20172018学年高中物理第十八章原子结构章末过关检测新人教版选修35
人教版高中物理选修35第十八章《原子结构》单元检测题(解析版)
人教版高中物理选修35第十八章《原子结构》单元检测题（解析版）一、单项选择题1.依据玻尔实际，氢原子的电子由n＝1轨道跃迁到n＝2轨道，以下说法正确的选项是( )A．原子要吸收某一频率的光子B．原子要放出一系列频率不同的光子C．原子的能量添加，电子的动能添加D．原子的能量增加，电子的动能增加2.α粒子散射实验中，使α粒子散射的缘由是( )A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发作接触碰撞C．α粒子发作清楚衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用3.关于α粒子散射实验，以下说法正确的选项是( )A．该实验可以在空气环境中停止B．不用显微镜也可以在不同方向上观察到散射的α粒子C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上构成的D．荧光屏只要正对α粒子源收回射线的方向才有闪光4.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讨中有重要作用．如图为μ氢原子的能级表示图，假定光子能量为E的一束光照射容器中少量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，收回频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν和ν6的光子，且频率依次增大，那么E等于( )5A．h(ν3－v1) B．h(ν3＋ν1) C．hν3 D．hν45.如下图，1、2、3、4为玻尔实际中氢原子最低的四个能级．处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能收回假定干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是( )A．n＝4跃迁到n＝1时辐射的光子B．n＝4跃迁到n＝3时辐射的光子C．n＝2跃迁到n＝1时辐射的光子D．n＝3跃迁到n＝2时辐射的光子6.氢原子从能级M跃迁到能级N，吸收频率为ν1的光子，从能级M跃迁到能级P释放频率为ν2的光子．那么当它从能级N跃迁到能级P时将( )A．放出频率为|ν1－ν2|的光子B．吸收频率为|ν2－ν1|的光子C．放出频率为ν1＋ν2的光子D．吸收频率为ν1＋ν2的光子7.氢原子能级的表示图如下图，少量氢原子从n＝4的能级向n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，那么( ) A．可见光光子能量范围在1.62 eV到2.11 eV之间B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．a光的频率大于b光的频率D．氢原子在n＝2的能级可吸收恣意频率的光而发作电离8.关于光谱，以下说法正确的选项是( )A．一切光源收回的光谱都是延续谱B．一切光源收回的光谱都是线状谱C．稀薄气体收回的光谱是线状谱D．做光谱剖析时，应用延续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学成分9.氢原子的能级如下图．可见光的光子能量在1.62 eV～3.11 eV之间，由此可推出，氢原子( )A．从n＝2能级向n＝1能级跃迁时收回的光为可见光B．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时收回的光为可见光C．从高能级向n＝2能级跃迁时收回的光均为可见光D．从高能级向n＝3能级跃迁时收回的光均为可见光10.氢原子核外电子区分在n＝1、n＝2的轨道上运动时，以下相关物理量的关系正确的有( )A．电子运动的向心力F1<F2B．电子的轨道半径r1>r2C．电子运动的角速度ω1<ω2D．氢原子总能量E1<E211.卢瑟福应用α粒子轰击金箔的实验研讨原子结构，正确反映实验结果的表示图是( )A． B． C． D．12.白炽灯发光发生的光谱是( )A．延续光谱 B．明线光谱 C．原子光谱 D．吸收光谱二、多项选择题13. 卢瑟福原子核式结构实际的主要内容有( )A．原子的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷平均散布在整个原子中C．原子的全部正电荷和简直全部的质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕核旋转14. 在α粒子散射实验中，假设一个α粒子跟金箔中的电子相撞，那么( ) A．α粒子的动能和动量简直没有损失B．α粒子损失了局部的动能和动量C．α粒子不会发作清楚的偏转D．α粒子将发作较大角度的偏转15. 以下对玻尔原子实际的说法中，正确的选项是( )A．玻尔原子实际承袭了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假定B．玻尔原子实际对经典电磁实际中关于做减速运动的电荷要辐射电磁波的观念，提出了电子在能够轨道上运动时不辐射电磁波的假定C．玻尔原子实际用能量转化与守恒的观念树立了原子发光频率与原子能质变化之间的定量关系D．玻尔原子实际保管了较多的经典物理实际，圆满解释了原子光谱16. 要失掉钠元素的特证谱线，以下做法正确的选项是( )A．使固体钠在空气中熄灭B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C．使炽热固体收回的白光经过高温钠蒸气D．使炽热固体收回的白光经过高温钠蒸气17. 如图为氢原子在n＝1,2,3,4各个能级的能量，一群处于n＝4能级的氢原子，当它们回到n＝1能级的进程中，以下说法中确定的是( )A．能够收回3种不同频率的光B．能够收回6种不同频率的光C．能够收回的光子的最大能量为12.75 eVD．能够收回的光子的最小能量为0.85 eV三、计算题18.试计算氢原子光谱中巴耳末系的最长波和最短波的波长各是多少？(保管三位有效数字)19.氢原子的核外电子可以在半径为2.12×10－10m的轨道上运动，试求电子在这个轨道上运动时，电子的速度是多少？(m e＝9.1×10－31kg)20.将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激起态脱离原子核的约束而成为自在电子．(1)假定要使n＝2激起态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)假定用波长为200 nm的紫外线照射氢原子，那么电子飞到离核无量远处时的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子质量m e＝9.1×10－31kg)答案解析1.【答案】A【解析】氢原子从基态向激起态跃迁，氢原子将吸收光子，取得能量，A正确，B错误；氢原子的电子由n＝1轨道跃迁到n＝2轨道，氢原子将吸收光子，取得能量．同时由于电子的轨道半径变大，依据库仑力提供向心力，得：k＝m，所以粒子的动能：E k＝mv2＝k，即粒子的动能随r的增大而减小，C、D错误．2.【答案】D【解析】α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的，A错误；由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足以使α粒子发作大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的缘由是库仑斥力，B、C错误，D正确．3.【答案】C【解析】由于α粒子有很强的电离作用，其穿透才干很弱，所以该实验要在真空中停止，故A错；为观察α粒子穿过金箔后在各个方向上的散射状况，必需用带有荧光屏的显微镜来观察，直接用肉眼无法观察到，故B错；荧光屏上的闪光是α粒子打在荧光屏上惹起的，并且在各个方向上都能观察到闪光，故C正确，D错．4.【答案】C【解析】μ氢原子吸收光子后，能收回六种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级向低能级跃迁，那么吸收的光子的能量为ΔE＝E4－E2，E4－E2恰恰对应着频率为ν3的光子，故光子的能量为hν3.5.【答案】B【解析】由辐射光子的能量为ΔE＝Em－En＝－＝hν＝h，可知量子数n越大，能级越密，所以B正确．6.【答案】C【解析】氢原子从能级M跃迁到能级N吸收光子，那么N能级的能量大于M能级的能量，从能级M跃迁到能级P，释放光子，那么M能级的能量大于P能级的能量，可知N 与P能级间的能量为hν1＋hν2.那么由N能级跃迁到P能级放出光子，有hν＝hν1＋hν2，ν＝ν1＋ν2，C正确，A、B、D错误．7.【答案】C【解析】由能级跃迁公式ΔE＝Em－En得：ΔE1＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4 eV)＝2.55 eVΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV故A错；据ΔE＝＝hν知，C对；ΔE3＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，所以氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段，B错；氢原子在n＝2的能级时能量为－3.4 eV，所以只要吸收光子能量大于等于3.4 eV时才干电离，D错．8.【答案】C【解析】物体发光的发射光谱分为延续谱和线状谱，A、B错；做光谱剖析可运用吸收光谱也可以运用线状谱，D错．9.【答案】B【解析】从n＝2能级向n＝1能级跃迁时收回的光子能量为(13.6－3.4) eV＝10.2 eV，大于3.11 eV，不是可见光，A错误．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时收回的光子能量为(3.4－1.51) eV＝1.89 eV，介于 1.62 eV～3.11 eV之间，是可见光，B正确．从高能级向n＝2能级跃迁时收回的最大光子能量为3.4 eV，大于3.11 eV.知不全是可见光，C错误；从高能级向n＝3能级跃迁时收回的最大光子能量为1.51 eV.可知都不是可见光，D错误．10.【答案】D＝n2r1，量子数n＝1、n＝2对应的电子的轨道半径【解析】氢原子核外电子半径rnr<r2，B错误；电子运意向心力F＝k＝mω2r，解得：ω＝，所以F1>F2，1ω>ω2，A、C错误；能级En＝，由于第一能级为负值，所以量子数越大，氢原子能1级越高，D正确．11.【答案】D【解析】实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被前往，故A、B、C错误，D正确．12.【答案】A【解析】白炽灯发光是由于灯丝在炽热形状下收回的光，是延续谱．13.【答案】ACD【解析】14.【答案】AC【解析】α粒子的质量比电子的质量大得多，所以一个α粒子跟金箔中的电子相撞后，α粒子的动能和动量简直没有损失，α粒子不会发作清楚的偏转．A、C正确，B、D错误．15.【答案】ABC【解析】玻尔原子实际承袭了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假定，A正确；玻尔实际以为电子绕核旋转，不向外辐射能量，处于定态，B正确；能级间跃迁时辐射或吸收光子能量等于两能级间的能级差，C正确；玻尔原子实际保管了较多的经典物理实际，只能解释氢原子光谱现象，关于复杂的原子无法解释，D 错误．16.【答案】BC【解析】炽热固体收回的是延续谱，熄灭固体钠不能失掉特征谱线，A错误；稀薄气体发光发生线状谱，B正确；剧烈的白光经过高温钠蒸气时，某些波长的光被吸收发生钠的吸收光谱，C正确，D错误．17.【答案】BC【解析】依据玻尔实际当电子从高能级跃迁到低能级时要发光，由能级图可知可收回6种不同频率的光，B正确．从能级图中可看出当电子从n＝4能级跃迁到n＝1能级时放出光子的能量最大，由ΔE＝E4－E1，E4＝－0.85 eV，E1＝－13.6 eV，代入可得ΔE ＝12.75 eV，所以C正确．18.【答案】6.55×10－17m 3.64×10－7m【解析】依据巴耳末公式：＝R，n＝3,4,5，…可得λ＝，当n ＝3时，波长最长，其值为λ1＝＝＝m≈6.55×10－7m，当n＝∞时，波长最短，其值为λ2＝＝＝m≈3.64×10－7m.19.【答案】1.09×106m/s【解析】由k＝m e得v＝＝m/s≈1.09×106m/s20.【答案】(1)8.21×1014Hz (2)9.95×105m/s【解析】(1)n＝2时，E2＝＝－3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激起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激起态的氢原子电离，电离能为ΔE＝E∞－E2＝3.4 eVν＝≈8.21×1014Hz(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E＝＝9.945×10－19J电离能ΔE＝3.4×1.6×10－19J＝5.44×10－19J由能量守恒得m e v2＝E0－ΔE代入数值解得v≈9.95×105m/s。
