射线，明确了阴极射线带负电，并测出其比荷，A正确；卢瑟福根据α粒子散射实验结果提出了原子核式结构学说，B正确；各种原子发射光谱都是线状谱，C错误；玻尔根据卢瑟福核式结构学说，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型，D正确。
2．关于下列四幅图，说法正确的是( )A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行的轨道半径是任意的B．光电效应产生的条件为光强大于临界值C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性D．发现少数α粒子发生了较大角度偏转，说明金原子质量大而且很坚硬解析：选C 根据玻尔理论可知，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故A错误。
光电效应实验产生的条件为光的频率大于极限频率，故B错误。
电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，故C正确。
发现少数α粒子发生了较大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，故D错误。
3．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 ＝2的能级跃迁到n ＝1的能级时的辐射光 解析：选B 从氢原子光谱上可以看出谱线a 、b 相邻且波长λb <λa ，则谱线b 光子的频率大于谱线a 光子的频率，产生谱线b 的能级差仅大于产生谱线a 的能级差，所以选项B 正确。
高中物理第十八章原子结构课时跟踪检测三十玻尔的原子模型含解析新人教版选修
玻尔的原子模型一、单项选择题1．下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是( )A ．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B ．原子中，虽然核外电子不断做变速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C ．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子D ．原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的解析：选C 根据玻尔的原子理论，易知A 、B 、D 正确；原子从高能级向低能级跃迁时要辐射一定频率的光子，而从低能级向高能级跃迁时要吸收一定频率的光子，C 错误。
2．根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后( )A ．氢原子所在的能级下降B ．氢原子的电势能增加C ．电子绕核运动的半径减小D ．电子绕核运动的动能增加解析：选B 根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后，氢原子的能级上升，电子绕核运动的半径增大，A 、C 错误；电子与原子核间的距离增大，库仑力做负功，电势能增大，B 正确；电子围绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，有ke 2r 2＝mv 2r ，可得E k ＝12mv 2＝ke 22r，半径增大，动能减小，故D 错误。
3．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是( )A ．氢原子只有几个能级B ．氢原子只能发出平行光C ．氢原子有时发光，有时不发光D ．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的解析：选D 光谱中的亮线对应不同频率的光子，“分离的不连续的亮线”对应着不同频率的光子，B 、C 错误；氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射不同能量的光子，并且满足ε＝h ν。
能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，A 错误，D 正确。
4．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2。
已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( )A ．吸收光子的能量为h ν1＋h ν2B ．辐射光子的能量为h ν1＋h ν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：选D 由跃迁假设及题意可知，hν1＝E m－E n，hν2＝E k－E n，红光频率ν1小于紫光频率ν2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C项错误；hν3＝E k－E m，解得：hν3＝hν2－hν1，B项错误，D项正确。
高中物理 第十八章 原子结构章末质量评估 新人教版选修3-5
第十八章原子结构章末质量评估(三)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．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( )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．答案：C2．关于玻尔理论，下列说法中不正确的是( )A．继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设B．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量C．用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系D．氢原子中，量子数N越大，核外电子的速率越大解析：玻尔的原子模型对应的是电子轨道的量子化，卢瑟福的原子模型核外电子可在任意轨道上运动，故A正确；玻尔的原子结构模型中，原子的能量是量子化的，卢瑟福的原子结构模型中，原子的能量是连续的，故B正确；玻尔的原子结构模型中，核外电子从高能级向低能级跃迁后，原子的能量减小，从而建立了hν＝E2－E1，故C正确；氢原子中，量子数N越大，核外电子的速率越小，而电子的电势能越大，故D不正确；本题选择不正确的，故选D.答案：D3．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．答案：A4．有关氢原子光谱的说法正确的是 ( )A ．氢原子的光谱是连续谱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不是分立的D ．