2017年高中物理人教版选修3-5章末测评：第十八章原子结构测评A Word版含解析.pptx
道上电子的周期之比 T1∶T2＝
，线速度大小之比为
。
12．氢原子第
n
能级的能量为
En＝
E1 ，其中 n2
E1
为基态能量。当氢原子由第
4
能级跃
迁到第 2 能级时，发出光子的频率为 ν1；若氢原子由第 2 能级跃迁到基态，发出光
子的频率为
ν2，则
v 1
＝
。
v2
三、计算题(本题共 3 小题，13 题 10 分，14 题 12 分，15 题 12 分，共 34 分)
生线状光谱。 答案：B 8. 解析：氢原子从能级 4 向低能级跃迁的过程中，电场力做正功，系统的电势能减小，
电子动能增加，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。
答案：D
9．
解析：这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出C 24＝
学无止 境
正确，故正确选项为 A、C、D。
答案：ACD 6. 解析：只有光子能量大于金属逸出功时才能发生光电效应，从 n＝3 能级向 n＝2
能级跃迁时光子能量最小，选项 A、B 错误；因 E42>E32，故可能发生光电效应， 选项D 错误；E43<E32，不能发生光电效应，选项C 正确。
答案：C 7. 解析：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，从而产
5. 一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射了 ν1、ν2、ν3 三种频率的光子，
且 ν1>ν2>ν3， 则 ( ) A．被氢原子吸收的光子的能量为 hν1 B．被氢原子吸收的光子的能量为 hν2 C．ν1＝ν2＋ν3 D．hν1＝hν2＋hν3 6. 处于 n＝3 的激发态的大量氢原子向基态跃迁的过程中，只有一种光子不能使某金 属 W 产生光电效应，则下列说法正确的是( ) A. 不能使金属 W 产生光电效应的是从 n＝3 激发态跃迁到基态发出的光子 B. 不能使金属 W 产生光电效应的是从 n＝2 激发态跃迁到基态发出的光子
高中物理人教版选修3-5习题第18章原子结构第2节word版含解析
高中物理人教版选修3-5习题第18章原子结构第3节
word版含答案
1.请判断下列叙述是否正确：
A.原子核外的质子负电荷由电子构成。
B.原子核质子的负电荷由质子构成。
A.错误
B.正确
2.原子核由质子和中子组成，其中质子具有多少电荷？
质子具有正电荷1.602×10-19C.
3.核子数和质子数之比是什么？
核子数和质子数之比称为原子序数，一般比例为1：1
4.原子的质量数等于原子核的质子数加上什么？
原子的质量数等于原子核的质子数加上中子数。
5.阿伏加德罗常数是什么？
阿伏加德罗常数又称为电子基本电荷，表示电子电荷的定值，数值为1.602×10-19C。
6.原子核的半径大约等于原子的什么？
原子核的半径大约等于原子的10-3分之一
7.原子核由质子、中子和什么组成？
原子核由质子、中子和原子核粒子组成。
8.什么粒子携带正电荷？
质子携带正电荷。
9.比色法是用谁发现的？
比色法是由霍金斯发现的。
10.下列说法正确的是？
A.原子核由质子和中子构成
B.电子的基本电荷为1.602×10-19C。
人教版高中物理选修3-5 第十八章 原子结构 测试含答案
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十八章原子结构测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A． 2.4×10－19CB．－6.4×10－19CC．－1.6×10－18CD． 4.0×10－17C2.如图所示，氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n＝2到n＝1；(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<λ3B．λ1<λ3<λ2C．λ3<λ2<λ1D．λ3<λ1<λ23.氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62～3.11 eV.下列说法错误的是()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，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光4.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示，图中P、Q 两点为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨道相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法正确的是()A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域5.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hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν16.科学家用仪器观察星系发出的光，可以看到它的光谱，上世纪20年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移”．这一现象说明宇宙在膨胀，即别的星系与我们()A．逐渐靠近B．逐渐远离C．距离不变D．无法判断7.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子，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C．能使金属钠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 eV8.如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是()A．甲图中的电子束径迹是抛物线B．乙图中的电子束径迹是圆形C．甲图中的电子只受电场力作用D．乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力9.卢瑟福的α粒子散射实验第一次显示了()A．质子比电子重B．质子的全部正电荷都集中在原子核里C．α粒子是带正电的D．可以用人的方法产生放射性现象10.正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质－反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是()A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成11.人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．下列说法中正确的是()A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型12.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出()A．原子的核式结构模型B．原子核内有中子存在C．电子是原子核的组成部分D．原子核是由质子和中子组成的13.白炽灯发光产生的光谱是()A．连续光谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱14.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势面，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从A运动到B，再运动到C的过程中，下列说法中正确的是()A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大15.按照玻尔理论，关于处于基态的氢原子，下列说法正确的是()A．电子的电势能为－13.6 eVB．电子的电势能与动能之和为13.6 eVC．此能量状态下的氢原子较其它能量状态下更容易电离D．此能量状态下，电子绕核运动的速率最大第Ⅱ卷二、计算题(共2小题,每小题10分,共20分)16.已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m，电子质量me＝9.1×10－31kg，电荷量为1.6×10－19C，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各是多少？17.卢瑟福的实验证明，两个原子核之间的斥力，在它们之间距离小到10－14m时，还遵守库仑定律．试求两质子在相距10－14m时的加速度．已知质子的质量是1.67×10－27kg.三、填空题(共4小题,每小题5.0分,共20分)18.如图所示是对光电效应中产生的光电子进行比荷测定的原理图，两块平行金属板相距很近，板间距为d，放在真空中，其中N为锌板，受紫外线照射后将激发出沿不同方向的光电子，光电子打在M板上形成电流，引起微安表指针偏转，若调节变阻器R，逐渐增大两板间电压，可以使光电流逐渐减小到零，当电压表读数为U时，电流恰好为零．断开开关，在MN之间加一垂直纸面的磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使光电流逐渐减小到零，此时的磁感应强度为B，那么光电子的比荷为________．19.根据氢原子的玻尔模型，试比较核外电子在第1、3轨道上运动时，其轨道半径之比为________，电子绕核运动速率之比为________，运行周期之比为________．20.氢原子光谱中，有一条谱线在真空中的波长为656.3 nm，这条谱线的频率为________Hz.对应于这条谱线的光子能量为________J，合________eV.21.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．若在如图所示的阴极射线管中部加上竖直向上的匀强电场，阴极射线将向________(填“外”“里”“上”或“下”)偏转；若使阴极射线不偏转，可在匀强电场区域再加一大小合适、方向垂直纸面向________(填“外”或“里”)的匀强磁场．答案1.【答案】A【解析】任何带电体的电荷量都只能是元电荷的整数倍，元电荷为e＝1.6×10－19C，选项A中电荷量为元电荷的倍，B中电荷量为元电荷的4倍，C中电荷量为元电荷的10倍，D中电荷量为元电荷的250倍．也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍，所以只有选项A是不可能的．2.【答案】B【解析】从n＝2到n＝1能级释放的光子能量大于从n＝4到n＝2能级释放的光子能量，从n＝4到n＝2能级释放的光子能量大于从n＝5到n＝3能级释放的光子能量，所以ν2<ν3<ν1，根据λ＝得：λ1<λ3<λ23.【答案】D【解析】紫外线的频率比可见光的高，因此紫外线光子的能量应大于3.11 eV，而处于n＝3能级的氢原子其电离能仅为1.51 eV＜3.11 eV，所以处于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，A对．4.【答案】A【解析】因为α粒子与此原子核之间存在着斥力，如果原子核在②、③或④区，α粒子均应向①区偏折，所以不可能．5.【答案】D【解析】由跃迁假设及题意可知，hν1＝Em－En，hν2＝Ek－En，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；hν3＝Ek－Em，解三式得：hν3＝hν2－hν1，D项正确．6.【答案】B【解析】红移现象，就是远距离星球射向地球的光以红光为多，近距离的则以紫光为主，根据红移理论说明：这说明了星球在远离地球．7.【答案】D【解析】根据C＝3知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光，波长最长，A错误．氢原子辐射光子的过程中，能量减小，轨道半径减小，根据k ＝m知，电子动能增大，则电势能减小，B错误．只有从n＝3能级跃迁到n＝1能级，以及从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量大于逸出功，所以能使金属钠发生光电效应的光有两种，C错误．从n＝3能级跃迁到n＝1能级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 eV－1.51 eV＝12.09 eV，根据光电效应方程得，E km＝hν－W0＝12.09 eV－2.49 eV＝9.60 eV，D正确．8.【答案】B【解析】甲图中，电子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动．故A、C错误．乙图中的电子束在磁场中，受到洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，其径迹是圆形．故B正确．洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直．故D错误．9.【答案】B10.【答案】B11.【答案】B12.【答案】A【解析】卢瑟福精确统计了向各个方向散射的α粒子的数目，提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷与几乎全部质量都集中在原子核里；带负电的电子在核外的空间运动．由此可知，A正确．13.【答案】A【解析】白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出的光，是连续谱．14.【答案】C【解析】α粒子从A点经B点到达等势点C的过程中电场力先做负功，后做正功，α粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小，加速度先变大后变小，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零，故C项正确．15.【答案】D【解析】氢原子在基态时所具有的能量为－13.6 eV，将其电离是使电子跃迁到无穷远，根据玻尔理论所需的能量为13.6 eV的能量，此能量状态下的氢原子较其它能量状态下更难电离，所以A、B、C错误；根据牛顿第二定律，结合库仑力提供向心力，则有：半径越小时，动能越大，因此此能量状态下，电子绕核运动的速率最大，D正确．16.【答案】－1.51 eV 1.51 eV－3.02 eV【解析】氢原子能量可由氢原子能级公式En＝求出，而动能可由氢原子轨道半径公式以及向心力公式求出，氢原子的能量为电子的动能和电势能之和，氢原子的能量E3＝≈－1.51 eV电子在第三轨道时半径为r3＝32r1＝9r1①电子绕核做圆周运动向心力由库仑力提供，所以k＝m②由①②可得电子动能为E k3＝mv＝k≈1.51 eV由于E3＝E k3＋E p3，所以电子电势能为E p3＝E3－E k3＝－3.02 eV17.【答案】1.38×1027m/s2【解析】由a＝得，a＝k＝m/s2＝1.38×1027m/s218.【答案】【解析】当电压表的示数为U时，光电流恰好为零，可知，光电子的最大初动能为eU＝mv①断开开关，在MN之间加一垂直纸面的磁场，随B的增大，也能使光电流为零，最大初动能的光电子做圆周运动的直径为板间距d，则Bev0＝2m②由①②解得＝.19.【答案】1∶93∶11∶27【解析】根据玻尔氢原子模型的轨道量子化结论有，轨道半径rn＝n2r1，所以r1∶r3＝12∶32＝1∶9电子运行时的向心力由库仑力提供，所以有＝m.解得v n＝，即v n∝.所以v1∶v3＝∶＝3∶1.电子运行周期Tn＝所以T1∶T3＝∶＝1∶27.20.【答案】4.57×1014 3.03×10－19 1.89【解析】由ν＝得，ν＝Hz＝4.57×1014Hz光子能量E＝hν＝6.63×10－34×4.57×1014J＝3.03×10－19J≈1.89 eV21.【答案】下外【解析】阴极射线带负电，在竖直向上的匀强电场中受向下的静电力作用，将向下偏转；要使阴极射线不偏转，应使其再受一竖直向上的洛伦兹力与静电力平衡，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外．。
学年高中物理 第十八章 原子结构水平测试 新人教版选修
第十八章原子结构水平测试本试卷分第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。
第Ⅰ卷(选择题，共36分)一、选择题(本题共9小题，每题4分，共36分，其中1～6题为单项选择，7～9题为多项选择)1．关于阴极射线的性质，以下说法正确的选项是()A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B．阴极射线实质是电子流C．阴极射线在电磁场中的偏转表示阴极射线带正电D．阴极射线的比荷比氢原子核小答案B剖析阴极射线是原子受激发射出的电子流，故A、C错误，B正确；电子电荷量与氢原子核相同，但质量是氢原子核的11836，故阴极射线的比荷比氢原子核大，D错误。
2．在氢原子光谱中，可见光地域中有4条，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，则以下判断正确的选项是()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和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够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答案B剖析从n＝3、4、5、6能级向n＝2能级跃迁，其中从n＝6向n＝2能级跃迁，辐射的光子能量最大，频率最大，而红光的频率最小，故A错误；在四条谱线中，紫光的频率大于蓝光的频率，蓝光的频率大于红光的频率，因此两条紫色光谱线是氢原子从n＝6和n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的，因此B正确；由于从n＝6向n＝1能级跃迁产生的光子频率大于n＝6向n＝2能级跃迁产生的紫光的光子频率，因此从n＝6能级向n＝1能级跃迁时，能够产生紫外线，故C错误；由于从n＝6向n＝2能级跃迁产生的光子频率大于从n＝6向n＝3能级跃迁产生的光子频率，因此原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的光子不能够使某金属发生光电效应，则原子从n＝6能级向n＝3能级跃迁时辐射的光子也不能够使该金属发生光电效应，故D错误。
人教版本高中物理选修35第18章原子结构测试1
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作物理选修3-5《第18章原子构造》章节测试卷A（含答案）【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卷可在各题的相应地点直接作答。
第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(此题包含有的小题只有一个选项正确，得3分，有错选或不答的得12小题，每题5分，共60分．在每题给出的四个选项中，有的小题有多个选项正确．所有选对的得5分，选对但不全的0分)1．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，以下说法正确的() A．α粒子向来遇到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不停减小C．α粒子的电势能不停增大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说原子的以下问题时，和卢瑟福的核式构造学说看法不一样的是()．电子绕核运动的向心力，就是电子与核间的静电引力B．电子只好在一些不连续的轨道上运动C．电子在不一样轨道上运动的能量不一样D．电子在不一样轨道上运动时，静电引力不一样3．对于密立根“油滴实验”的科学意义，以下说法正确的选项是()．证明电子是原子的构成部分，是比原子更基本的物质单元B．提出了电荷散布的量子化看法C．证了然电子在原子核外绕核转动D．为电子质量的最后获取做出了突出贡献4．在焚烧的酒精灯芯上放上少量食盐，用摄谱仪获取的光谱应为()A．钠的发射光谱B．钠的汲取光谱C．钠的连续光谱D．钠的线状光谱5．(2008·东高考广)相关氢原子光谱的说法正确的选项是()．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次的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱线的频次与氢原子能级的能量差没关图16．(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．eV B．eVC．eV D．eV7．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1的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的n－1)()kB．kA.23kC.2D．2k8．在氢原子光谱中，可见光地区中有14条，此中有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可以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2－7 9．一个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为×10 m，已知氢原子的能级表示图如图2所示，普朗克常量h＝×10－34Js·，电子电荷量－19C，则e＝×10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)依据玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包含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，以下说法正确的选项是()．氢原子系统的电势能增添，电子的动能增添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种不一样波长的光D．氢原子可能辐射3种不一样波长的光11．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频次为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级汲取的光子频次为()4A.9ν3ν25ν27D.4ν图312．