巴耳末公式反映了氢原子辐射电磁波波长的分立特性解析：由于氢原子发射的光子的能量：E ＝E n －E m ，所以发射的光子的能量值E 是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，故A 错误B 正确；由于氢原子的轨道是不连续的，故氢原子的能级是不连续的即是分立的，故C 错误；由于跃迁时吸收或发射的光子的能量是两个能级的能量差，所以氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关，巴耳末公式反映了氢原子辐射光子频率的分立特性，D 错误.答案：B5．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n 越大，则( )A ．电子轨道半径越小B ．核外电子运动速度越大C ．原子能量越大D ．电势能越小 解析：由r n ＝n 2r 1可知A 错．氢原子在n 能级的能量E n 与基态能量E 1的关系为E n ＝E 1n 2.因为能量E 为负值，所以n 越大，则E n 越大，所以C 正确．核外电子绕核运动所需的向心力由库仑力提供k e 2r 2n ＝mv 2n r n .可知r n 越大，速度越小，则B 错．由E ＝E k ＋E p 可知D 错． 答案：C6．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 ．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．答案：A7．氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的长B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光答案：D8．氦原子被电离出一个核外电子，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，氦离子的能级示意图如图所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)解析：由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级能量差的光子才能被氦离子吸收，故选项A中光子不能被吸收，选项D中光子能被吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级能量差，均可被吸收．故选项B、C中的电子均能被吸收．答案：A9．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.632 8 μm，λ2＝3.39 μm，已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为( )A．10.50 eV B．0.98 eVC．0.53 eV D．0.36 eV解析：本题考查玻尔的原子跃迁理论．根据ΔE＝hν，ν＝cλ，可知当ΔE1＝1.96 eV，λ＝0.632 8 μm ，当λ＝3.39 μm 时，联立可知ΔE 2＝0.36 eV ，故选D.答案：D10.可见光光子的能量在1.61～3.10 eV 范围内．如图所示，氢原子从第4能级跃迁到低能级的过程中，根据氢原子能级图可判断( )A ．从第4能级跃迁到第3能级将释放出紫外线B ．从第4能级跃迁到第3能级放出的光子，比从第4能级直接跃迁到第2能级放出的光子频率更高C ．从第4能级跃迁到第3能级放出的光子，比从第4能级直接跃迁到第1能级放出的光子波长更长D ．氢原子从第4能级跃迁到第3能级时，原子要吸收一定频率的光子，原子的能量增加解析：从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级时辐射的光子能量ΔE 43＝－0.85－(－1.51)＝0.66 (eV)，不在可见光光子能量范围之内，属于红外线，故A 错误；从n ＝4能级跃迁到n ＝2能级时辐射的光子能量ΔE 42＝－0.85－(－3.40)＝2.55 (eV)＞ΔE 43，光子的频率ν＝ΔE h，所以ν43＜ν42，故B 错误；从n ＝4能级跃迁到n ＝1能级时辐射的光子能量ΔE 41＝－0.85－(－13.60)＝12.75 (eV)＞ΔE 43，光子的波长λ＝hcΔE，所以λ43＞λ41，故C 正确；从第4能级跃迁到第3能级时，原子要辐射一定频率的光子，原子的能量减少，故D 错误．答案：C二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11．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，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；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．答案：AC12．关于氢原子能级跃迁，下列叙述中正确的是( )A ．用波长为 60 nm 的X 射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子B ．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C ．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D ．用能量为12.5 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析：波长为60 nm 的X 射线的能量为：ε＝h c λ＝6.63×10－34×3×10860×10－9 J ＝3.32×10－18 J ＝20.75 eV ， 氢原子的电离能ΔE ＝0－(－13.6)eV ＝13.6 eV ＜E ＝20.75 eV ，所以可使氢原子电离，A 正确．由hν＝E m －E ，得E m1＝hν＋E ＝10.2 eV ＋(－13.6)eV ＝－3.4 eV ，E m2＝11.0 eV ＋(－13.6)eV ＝－2.6 eV ，E m3＝12.5 eV ＋(－13.6)eV ＝－1.1 eV.由E n ＝E 1n 2可知，只有E m1＝－3.4 eV 对应于n ＝2的状态．由于原子发生跃迁时吸收光子只能吸收恰好为两能级差能量的光子，所以B 选项正确．答案：AB13.氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则( )A ．λb ＝λa ＋λcB.1λb ＝1λa ＋1λc C ．λb ＝λa λc D ．E b ＝E a ＋E c解析：E a ＝E 3－E 2，E b ＝E 3－E 1，E c ＝E 2－E 1，所以E b ＝E a ＋E c ，D 正确；由ν＝c λ得λa ＝hcE 3－E 2，λb ＝hc E 3－E 1，λc ＝hc E 2－E 1，取倒数后得到1λb ＝1λa ＋1λc ，B 正确．答案：BD14．图1所示为氢原子能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射的光照射图2所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则( )图1 图2A．