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的电子束照耀容器中大批处于n＝1能级的μ氢原子，μ氢原子汲取能量后，至多发出6种不一样频次的光，则对于E的取值正确的选项是()A．E＝eVB．E＞eVC．eV＜E＜eVD．只好等于eV第Ⅱ卷(非选择题，共40分)二、计算题(此题包含 4小题，共40分．解答题应写出必需的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不可以得分．有数值计算的题，答案中一定写出数值和单位)图413．(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＝×109N·m2/C2，h＝×10－34－19 J·s，e＝×10C)14．(9分)如图5所示为氢原子能级表示图，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向来线上相向运动，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m H之比为k)求：(1)碰前氢原子的动能；(2)如有一群氢原子处在n＝5的能级，会辐射出几种频次的光？此中频次最高的光子能量多大？图515．(11分)用α粒子和质子分别做散射实验，它们跟金原子核的近来距离分别为d1和d2.(1)假如α粒子和质子都由静止开始经同样的电压加快后做实验，则d1∶d2为多少？(2)假如α粒子和质子拥有同样的动量值，则1∶d2又为多少？(已知带电粒子在点电荷dq1q2电场中的电势能表达式为E p＝k r)16．(12分)美国科学家密立根经过油滴实验初次测得电子电量．油滴实验的原理如图6所示，两块水平搁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，因为摩擦而带电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，经过显微镜能够察看到它运动的状况．两金属板间的距离为d，忽视空气对油滴的浮力和阻力．(1)调理两金属板间的电势差U，当U＝U0时，使得某个质量为m1的油滴恰巧做匀速运动，求该油滴所带的电荷量．(2)若油滴进入电场时的初速度能够忽视，当两金属板间的电势差U＝U1时，察看到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加快运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量．图6答案2．选B选项A 、C 、D的内容卢瑟福的核式构造学说也有说起，而玻尔在他的基础上引入了量子学说，假定电子位于不连续的轨道上．3．选B D该实验第一次测定了电子的电荷量．由电子的比荷便可确立电子的质量，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，故提出了电荷散布的量子化看法，4．选 BA D正确．该光谱为钠蒸汽的发射光谱，也是钠原子的特点光谱，必定为线状光谱，A 、D 正确．5．选BC 原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，因为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，原子只好发出特定频次的光．综上所述，选项A 、D 错，B 、C 对．故氢6．选BCD 从n ＝3到n ＝2，－－(－3.4)＝(eV)，D 对．从n ＝3到n ＝1，－－(－13.6)＝(eV)，B 对．从n ＝2到n ＝1，－－(－13.6)(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kk3各为 2，而处于量子数为 2的2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2k.A8．选B 其能级跃迁图如下图，由图能够看犯错．n ＝5到n ＝2是其次最值，故也应为紫光，所以n ＝6到n ＝2的能量最大则应为紫光，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跃迁辐射的光子不可以使该金属发生光电效应，则其余的就更不可以使该金属发生光电效应，所以D 错．－m 的光子能量E ＝h c＝－34×3×108－9．选D 波长为×107 ×10 －7J ≈×10λ ×1018J ≈eV ，从图中给出的氢原子能级图能够看出，这条谱线是氢原子从n ＝2的能级跃迁到n ＝1的能级的过程中开释的，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，动能增添，A 、B 选项错误．因为只有一个氢原子，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，h ν＝E 3－E 2＝E 1－E 1＝－5E 1 ①9 436则从基态跃迁到 n ＝4的能级，汲取光子能量E 115h ν′＝E 4－E 1＝ 16－E 1＝－ 16E 1② 由①②得ν′＝274ν，选项D 正确．12．选C 因为μ氢原子汲取能量后至多发出 6种不一样频次的光，所以μ氢原子被激发到n ＝4的激发态，所以有eV ＜E ＜eV ，即C 选项正确．13.分析：(1)从4→2和从3-2跃迁发出的光子属于巴耳末线系，如下图．(2)原子由n=4的激发态跃迁到n=3的激发态发出光子的波长最长． h=E4-E3 λ==×10-6m答案：(1)看法析图×10-6m14．分析：(1)设v 和v H 分别表示粒子和氢原子的速率，由题意可知：mv －m H v H ＝012E H ＝m H v H ＝kE(2)辐射出光子的频次种数22N ＝C n ＝C 5＝10 频次最高的光子能量E ＝E 5－E 1＝－eV －(－13.6)eV ＝eV答案：(1)kE eV 15．分析：(1)α粒子或质子在向金原子核凑近时，动能向电势能转变，相距近来时，动能为0，电势能E ＝kq ·q ′pr则E ＝U ·q①k ααE kH ＝U ·q H ②E k α＝kq ·q α③d 1E kH ＝kq ·q H④d 2kq ·q α 由③④得 d 1 E k α ＝ q αE kH＝ kq ·q H· d 2 q H E k α E kHd 1 q αUq H 1将①②代入上式得： ＝ · ＝ d 2 q H Uq α 1 (2)当α粒子和质子拥有同样的动量值时，设为 p则E ＝p 2，E＝p 2k α2m αkH2m Hkq ·qαkq ·q H又E k α＝ d 1 ，E kH ＝ d 2p 21α2m Hαα8得 d＝ kq ·q×＝q ·md 22q H ·mH ＝.p kq ·q H 1 2m α答案：(1)1∶1 (2)8∶116．分析：(1)当U ＝U 0时，油滴恰巧做匀速直线运动，知足U 0＝0，即q ＝m 1gdm 1g －q d U 0 (2)当U ＝U 1时，质量为 m 2的油滴做匀加快运动，知足d ＝1at 2，2m 2g －q ′U 1＝m 2ad由此得q ′＝m 2d 2dm 2d 2．(g －2)＝2(gt －2d)U 1 t U 1tm 1gd m 2d 2答案： (1) U 0(2)U 1t 2(gt －2d)。
20162017学年高中物理第十八章原子结构新人教版选修35
第十八章原子结构2 原子的核式结构模型1．(多项选择)关于α粒子散射实验，以下说法正确的选项是( )A．该实验在真空环境中进行B．带有荧光屏的显微镜能够在水平面内的不同方向上移动C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光解析：关于D项，考虑到有少数的α粒子因为靠近金原子核，受到斥力而改变了运动方向，故D错误．答案：ABC2．卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，取得了重要发觉．关于α粒子散射实验的结果，以下说法正确的选项是( )A．说明了质子的存在B．说明了原子核是由质子和中子组成的C．说明了原子的全数正电荷和几乎全数质量都集中在一个很小的核里D．说明了正电荷在原子核内均匀散布解析：α粒子散射实验说明了在原子中心有一个核，它集中了原子全数的正电荷和几乎全数的质量，故应选C.答案：C3．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示用意是( )解析：α粒子轰击金箔后偏转，越靠近金原子核，偏转的角度越大，因此A、B、C错误，D正确．答案：D4．关于α粒子的散射实验说明有以下几种说法，其中错误的选项是( )A．从α粒子的散射实验数据，能够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，说明原子中有一个质量专门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，说明原子中正电荷是均匀散布的解析：从α粒子的散射实验数据，能够估算出原子核的大小，A项正确．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，说明原子中有一个质量专门大而体积很小的带正电的核存在，B项正确．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项正确．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，说明原子中是比较空旷的，D项错误．答案：D1．(多项选择)以下关于原子结构的说法正确的选项是( )A．电子的发觉说明了原子内部还有复杂结构B．α粒子散射实验揭露了原子的核式结构C．α粒子散射实验中绝大多数α粒子都发生了较大偏转D．α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致解析：电子的发觉，证明了原子内部有带正电的物质，说明原子内部还有复杂结构．α粒子的散射实验揭露了原子的核式结构．答案：AB2．(多项选择)α粒子散射实验结果说明( )A．原子中绝大部份是空的B．原子中全数正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全数都集中在原子核上解析：在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向大体不变，只有少数α粒子发生较大角度的偏转，这说明原子的全数正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上，那个核就叫原子核．原子核很小，只有少数α粒子在穿过金箔时接近原子核，受到较大库仑力而发生偏转；而绝大多数α粒子在穿过金箔时，离原子核很远，所受库仑斥力很小，故它们的运动方向大体不变．因此此题正确选项为A、B、D.答案：ABD3．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞阻碍，是因为( )A．α粒子与电子全然无彼此作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀散布的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彼此作使劲，那个作使劲是库仑引力，但由于电子质量很小，只有α粒子质量的七千三百分之一，碰撞时对α粒子的运动阻碍极小，几乎不改变运动方向，就像一颗子弹撞上一个尘埃一样，故正确选项是C.答案：C4．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作使劲是原子查对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力解析：金原子核和α粒子在距离很近时，产生较大的库仑力而使少数α粒子发生大角度偏转．答案：B5．以下图中，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，假设它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是( )解析：α粒子离金核越远其斥力越小，轨道弯曲程度就越小，应选项D正确．答案：D6．(多项选择)如下图为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核周围时的示用意，A、B、C三点别离位于两个等势面上，那么以下说法中正确的选项是( )A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度的大小相同D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小解析：依照α粒子的运动轨迹曲线，可判定α粒子受到的是斥力，由A到B库仑力做负功，速度减小，应选项A、B错误，D正确．由于A、C两点位于同一等势面上，因此α粒子在A、C处的速度大小相同，C项正确．答案：CD7．(多项选择)关于α粒子散射实验，以下说法正确的选项是( )A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B ．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原先方向前进，因此使α粒子发生大角度偏转的缘故是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C ．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的缘故是原子核很小，α粒子接近原子核的机遇很小D ．使α粒子发生大角度偏转的缘故是α粒子穿过原子时，原子内部双侧的正电荷对α粒子的斥力不相等解析：电子的质量很小，当和α粒子作历时，对α粒子运动的阻碍极为微小，A 正确．α粒子发生大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎全数的质量都集中在一个很小的区域内，因此B 、C 正确，D 错误．答案：ABC8．已知电子质量为×10－31 kg ，带电荷量为－×10－19 C ，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为×10－10 m 时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流．解析：依照库仑力提供电子绕核旋转的向心力可知 k e 2r 2＝m v 2r， v ＝e k rm ＝×10－19× 9×109×10－10××10－31 m/s ＝×106 m/s. 而v ＝2πfr ，即f ＝v2πr ＝错误! Hz ＝×1015 Hz ， E k ＝12mv 2＝12·ke 2r ＝12×9×109×（×10－19）2×10－10 J ＝×10－18 J. 设电子运动周期为T ，则T ＝1f ＝1×1015 s ＝×10－16 s ， 电子绕核的等效电流：I ＝q t ＝e T＝错误! A ＝×10－3 A. 答案：×106 m/s ×1015 Hz ×10－18 J × 10－3 A。
2018-2019学年高中物理 第十八章 原子结构课时检测区·能力达标新人教版选修3-5【共4套10页】
本套资源目录2018_2019学年高中物理第十八章原子结构18.1电子的发现课时检测区•能力达标新人教版选修3_52018_2019学年高中物理第十八章原子结构18.2原子的核式结构模型课时检测区•能力达标新人教版选修3_52018_2019学年高中物理第十八章原子结构18.3氢原子光谱课时检测区•能力达标新人教版选修3_52018_2019学年高中物理第十八章原子结构18.4玻尔的原子模型课时检测区•能力达标新人教版选修3_518.1 电子的发现课时检测区·能力达标1.借助阴极射线管,我们看到的是( )A.每个电子的运动轨迹B.所有电子整体的运动轨迹C.真实的电子D.错误的假象【解析】选B。
借助阴极射线管,我们看到的是电子束的运动轨迹,即所有电子整体的运动轨迹,选项B正确。
2.(多选)关于电子的发现,下列说法正确的是( )A.电子的发现,说明原子是由电子和原子核组成的B.电子的发现,说明原子具有一定的结构C.在电子被人类发现前,人们认为原子是组成物质的最小微粒D.电子带负电,使人们意识到原子内应该还有带正电的部分【解析】选B、C、D。
发现电子时,人们对原子的结构仍然不清楚,但人们意识到电子应该是原子的组成部分,故A错误,B正确;在电子被人类发现前,人们认为原子是组成物质的最小微粒,C正确;原子对外显电中性,而电子带负电,使人们意识到,原子中应该还有其他带正电的部分,D正确。
3.(多选)下列说法中正确的是( )A.汤姆孙精确地测出了电子电荷量e=1.60217733(49)×10-19CB.电子电荷量的精确值是密立根通过“油滴实验”测出的C.汤姆孙油滴实验更重要的发现是电荷量是量子化的,即任何电荷量只能是e的整数倍D.通过实验测得电子的比荷及其电荷量e的值,就可以确定电子的质量【解析】选B、D。
电子的电荷量是密立根通过“油滴实验”测出的,选项A、C错误,选项B正确。
人教版高中物理选修3-5第十八章 原子结构单元测试含答案
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5第十八章原子结构单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．该实验可以在空气环境中进行B．不用显微镜也可以在不同方向上观察到散射的α粒子C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的D．荧光屏只有正对α粒子源发出射线的方向才有闪光2.下列关于特征谱线的几种说法，正确的有()①线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线②线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线③线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线④同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的A．只有①B．只有③C．只有①④D．只有②④3.太阳光谱中有许多暗线，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4.阴极射线管中的高电压的作用()．A．使管内气体电离B．使管内产生阴极射线C．使管内障碍物的电势升高D．使电子加速5.关于玻尔建立的氢原子模型，下列说法正确的是()A．氢原子处于基态时，电子的轨道半径最大B．氢原子在不同能量态之间跃迁时可以吸收任意频率的光子C．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小D．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，系统的电势能减小6.根据玻尔理论，氢原子有一系列能级，以下说法正确的是()A．当氢原子处于第二能级且不发生跃迁时，会向外辐射光子B．电子绕核旋转的轨道半径可取任意值C．处于基态的氢原子可以吸收10 eV的光子D．大量氢原子处于n＝4能级向下跃迁时会出现6条谱线7.氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为()A．B．C．D．8.根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于()A．E－hB．E＋hC．E－hD．E＋h9.根据玻尔理论，关于氢原子的能量，下列说法中正确的是()A．是一系列不连续的任意值B．是一系列不连续的特定值C．可以取任意值D．可以在某一范围内取任意值10.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是()A．原子中心有一个很小的原子核B．原子核是由质子和中子组成的C．原子质量几乎全部集中在原子核内D．原子的正电荷全部集中在原子核内二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)关于阴极射线的性质，判断正确的是()A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子核比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子核比荷小12.(多选)有关原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱反映了原子结构特征B．氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C．太阳光谱是连续谱D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析13.(多选)如图甲是氢原子的能级图，对于一群处于n＝4的氢原子，下列说法中正确的是()A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁B．这群氢原子能够发出6种不同频率的光C．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eVD．从n＝4能级跃迁到n＝3能级发出的光的波长最长14.(多选)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种光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到基态时产生的B． 6种光子中有2种属于巴耳末系C．使n＝4能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D．若从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10m，能量E1＝－13.6 eV.电子的质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19C．求氢原子处于基态时：(静电力常量k＝9×109N·m/C2)(1)电子的动能；(2)原子的电势能．16.氢原子的能级图如图所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由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的最大初动能是多少？17.试计算氢原子光谱中巴耳末系的最长波和最短波的波长各是多少？(保留三位有效数字)18.氢原子第n能级的能量为En＝，其中E1是基态能量，而n＝1,2，….若一氢原子发射能量为－E1的光子后处于比基态能量高出－E1的激发态，则氢原子辐射光子前后分别处于第几能级？答案1.【答案】C【解析】由于α粒子有很强的电离作用，其穿透能力很弱，所以该实验要在真空中进行，故A错；为观察α粒子穿过金箔后在各个方向上的散射情况，必须用带有荧光屏的显微镜来观察，直接用肉眼无法观察到，故B错；荧光屏上的闪光是α粒子打在荧光屏上引起的，并且在各个方向上都能观察到闪光，故C正确，D错．2.【答案】C【解析】线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线．并且实验表明各种元素的吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的线状谱中的一条明线相对应．所以①④是正确的．正确选项应为C.3.【答案】C【解析】太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续光谱通过太阳表面大气层时某些光被吸收造成的，因此，太阳光谱中的暗线是由于太阳表面大气层中存在着相应的元素，故C正确，A，B，D 均错误．4.【答案】D【解析】在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，通过高电压对电子加速使电子获得能量，与玻璃发生撞击而产生荧光．故D正确．5.【答案】C【解析】根据电子轨道半径公式rn＝n2r1，可知，处于基态时，电子的轨道半径最小，故A错误；根据跃迁时，吸收光子的能量差公式ΔE＝Em－En，可知，跃迁时可以吸收特定频率的光子，故B错误；氢原子吸收能量后从低能级向较高能级跃迁，能级增大，总能量增大，根据＝m知，核外电子的动能减小，则电势能增大，电子绕核旋转的半径增大．