若将滑片右移，电路中光电流增大B．若将电源反接，电路中可能有光电流产生C．若阴极K的逸出功为1.05 eV，则逸出的光电子最大初动能为2.4×10－19 JD．大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K 发生光电效应解析：将滑片右移，光电管两端的电压增大，但之前光电流是否达到饱和并不清楚，因此光电管两端的电压增大，光电流不一定增大，A错误；将电源极性反接，所加电压阻碍光电子向阳极运动，但若eU<E km，仍会有一定数量的光电子可到达阳极而形成光电流，B正确；若阴极K的逸出功为1.05 eV，由光电效应方程知，逸出的光电子最大初动能为E km＝hν－W－19 J，C正确；由于阴极K的逸逸出＝－0.85 eV－(－3.40 eV)－1.05 eV＝1.5 eV＝2.4×10出功未知，能使阴极K发生光电效应的光子种数无法确定，D错误.故选：BC.答案：BC三、非选择题(本题共4小题，共54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)15．(12分)密立根油滴实验首先测出了元电荷的数值，其实验装置如图所示，油滴从喷雾器喷出，以某一速度进入水平放置的平行板之间.今有一带负电的油滴，不加电场时，油滴由于受到重力作用加速下落，速率变大，受到的空气阻力也变大，因此油滴很快会以一恒定速率v1匀速下落.若两板间加一电压，使板间形成向下的电场E，油滴下落的终极速率为v2.已知运动中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f＝6πηrv计算(其中r为油滴半径，η为空气粘滞系数).实验时测出r、v1、v2，E、η为已知，求：(1)油滴的带电量.(2)经多次测量得到许多油滴的Q 测量值如下表(单位10－19C)： 6.41 8.01 9.65 11.23 12.83 14.48解析：(1)没有加电压时，达到v 1有mg ＝f 1＝6πr η ν1，加上电压后，受到向上的阻力和电场力，有mg ＝f 2＋qE ＝6πr ηv 2＋qE ，解以上两式得到油滴电量q ＝6πr η（ν1－ν2）E. (2)在误差范围内，可以认为油滴的带电量总是1.6×10－19C 的整数倍，故电荷的最小电量即元电荷为1.6×10－19C.答案：(1)q ＝6πr η（v 1－v 2）E(2)电荷的最小电量即元电荷为1.6×10－19C 16.(14分)如图所示，氢原子从n ＞2的某一能级跃迁到n ＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV 的光子．请问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．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 －E 2＝2.55 eV ，得 E n ＝hν＋E 2＝－0.85 eV ，所以n ＝4.基态氢原子要跃迁到n ＝4的能级，应提供的能量为：ΔE ＝E 4－E 1＝12.75 eV.跃迁图如下图所示．答案：12.75 eV17．(14分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而能发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)．一个具有13.6 eV 动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰．(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)?(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？解析：(1)设运动氢原子的速度为v 0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v ，损失的动能ΔE 被基态原子吸收．若ΔE ＝10.2 eV ，则基态氢原子可由n ＝1跃迁到n ＝2.由动量守恒和能量守恒有：mv 0＝mv ，①12mv 20＝12mv 2＋12mv 2＋ΔE ，② 12mv 20＝E k ，③ E k ＝13.6 eV.④解①②③④得，ΔE ＝12·12mv 20＝6.8 eV. 因为ΔE ＝6.8 eV ＜10.2 eV ，所以不能使基态氢原子发生跃迁．(2)若使基态氢原子电离，则ΔE ＝13.6 eV ，代入①②③得E k ＝27.2 eV.答案：(1)不能 (2)27.2 eV18．(14分)已知氢原子处于基态时，原子的能量E 1＝－13.6 eV ，电子轨道半径r 1＝0.53×10－10 m ；氢原子处于n ＝2能级时，原子的能量E 2＝－3.4 eV ，此时电子轨道半径r 2＝4r 1，元电荷e ＝1.6×10－19 C ，静电力常量k ＝9.0×109 N ·m 2·C －2.(1)氢原子处于基态时，电子的动能是多少？原子系统的电势能是多少？(2)氢原子处于n ＝2能级时，电子的动能是多少？原子系统的电势能又是多少？(3)你能否根据计算结果猜想处于n 能级的氢原子系统的电势能表达式？解析：(1)设氢原子处于基态时核外电子的速度为v 1根据库仑力提供向心力： ke 2r 21＝mv 21r 1电子的动能E k ＝12mv 21＝ke 22r 1＝13.6 eV. 根据氢原子在基态时能量等于势能与动能之和， E 1＝E p1＋E k1 所以原子的电势能E p1＝E 1－E k1＝－13.6 eV －13.6 eV ＝－27.2 eV ＝－ke 2r 1. (2)设氢原子处于基态时核外电子的速度为v 2根据库仑力提供向心力： ke 2r 22＝mv 22r 2电子的动能E k ＝12mv 22＝ke 22r 2＝ke 28r 2＝14×13.6 eV ＝ 3．40 eV.根据氢原子在基态时能量等于势能与动能之和， E 2＝E p2＋E k2 所以原子的电势能E p1＝E 1－E k1＝－3.40 eV －3.40 eV ＝－6.8 eV ＝－ke 2r 2. (3)故从上面的推导可知E pn ＝－k e 2r n. 答案：(1)13.6 eV －27.2 eV (2)3.40 eV －6.8 eV (3)E p n ＝－k e 2r n。
部编版2020学年高中物理第十八章原子结构章末检测新人教版选修29