故C正确，D错误．6.【答案】D【解析】氢原子处于第二能级且向基态发生跃迁时，才会向外辐射光子．故A错误．根据玻尔原子理论可知，电子绕核旋转的轨道半径是特定值．故B错误.10 eV的能量不等于基态与其他能级间的能级差，所以该光子能量不能被吸收．故C错误．根据C＝6知，大量处于n＝4能级的氢原子向下跃迁时能辐射出6种不同频率的光子，即出现6条谱线．故D正确．7.【答案】A【解析】由巴耳末公式＝R(－)，n＝3,4,5，…当n＝∞时，有最小波长λ1，＝R，当n＝3时，有最大波长λ2，＝R，得＝8.【答案】C【解析】释放的光子能量为hν＝，所以E′＝E－hν＝E－h.9.【答案】B10.【答案】B11.【答案】AC【解析】通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，其比荷比氢原子核的比荷大得多，故A、C正确．12.【答案】ABD【解析】原子光谱的特征间接地反映了原子的结构特征，不同元素的原子结构是不同的，产生的光谱也不相同，正因如此，我们可以利用光谱来鉴别物质的化学组成．故A、B、D正确．13.【答案】BD【解析】处于n＝4激发态的大量氢原子跃迁时，最多发出的光子种数为C，发出光子的能量越小，频率越低，波长越长．14.【答案】BC【解析】n＝4激发态跃迁到基态时产生光子的能量最大，根据E＝h知，波长最短，A错误；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，6种光子中从n＝4→2与n＝3→2的属于巴耳末系，即2种，B正确；n＝4能级的氢原子具有的能量为－0.85 eV，故要使其发生电离能量变为0，至少需要0.85 eV的能量，C正确；从n＝2能级跃迁到基态释放的光子能量为13.6 eV－3.4 eV＝10.2 eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量3.4 eV－1.51 eV＝1.89 eV＜10.2 eV，不一定能使该板发生光电效应，D错误．15.【答案】(1)13.6 eV(2)－27.2 eV【解析】(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，则k＝所以电子动能E k1＝mv＝＝eV≈13.6 eV(2)因为E1＝E k1＋E p1所以E p1＝E1－E k1＝－13.6 eV－13.6 eV＝－27.2 eV16.【答案】7.65 eV【解析】根据玻尔理论可知，氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出的光子能量为hν＝E4－E2①据题意知，该金属的逸出功为W0＝hν②氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，所辐射出的光子能量为hν′＝E2－E1③据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能E k满足E k＝hν′－W0④①②③④联立可得：E k＝2E2－E1－E4将E1＝－13.6 eV，E2＝－3.4 eV和E4＝－0.85 eV代入上式，可得E k＝7.65 eV.17.【答案】6.55×10－17m 3.64×10－7m【解析】根据巴耳末公式：＝R，n＝3,4,5，…可得λ＝，当n＝3时，波长最长，其值为λ1＝＝＝m≈6.55×10－7m，当n＝∞时，波长最短，其值为λ2＝＝＝m≈3.64×10－7m.18.【答案】氢原子辐射光子前后分别处于第4与第2能级【解析】设氢原子辐射光子前后分别处于第l与第m能级，则依题意有－＝－E1，－E1＝－E1，由以上两式可以解得m＝2，l＝4.。
人教版高中物理选修3-5第18章原子结构单元测验题2.docx
高中物理学习材料第十八章 原子结构单元测试题一、选择题1．卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有 （ AD ）wA ．解释α粒子散射现象B ．用α粒子散射数据估算原子核的大小C ．结合经典电磁理论解释原子的稳定性D ．结合经典电磁理论解释氢光谱2．如图所示为氢原子能级图，A 、B 、C 分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，以下叙述正确的是 ( ＡＢ )Ａ、频率最大的是Ｂ Ｂ、波长最长的是ＣＣ、频率最大的是Ａ Ｄ、波长最长的是Ｂ3、图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E . 处在n =4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为 2.22eV. 在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（ C ）A ．二种B ．三种C ．四种D ．五种4、卢瑟福α粒子散射实验的结果 （ C ） （α粒子散射实验，核式结构） 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 说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动5、氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1λ=0.6328µm ，2λ=3.39µm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ∆=1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。
用2E ∆表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则2E ∆的近似值为（ D ）A ．10.50eVB ．0.98eVC ．0.53eVD ．0.36eV6、氢原子的部分能级如图所示。
已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间。
由此可推知, 氢原子（ D ） n E /eV 1 -13.63 -1.512 -3.45 -0.58 4 -0.85A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短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7．一群处于基态的氢原子受某种单色光照射时，只能发射甲、乙、丙三种单色光，其中甲光的波长最短，丙光的波长最长，则甲、丙这两种单色光的光子能量之比E甲:E丙等于（C ）A. 3:2B.6:1C.32:5D.9:48．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（D ）A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大9．紫外线照射一些物质时，会发生萤光效应，即物质发出可见光。
人教版高中物理选修3-5第十八章原子结构单元检测含答案解析
人教版高中物理选修3-5第十八章原子结构单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．根据玻尔理论，氢原子有一系列能级，以下说法正确的是（）A．当氢原子处于第二能级且不发生跃迁时，会向外辐射光子B．电子绕核旋转的轨道半径可取任意值C．处于基态的氢原子可以吸收10eV的光子D．大量氢原子处于第四能级向下跃迁时会出现6条谱线2．卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析，提出（）A．原子的核式结构模型．B．原子核内有中子存在．C．电子是原子的组成部分．D．原子核是由质子和中子组成的．3．关于光谱分析，下列说法中不正确的是（）A．进行光谱分析时，既可以利用连续光谱，也可以利用线状光谱B．进行光谱分析时，必须利用线状光谱或吸收光谱C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分D．利用光谱分析不可以深入了解原子的内部结构4．目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的．u夸克带的电荷量为e,d夸克带的电荷量为e,e为元电荷,下列论断中可能正确的是（）A．质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成5．下列观点不属于原子核式结构理论的有（）A．原子的正电荷均匀分布在整个原子中B．原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转6．汤姆生发现了电子并由此提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，他发现电子的实验基础是（）A．α粒子散射实验B．阴极射线实验C．α粒子轰击铍核实验D．α粒子轰击氮核实验7．下列说法中正确的是（）A．炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应C．气体发出的光只能产生明线光谱D．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸气形成的是甲物质的吸收光谱8．一群氢原子处于量子数n=3的能级，当这些氢原子向低能级跃迁时，发出的光的频率有三个值：γ1，γ2，γ3，且γ1>γ2>γ3 ,则n=3能级和n=1能级的能量差为：A．hγ1B．h(γ2－γ3) C．h(γ1+γ2+γ3) D．h (γ1—γ3)9．按照玻尔理论，关于处于基态的氢原子，下列说法正确的是（）A．电子的电势能为－13.6eVB．电子的电势能与动能之和为13.6eVC．此能量状态下的氢原子较其它能量状态下更容易电离D．此能量状态下，电子绕核运动的速率最大10．下列有关原子核式结构理论不正确的是( )A．原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转二、多选题11．以下说法正确的是A．普朗克在研究黑体辐射问题的过程中提出了能量子假说B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构12．下列说法正确的是（）A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．光电效应和康普顿效应的实验都表明光具有粒子性D．重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少13．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，下列说法中正确的是（）A．从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eVD．从n=3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最大初动能14．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是()A．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光B．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8.75eVC．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D．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离15．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是（）A．用10.2 eV的光子照射B．用11 eV的光子照射C．用14 eV的光子照射D．用11 eV的电子碰撞三、填空题16．