第十八章原子结构的能级的能级的能级的能级红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生是基态，E2是亚稳态，E的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到并注明了相应的能量E.能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有( )氢原子吸收能量后至多发出6种不同频率的光，所以2371.5 eV＜E＜2428.4 eV，即原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．＝1能级上时并不发射光子，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＝－An2，式中是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( )、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是根据玻尔的原子跃迁公式h cλ＝E m－E n可知，两个能级间的能量差值越大，辐E E构成的原子称为μ原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．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氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于15.(10最小距离可以估算原子核的大小．现有一个原子的核电荷数为2×9.0×109－192m＝2.7×106.64×10－2772m已知氢原子的基态电子轨道半径为r＝0.528×109×109－1922×0.528×10－10J ＝时，能级值为E 1＝－13.612原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁．一个具有13.6 eV 动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、。
学年高中学习物理 第十八章节 原子结构单元学习质量评估 新人教版选修
第十八章原子结构单元质量评估(90分钟100分)一、选择题(此题共12小题,每题5分,共60分。
其中1～8题为单项选择题,9～12题为多项选择题)1.以下能揭示原子具有核式结构的实验是( )A.光电效应实验C.α粒子散射实验【解析】选C。
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.如下图,Q为金原子核,M、N为两个等势面,虚线为α粒子经过原子核附近的运动轨迹,关于α粒子,以下说法正确的选项是( )A.α粒子从K到R的过程中动能逐渐增加B.α粒子从K到R的过程中动能逐渐减小C.α粒子从K到R的过程中动能先减小后增加D.α粒子从K到R的过程中电势能先减小后增加【解题指南】解答此题要把握以下两点:(1)α粒子与原子核都带正电,它们之间存在相互作用的斥力。
(2)当α粒子靠近原子核时,斥力做负功,动能减小,电势能增大,当α粒子远离原子核时,斥力做正功,动能增大,电势能减小。
【解析】选C。
由题意可获取以下信息:金原子核外有两个等势面。
α粒子经过原子核附近的过程可分为α粒子靠近原子核和远离原子核两个过程,由动能定理依据库仑斥力做功的情况判断动能的变化,同样由库仑斥力做功的情况判断电势能的变化。
在α粒子从K到离原子核最近的过程中,库仑力做负功,动能逐渐减小,电势能逐渐增加;在α粒子从离原子核最近处到R的过程中,库仑斥力做正功,动能增加,电势能减小,由此可知C选项正确。
3.太阳光谱是吸收光谱,这是因为太阳内部发出的白光( )C.进入地球的大气层后,局部频率的光子被吸收的结果【解析】选A。
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。
XX省专用学年高中物理 第十八章 原子结构 阶段验收评估五原子结构含解析新人教选修
阶段查收评估（五）原子构造(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(此题共8小题，每题6分，共48分。
第1～5小题只有一个选项切合题目要求，第6～8小题有多个选项切合题目要求，所有选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．对于原子构造，以下说法错误的选项是()A．汤姆孙依据气体放电管实验判定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这类粒子的比荷B．卢瑟福α粒子散射实验表示：原子中带正电部分的体积很小，但据有几乎所有质量，电子在带正电部分的外面运动C．各样原子的发射光谱都是连续谱D．玻尔在原子核式构造模型的基础上，联合普朗克的量子观点，提出了玻尔的原子模型分析：选C汤姆孙经过研究阴极射线，明确了阴极射线带负电，并测出其比荷，A正确；卢瑟福依据α粒子散射实验结果提出了原子核式构造学说，B正确；各样原子发射光谱都是线状谱，C错误；玻尔依据卢瑟福核式构造学说，联合普朗克的量子观点，提出了玻尔的原子模型，D正确。
2．对于以下四幅图，说法正确的选项是()A．玻尔原子理论的基本假定以为，电子绕核运转的轨道半径是随意的B．光电效应产生的条件为光强盛于临界值C．电子束经过铝箔时的衍射图样证明了运动电子拥有颠簸性D．发现少量α粒子发生了较大角度偏转，说明金原子质量大并且很坚硬分析：选C依据玻尔理论可知，电子的轨道不是随意的，电子有确立的轨道，且轨道是量子化的，故A错误。
光电效应实验产生的条件为光的频次大于极限频次，故B错误。
电子束经过铝箔时的衍射图样证明了电子拥有颠簸性，故C正确。
发现少量α粒子发生了较大角度偏转，说明原子的质量绝大多数集中在很小空间范围，故D错误。
3．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＝2的能级跃迁到n＝1的能级时的辐射光分析：选B从氢原子光谱上能够看出谱线a、b相邻且波长λb<λa，则谱线b 光子的频次大于谱线a光子的频次，产生谱线b的能级差仅大于产生谱线a的能级差，因此选项B正确。
高中物理 第18章 原子结构本章测评B 新人教版选修35
第18章原子结构(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2015·天津理综)物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。
下列说法正确的是()A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的解析:天然放射现象是从原子核中放出射线和粒子的现象,它表明原子核内部是有结构的,故A正确;卢瑟福α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型,故B错误;密立根油滴实验,测定了所有电荷带的电荷量都是元电荷的整数倍,电荷是量子化的,故C错误;玻尔原子理论,提出了电子轨道是不连续的,玻尔理论成功解释了氢光谱的规律性以及夫兰克—赫兹实验,证明了玻尔理论的正确性,故D错误。
答案:A2.导学号97280087(2013·福建理综)在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是()解析:α粒子运动时受到原子核的排斥力作用,离原子核距离远的α粒子受到的排斥力小,运动方向改变的角度也小,离原子核距离近的α粒子受到的排斥力大,运动方向改变的角度就大,C项正确。