如图甲为氢原子的能级图，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2.75 eV的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为____V．17．卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应方程为________．查德威克用α粒子轰击铍核，打出了一种粒子流，其核反应方程为________．18．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．四、解答题19．物质的光谱按其产生方式不同可分为发射光谱和吸收光谱两大类，发射光谱又包含有两种光谱连续光谱和明线光谱．炽热的钢水发光产生的属于什么光谱？霓虹灯发光光谱属于什么光谱？太阳光形成的光谱属于光谱？20．在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转．此模型称原子的有核模型．最先提出原子有核模型的科学家是谁？他所根据的实验是什么？21．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？22．氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，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？(3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？参考答案1．D【分析】能级差是不连续的，吸收或辐射的光子能量等于两能级的能级差，所以光子能量不连续．轨道半径越小，原子能量越小．【详解】A．氢原子处于第二能级且向基态，发生跃迁时，才会向外辐射光子．故A错误．B．根据玻尔原子理论可知，电子绕核旋转的轨道半径是不连续的特定值．故B错误．C．10eV的能量不等于基态与其它能级间的能级差，所以该光子能量不能被吸收而发生跃迁．故C错误．D．根据2C=6知，大量处于n=4能级的氢原子跃迁时能辐射出6种不同频率的光子．故D 4正确．故选D．【点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，光子只有等于两能级差的能量才能被氢原子吸收．2．A【详解】卢瑟福的α粒子散射实验中，用α粒子轰击金箔，发现α粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于90°．而汤姆孙的“枣糕模型”是不能解释α粒子发生大角度偏转的，也就是说“枣糕模型”是不正确的，卢瑟福通过分析认为：若要使α粒子发生大角度偏转，占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，这样才能使α粒子受到足够大的斥力，发生大角度的偏转．所以1911年，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
高中物理 第十八章 原子结构过关检测 新人教版选修35
第十八章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48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.在卢瑟福进行的α粒子散射实验中,少数α粒子发生大角度偏转的原因是( )A.正电荷在原子中是均匀分布的B.原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上C.原子中存在带负电的电子D.原子核中有中子存在答案:B解析:α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型,卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域,才有可能出现α粒子的大角度散射,选项B正确。
2.如图所示,+Q表示金原子核,α粒子射向金核时被散射,其偏转轨道可能是图中的( )A.bB.cC.dD.e答案:B解析:α粒子的入射方向沿直线b,受金原子核的斥力作用,粒子不可能沿b、e、d运动,c轨道才符合排斥力的作用,轨道偏向力的方向,B选项对。
3.氢原子的基态能量为E1,如图所示,四个能级图能正确代表氢原子能级的是( )答案:C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=E1,故C正确。
4.利用氢气光谱管发光,可以产生氢的线状谱,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答案:B解析: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,从而产生线状谱。
5.关于太阳光谱,下列说法正确的是( )A.太阳光谱是吸收光谱B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素答案:AB解析:太阳是高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,因此,选项A、B正确。
2018_2019高中物理第十八章原子结构水平测试课件新人教版选修3_5
4. 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 ＝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
A．可见光 a、b 光子能量分别为 1.62 eV、2.11 eV B． 氢原子从 n＝4 的能级向 n＝3 的能级跃迁时会辐射 出紫外线 C．可见光 a 的频率大于可见光 b 的频率 D．氢原子在 n＝2 的能级可吸收任意频率的光而发生 电离
解析
由能级跃迁公式 ΔE＝Em－En 得：
ΔEa＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4 eV)＝2.55 eV ΔEb＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV hc 据 ΔE＝ λ ＝hν 知 A 错误，C 正确；ΔEc＝E4－E3＝－ 0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV， 所以氢原子从 n＝4 的能级 向 n＝3 的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段， B 错误；氢原子在 n＝2 的能级时能量为－3.4 eV，所以只 有吸收光子能量大于等于 3.4 eV 时才能电离，D 错误。
7．下列描述，属于经典电磁理论的是( A．核外电子的运行轨道是连续的
)
B．电子辐射的电磁波的频率等于电子绕核运动的频率 C．电子是不稳定的，最终要栽到原子核上 D．原子光谱是线状谱
解析
D 项原子光谱属于玻尔理论，A、B、C 属于经
典电磁理论。
高中物理 第18章 原子结构综合检测 新人教版选修35(1)
第十八章原子结构(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分．每小题至少有一个选项是正确的．)1．玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( )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．电子从一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道相对应，是经典理论与量子化概念的结合．电子跃迁辐射的能量为hν＝E m－E n与电子绕核做的圆周运动无关，故D错．【答案】ABC2．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】阴极射线是原子受激发射出的电子流，故A、C错，B对；电子带电量与氢原子相同，但质量是氢原子的11 836，故阴极射线的比荷比氢原子大，D错．【答案】 B3．关于特征谱线的说法正确的是( )①明线光谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线②明线光谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线③明线光谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线④同一元素的明线光谱的明线与吸收光谱的暗线是相对应的A．只有①B．只有③C．只有①④D．只有②④【解析】由于原子发光只发出特定频率的光，光谱为线状谱；而当白光通过这种物质时，同样也只吸收相应频率的光而形成暗线，由此可知①、④正确，选C.【答案】 C4．按照玻尔理论，一个氢原子的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，r a＞r b，此过程中( )A ．原子要辐射一系列频率的光子B ．原子要吸收一系列频率的光子C ．原子要辐射某一频率的光子D ．原子要吸收某一频率的光子【解析】 从某一轨道直接跃迁到另一轨道，只能辐射或吸收一特定频率的光子；再根据r a ＞r b ，从较远轨道向较近轨道跃迁，即从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故C 正确．【答案】 C5．(2013·德州检测)氢原子的核外电子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是( )A ．λ1＋λ2B ．λ1－λ2 C.λ1λ2λ1＋λ2 D ．λ1λ2λ1－λ2【解析】 原子可以辐射三种频率的光，根据题中条件可以得出，可能是hc λ1＋hc λ2＝hc λ3，也可能是hc λ2＝hc λ1＋hc λ3.由hc λ1＋hc λ2＝hc λ3得λ3＝λ1λ2λ1＋λ2，由hc λ2＝hc λ1＋hc λ3得λ3＝λ1λ2λ1－λ2，所以C 、D 正确．【答案】 CD6．已知金属钙的逸出功为2.7 eV ，氢原子的能级图如图1所示，一群氢原子处于量子数n ＝4能级状态，则( )图1A ．氢原子可能辐射6种频率的光子B ．氢原子可能辐射5种频率的光子C ．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D ．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应【解析】 由N ＝n n －12知，氢原子可能放出6种频率的光子，选项A 正确，B 错；原子由n ＝4向低能级跃迁放出的6种频率的光子中，由hν＝E m －E n ，知有3种频率的光子的能量大于金属钙的逸出功2.7 eV ，所以选项C 正确，D 错．【答案】 AC7．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是( )A ．用10.2 eV 的光子照射B ．用11 eV 的光子照射C ．用14 eV 的光子照射D ．用11 eV 的电子碰撞【解析】 由氢原子能级结构可算出，10.2 eV 刚好为氢原子n ＝1和n ＝2的两能级之差，而11 eV 则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因而氢原子不能吸收11 eV 的光子．对于14 eV 的光子，其能量大于氢原子的电离能(13.6 eV)，足以使氢原子电离，使电子脱离核的束缚而成为自由电子，因而不受氢原子能级间跃迁条件的限制．用电子去碰撞原子时，入射电子的动能可以部分或全部被氢原子吸收，所以只要入射电子动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可以使氢原子激发．【答案】 ACD二、非选择题(本题共5小题，共58分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)8．(10分)(1)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小________(选填“增大”“减小”或“不变”)，原因是________．