答案:C3.(2014·天津理综)下列说法正确的是()A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同解析:卢瑟福的α粒子散射实验导致了原子的核式结构模型的建立,选项A错误;一些防伪设计是利用了紫外线能使许多物质发出荧光这一性质,选项B正确;天然放射线中的γ射线没有电性,不会在电场或磁场中发生偏转,选项C错误;根据多普勒效应可知选项D正确。
2024_2025学年高中物理第十八章原子结构单元评估检测含解析新人教版选修3_5
单元评估检测(第十八章)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，其中1～8题为单选题，9～12题为多选题)1．下列说法正确的是( )A．汤姆孙首先发觉了电子，并测定了电子电荷量B．α粒子散射试验说明白原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上C．光电效应现象揭示了光的波动性D．氢原子的放射光谱是连续谱2．关于粒子的探讨，下列说法正确的是( )A．“原子由电子和带正电的物质组成”是通过卢瑟福α粒子散射试验判定的B．玻尔理论认为，原子中的核外电子轨道是量子化的C．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时动能增大，氢原子的电势能增大D．大量处于n＝4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出3种频率的光子3．关于物质结构叙述，正确的是( )A．原子内部有匀称分布的正电荷B．原子核内部存在带负电的电子C．电子的发觉说明原子核具有困难的结构D．原子内全部正电荷集中在一个很小的区域4．下列说法中正确的是( )A．在光电效应的试验中，只要入射光足够强，时间足够长，金属表面就会逸出光电子B．在光电效应的试验中，饱和光电流大小取决于入射光的频率，频率越大，饱和光电流越大C．依据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝2的激发态时，原子能量减小，电势能增加D．依据玻尔的原子理论，大量处于基态的氢原子汲取波长为λ0的光子后，假如辐射出3种频率的光子，则其中波长最小的为λ05．2018年9月26日消息，可可西里地区建立初步典型植被光谱库．下列关于光谱的说法正确的是( )A．太阳光谱是连续光谱B．日光灯产生的光谱是连续光谱C．钠盐在酒精灯火焰上汽化后所产生的光谱是线状光谱D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状光谱6．如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采纳的是( )A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向7.如图所示，图甲为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b可能是氢原子在下列哪种情形跃迁时的辐射光( )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＝3的能级C．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级D．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级8．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如表所示：A．红、蓝－靛B．黄、绿C．红、紫 D．蓝－靛、紫9．关于光谱分析，下列说法中正确的是( )A．进行光谱分析，既可以利用连续谱，也可以利用线状谱B．进行光谱分析，必需利用线状谱或汲取光谱C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D．利用光谱分析可以深化了解原子的内部结构10．对玻尔理论的评论，正确的是( )A．玻尔理论的胜利，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明白电磁理论不适用于电子运动B．玻尔理论胜利地说明白氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的胜利之处是引入量子观念D．玻尔理论的胜利之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念11．卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是( )A．说明α粒子散射现象B．用α粒子散射的试验数据估算原子核的大小C．结合经典电磁理论，说明原子的稳定性D．结合经典电磁理论，说明氢原子光谱12．科学家已经胜利检测定位了纳米晶体结构中氢原子，按玻尔氢原子理论，氢原子的能级如图所示，下列推断正确的是( )A．用光子能量为13.01 eV的光照耀一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光B．大量处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，可能发出6种光谱线C．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态须要汲取光子D．氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，氢原子的电势能减小，电子的动能增大二、非选择题(本题共2个小题，共40分)13．(20分)将氢原子电离，就是从外部给电子能量，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的紫外线照耀该n＝2氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子质量m e＝0.91×10－30 kg)14.(20分)氢原子的能级图如图所示，氢原子从n＝m的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出能量为2.55 eV的光子．(1)最小要给基态的氢原子供应多少能量，才能使它跃迁到n＝m的能级？(2)请画出一群处于n＝m能级的氢原子可能的辐射跃迁图．单元评估检测(第十八章)1．解析：汤姆孙首先发觉了电子，提出了“枣糕”式原子模型，密立根测定了电子电荷量，A错误；α粒子散射试验说明白原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，B 正确；光电效应现象揭示了光的粒子性，C错误；氢原子的放射光谱是线状谱，只能发出特定频率的谱线，D错误．故选B.答案：B2．解析：通过卢瑟福α粒子散射试验判定的是原子具有核式结构，并不是判定原子由电子和带正电的物质组成，A错误；玻尔理论认为原子只能处在能量不连续的一系列状态，B 正确；氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，该过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，C错误；依据C2n可知，大量处于n＝4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出6种频率的光子，D错误．答案：B3．解析：为了说明α粒子散射试验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子的发觉说明原子具有困难的结构．答案：D4．解析：在光电效应试验中，只有入射光频率大于金属的极限频率，才能发生光电效应现象，A错误；饱和光电流取决于入射光强度，与入射光频率无关，B错误；氢原子由高能级跃迁到低能级时，库仑力做正功，电势能减小，C错误；汲取光子后能辐射3种频率的光子，说明基态氢原子跃迁到第3能级，之后向基态跃迁时产生的光子频率最高，波长最小，且与汲取的光子频率、波长均相等，D正确．答案：D5．解析：太阳发出的白光原来是连续光谱，但在穿过太阳表面温度比较低的太阳大气层时，被大气层内存在着的从太阳蒸发出来的多种元素的气体汲取，到达地球时形成汲取光谱，E ∞＝0.所以，要使处于n ＝2激发态的原子电离，电离能应为ΔE ＝E ∞－E 2＝3.4 eV ，ν＝ΔEh＝3.4×1.6×10－196.63×10－34Hz ＝8.21×1014Hz. (2)波长为200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量E 0＝hν＝6.63×10－34×3×108200×10－9 J ＝9.945×10－19J ， 电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19J ＝5.44×10－19J ，由能量守恒：E 0－ΔE ＝12m e v 2，代入数据解得：v ＝9.95×105m/s.答案：(1)8.21×1014Hz (2)9.95×105m/s14．解析：(1)氢原子从n ＝m 的能级跃迁到n ＝2的能级时，应满意：E m －E 2 ＝2.55 eV ，解得E m ＝－0.85 eV ， 结合题图可知m ＝4.基态氢原子要跃迁到n ＝4的能级，应供应的能量为： ΔE ＝E 4－E 1＝12.75 eV. (2)辐射跃迁图如图所示．答案：(1)12.75 eV (2)见解析。
2024_2025学年高中物理第十八章原子结构单元检测含解析新人教版选修3_5
单元素养检测(三)(第十八章)(90分钟100分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。
其中1～6题为单选，7～12题为多选)1.下列叙述中符合物理学史的有( )A.汤姆孙通过探讨阴极射线，发觉了电子和质子的存在B.卢瑟福通过对α粒子散射试验现象的分析，证明白原子是可以再分的C.巴耳末依据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D.玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说【解析】选C。
汤姆孙通过探讨阴极射线发觉了电子，A错误；卢瑟福通过对α粒子散射试验现象的分析，得出了原子的核式结构模型，B错误；巴耳末依据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式，C正确；玻尔的原子模型是在核式结构模型的基础上提出的几条假设，并没有否定核式结构学说，D错误。
【补偿训练】卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( )A.α粒子的散射试验B.对阴极射线的探讨C.光电效应试验D.氢原子光谱试验【解析】选A。
卢瑟福在α粒子散射试验的基础上提出了原子的核式结构模型。
汤姆孙通过对阴极射线的探讨，发觉了电子。
光电效应，揭示了光的粒子性。
氢原子光谱试验说明白能量量子化的观念，故A正确，B、C、D错误。
2.依据玻尔理论，关于氢原子的能量，下列说法中正确的是( )A.是一系列不连续的随意值B.是一系列不连续的特定值C.可以取随意值D.可以在某一范围内取随意值【解析】选B。
依据玻尔模型，氢原子的能量是量子化的，是一系列不连续的特定值，另外我们也可以从氢原子的能级图上，得出氢原子的能级是一系列的特定值，而不是随意取值的结论，故A、C、D错，B对。
3.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，则( )A.6种光子中有3种属于巴耳末系B.6种光子中频率最小的是n=2激发态跃迁到基态时产生的C.从n=2能级跃迁到基态所释放的光子频率大于从基态跃迁到n=2能级所汲取的光子频率D.使n=4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量【解析】选D。
高中物理第十八章原子结构单元质量评估选修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 －12＝4×4－12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N2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N2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 ＝EB ，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 ＝EB 2R．答案：EB 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＝hc 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高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
【全程方略】高中物理 第十八章 原子结构单元质量评估(含解析)新人教版选修3-5
单元质量评估（三）第十八章(90分钟100分)一、选择题(本大题共 10 小题，每小题 4分，共40分。
每小题至少一个选项符合题意)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2.20世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图是( )A.卢瑟福的α粒子散射实验装置B.卢瑟福发现质子的实验装置C.汤姆孙发现电子的实验装置D.查德威克发现中子的实验装置3.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。
如图所示的平面示意图中，①、②两条实线表示α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为虚线中的( )4.(2012·武汉高二检测)在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的是( )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5.氢原子的能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示。
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )A.红、蓝B.黄、绿C.红、紫D.蓝、紫6.(2012·济宁高二检测)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E1、E2表示氢原子对应n=1、n=2的能量，r1、r2表示氢原子核外电子对应n=1、n=2的轨道半径，则( )A.E2>E1，r2>r1B.E2>E1，r2<r1C.E2<E1，r2>r1D.E2<E1，r2<r17.可见光光子的能量在1.61 eV～3.10 eV范围内。
如图所示，氢原子从第4能级跃迁到低能级的过程中，根据氢原子能级图可判断( )A.从第4能级跃迁到第3能级将释放出紫外线B.从第4能级跃迁到第3能级放出的光子，比从第4能级直接跃迁到第2能级放出的光子频率更高C.从第4能级跃迁到第3能级放出的光子，比从第4能级直接跃迁到第1能级放出的光子波长更长D.氢原子从第4能级跃迁到第3能级时，原子要吸收一定频率的光子，原子的能量增加8.氢原子巴耳末系中最短波长是( )A.R/4B.4/RC.4R/3D.4/3R9.如图甲所示为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱。
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第十八章学业质量标准检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(湖北省孝感一中、应城一中等五校2018届高三上学期期末)下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是( D )A．原子中的电子在某一定态时，电子做加速运动，向外辐射能量B．原子中的电子运行轨道分布是连续的C．一群氢原子从n＝3能级向n＝1能级跃迁，最多能发出两种不同颜色的光子D．氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量增大解析：原子处于定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，故A错误；原子的能量是量子化的，所以原子中的电子运行轨道分布是不连续的，故B错误；一群氢原子从n＝3能级向n＝1能级跃迁，最多能发出3种不同颜色的光子，故C错误；氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量增大，故D正确。
2．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是( A )解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。
3．如图所示，实线表示金原子核电场的等势线，虚线表示α粒子在金核电场中散射时的运动轨迹。
设α粒子通过a、b、c三点时速度分别为v a、v b、v c，电势能分别为E a、E b、E c，则( D )A．v a>v b>v c，E b>E a>E c B．v b>v c>v a，E b>E a>E cC．v b>v a>v c，E b>E a>E c D．v b<v a<v c，E b>E a>E c解析：金原子核和α粒子都带正电，α粒子在接近金核过程中需不断克服库仑力做功，它的动能减小，速度减小，电势能增加；α粒子在远离金核过程中库仑力不断对它做功，它的动能增大，速度增大，电势能减小。
因此这三个位置的速度大小关系和电势能大小关系为v b<v a<v c，E b>E a>E c。
4．(江苏徐州市2015～2016学年高二下学期期末)如图所示为氢原子能级示意图的一部分，一群原来处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级的过程中( B )A．放出三种频率不同的光子B．放出六种频率不同的光子C．氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将减小D．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出的光子的波长最短解析：根据C24＝6知，氢原子可能辐射6种频率的光子，故A错误，B正确；核外电子从高轨道跃迁到低轨道运转动能增大，C错误；根据ΔE＝h cλ可知选项D错误。
5．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( C )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量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子解析：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α粒子质量的1/7300，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就象一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故答案为C。
6．如图(1)所示为氢原子的能级，图(2)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( B )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的能级时的辐射光解析：由图(2)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。
7．(浙江省湖州市2017～2018学年高二下学期期末)如图为氢原子能级图，用波长为λ1的a光照射一群处于基态的氢原子，发出3种频率的光；用波长为λ2的b光照射一群处于基态的氢原子，能发出6种频率的光。
则( CD )A．a光的波长λ1小于b光的波长λ2B．a光、b光同时照射一群基态氢原子能发出9种频率的光C．a光、b光同时照射一群基态氢原子发出的所有光中，波长最短的是λ2D．a光、b光同时照射一群基态氢原子发出的所有光中，光子能量差最大值为12.09eV 解析：用波长为λ1的a光照射一群处于基态的氢原子，发出3种频率的光，说明跃迁到了n＝3能级，即E3－E1＝hcλ1；同理用波长为λ2的b光照射一群处于基态的氢原子，能发出6种频率的光，说明跃迁到了n＝4能级，即E4－E1＝hcλ2；则a光的波长λ1大于b光的波长λ2，选项A错误；a光、b光同时照射一群基态氢原子同样只能发出6种频率的光，选项B错误；a光、b光同时照射一群基态氢原子发出的所有光中，频率最大的是从n＝4到n＝1，即波长最短的是λ2，选项C正确；a光、b光同时照射一群基态氢原子发出的所有光中，光子能量最大值为从n ＝4到基态的跃迁，对应的能量为(－0.85eV)－(－13.6eV)＝12.75eV；光子能量最小为n＝4到n＝3的跃迁，对应的能量为(－0.85eV)－(－1.51eV)＝0.66eV；光子能量差最大值为12.75eV －0.66eV＝12.09eV，选项D正确。
8．(南昌2015～2016学年高二下学期检测)如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是( AC )A．若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C．若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D．若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向上偏转解析：实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C正确，选项B的说法错误；加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要向下偏转，因而选项D错误；当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A的说法正确。
9．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于基态的氢原子受到光子能量为12.75eV的紫外线照射后而发光。
从这一群氢原子所发出的光中取一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的x束光，这x束光都照射到逸出功为4.8eV的金属板上(如图乙所示)，在金属板上有y处有光电子射出，则有( BC )A．x＝3 B．x＝6C．y＝3 D．y＝6解析：处于基态的氢原子吸收能量为12.75eV紫外线光子后跃迁到n＝4的激发态，这样氢原子将辐射出6种能量的光子，其中有3种光子的能量大于该金属板的逸出功(4.8eV)，所以x ＝6，y＝3，故选项B、C正确。
10．有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v0与它发生碰撞。
已知碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而使该原子由基态跃迁到激发态，然后此原子向低能级跃迁，并放出光子。
若氢原子碰撞后放出一个光子，已知氢原子的基态能量为E1(E1＜0)。
则速度v0可能为( CD )A．－E1mB．－2E1mC ．－3E 1mD ．－4E 1m解析：由动量守恒定律有mv 0＝2mv ，碰撞过程损失的动能为ΔE ＝12mv 20－12·2mv 2，由能级跃迁知识有ΔE 至少为由n ＝2的能级跃迁至基态时的能量变化，则ΔE ＝E 2－E 1＝－34E 1，联立解得v 0＝－3E 1m，故选项C 、D 正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共2小题，每小题7分，共14分。
把答案直接填在横线上)11．按照玻尔原子理论，氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，要__吸收__(选填“释放”或“吸收”)能量。
已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，电子的质量为m ，则基态氢原子的电离能为__－E 1__，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子后被电离，电离后电子的速度大小为__v ＝2hν＋E 1m__。
解析：氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，原子能量增大，则需要吸收能量。
氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，则发生电离，基态氢原子的电离能为－E 1。
根据能量守恒得：hν＋E 1＝12mv 2，解得电离后电子的速度大小为：v ＝2hν＋E 1m。
12．一群氢原子处于量子数n ＝4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射__6__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__2.55__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，__铯__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W/eV1.92.73.74.1解析：从n ＝4的能级跃迁，可能发射6种频率的光子；从n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级，发出的光子能量hν＝E 4－E 2＝2.55eV ，此值大于铯的逸出功，所以可使金属铯发生光电效应。
三、论述·计算题(共4小题，共46分。
解答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)13．(10分)电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。
他测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。
这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。
密立根实验的原理如图所示，A 、B 是两块平行放置的水平金属板。
A 板带正电，B 板带负电，从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A 、B 两板之间的电场中。
小油滴由于摩擦而带负电，调节A 、B 两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡。
已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105N/C ，油滴半径是1.64×10－4cm ，油的密度是0.851g/cm 3，求油滴所带的电荷量。
这个电荷量是电子电荷量的多少倍？(g 取9.8m/s 2)答案：8.02×10－195倍解析：小油滴质量，m ＝ρV ＝ρ·43πr 3① 由题意知，mg －Eq ＝0②由①②两式可得：q ＝ρ·4πr 3g 3E ＝0.851×103×4π×9.8× 1.64×10－633×1.92×105C≈8.02×10－19C小油滴所带电荷量q 是电子电荷量e 的倍数为 n ＝8.02×10－191.6×10－19≈5(倍)。