(2)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为－3.40 eV 和－1.51 eV ，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．【解析】 (2)氢原子放出的光子能量E ＝E 2－E 1，代入数据得E ＝1.89 eV金属钠的逸出功W 0＝hνc ，代入数据得W 0＝2.3 eV因为E <W 0，所以不能发生光电效应．【答案】 (1)减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)(2)不能9．(10分)当氢原子从n ＝2的能级跃迁到n ＝1的能级时，计算所辐射的光子能量，频率和波长．【解析】 辐射光子的能量等于两个能级的能量差，结合公式E ＝hν进行计算．解：根据E n ＝－13.6n 2eV ，E 2＝－13.6×122 eV ＝－3.4 eV ，E 1＝－13.6×112 eV ＝－13.6 eV, 辐射光子的能量为ΔE ＝E 2－E 1＝－3.4 eV －(－13.6)eV ＝10.2 eV.光子的频率为ν＝ΔE h ＝10.2×1.6×10－196.63×10－34 Hz≈2.46×1015 Hz ，光子的波长为λ＝c ν＝3.0×1082.46×1015 m≈1.22×10－7m 【答案】 10.2 eV 2.46×1015Hz 1.22×10－7 m10．(12分)(2012·江阴高二检测)氢原子处于基态时，原子的能量为E 1＝－13.6 eV ，问：(1)氢原子在n ＝4的定态时，可放出几种光子？(2)若要使处于基态的氢原子电离，要用多大频率的电磁波照射此原子？【解析】 如图所示，原子处于n ＝1的定态，这时原子对应的能量最低，这一定态是基态，其他的定态均是激发态，原子处于激发态时，不稳定，会自动地向基态跃迁，而跃迁的方式又多种多样．要使处于基态的氢原子电离，就是要使氢原子第一条轨道上的电子获得能量脱离原子核的引力束缚．由图可知可以放出6种光子．(2)由hν≥E ∞－E 1＝13.6 eV ＝2.176×10－18J得ν≥E ∞－E 1h ＝2.176×10－186.63×10－34 Hz ＝3.28×1015 Hz. 【答案】 (1)6种 (2)3.28×1015Hz11．(12分)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 ＝1.10×107m －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？【解析】 (1)帕邢系公式1λ＝R (132－1n2)，当n ＝6时，得λ＝1.09×10－6m. (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，传播频率ν＝v λ＝c λ＝3×1081.09×10－6Hz ＝2.75×1014Hz.【答案】 (1)1.09×10－6m (2)3×108m/s 2.75×1014Hz图212．(14分)如图2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 x 与氢原子的质量m H 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量多大？【解析】 (1)设v 和v H 分别表示碰前粒子和氢原子的速率，由题意可知，m x v －m H v H ＝0，E ＝12m x v 2，m x ＝km H ，由以上几式可得E H ＝12m H v 2H ＝kE . (2)会辐射出10种不同频率的光ΔE ＝E 5－E 1＝－0.54 eV －(－13.60) eV＝13.06 eV.【答案】 (1)kE (2)10种 13.06 eV。
2017-2018学年高中物理 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(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．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：阴极射线是原子受激发射出的电子流，故A 、C 错，B 对；电子带电量与氢原子相同，但质量是氢原子的11 836，故阴极射线的比荷比氢原子大，D 错． 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＝h ν1)，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ΔE2＝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＝hc ΔE ，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．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近的示意图，A 、B 、C 分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )A ．α粒子在A 处的速度比在B 处的速度小B ．α粒子在B 处的动能最大，电势能最小C ．α粒子在A 、C 两处速度大小相等D ．α粒子在B 处的速度比在C 处的速度要小解析：α粒子由A 经B 运动到C ，由于受到库仑斥力的作用，α粒子先减速后加速，所以A 项错误，D 项正确；库仑斥力对α粒子先做负功后做正功，使动能先减小后增大，电势能先增大后减小，B 项错误；A 、C 处于同一个等势面上，从A 到C 库仑力不做功，速度大小不变，C 项正确．答案：CD13．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h ν＝E m －E ，得E m1＝h ν＋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：AB14.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 ＝hcE 2－E 1，取倒数后得到1λb ＝1λa ＋1λc ，B 正确． 答案：BD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)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 ＝6.63×10－34 J ·s ，求：(1)该光子的能量为多少eV ？频率为多少Hz?(2)该光子的动量大小为多少？解析：(1)根据玻尔的跃迁假说，得E ＝E 4－E 1＝12.75 eV ，由E ＝h ν，得ν＝E h ＝12.75×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝3.1×1015 Hz. (2)p ＝mc ＝mc 2c ＝E c ＝12.75×1.6×10－193×108 kg ·m/s ＝6.8×10－27 kg ·m/s. 答案：(1)12.75 eV 3.1×1015 Hz(2)6.8×10－27 kg ·m/s16.(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2.55eV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－E2＝2.55 eV，得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，应提供的能量为：ΔE＝E4－E1＝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v0，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)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 ，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？(3)若有大量的氢原子处于n ＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中波长最长的是多少？解析：(1)根据玻尔理论，得E 3－E 1＝h c λ， λ＝hc E 3－E 1＝ 6.63×10－34×3×108（－1.51＋13.6）×1.6×10－19m ＝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h ν≥0－E 1， 解得ν≥E 1h ＝－（－13.6）×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝3.28×1015 Hz. (3)当大量氢原子处于n ＝3能级时，可释放出的光子频率种类为N ＝n （n －1）2＝3(种) 由于E 2＝E 122＝－13.6 eV 4＝－3.4 eV 氢原子由n ＝3向n ＝2跃迁时放出的光子波长最长，设为λ′，由h cλ′＝E3－E2所以λ′＝hcE3－E2＝6.63×10－34×3×108（3.4－1.51）×1.6×10－19m＝6.58×10－7 m.答案：(1)1.03×10－7 m (2)3.28×1015 Hz (3)3种 6.58×10－7 m。
2017-2018学年高中物理 第十八章 原子结构章末过关检测 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、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．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：选C.卢瑟福由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，故C正确．2．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是( )A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性D．卢瑟福依据α粒子散射实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粒子散射实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；卢瑟福并不是认识到“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粒子散射实验后，由实验现象而提出了“核式结构”理论，C错误，D正确．3．(2016·南京高二检测)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．(2016·天津七校联考)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：选B.氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，选项A、C、D错误．5．如图所示是某原子的能级图，a、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( )解析：选C.根据ΔE ＝h ν，ν＝c λ，可知λ＝c ν＝hcΔE ，能级差越大，波长越小，所以a 的波长最小，b 的波长最大，答案选C.6．氢原子中核外电子从第2能级跃迁到基态时，辐射的光照射到某金属上时能产生光电效应．那么，处于第3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出各种频率的光可能使此金属发生光电效应的至少有( )A ．1种B ．2种C ．3种D ．4种解析：选B.发生光电效应的条件是照射光的频率要大于该金属的极限频率．氢原子由第3能级向低能级跃迁的可能情形为3→1，3→2，2→1，共3种．其中3→1发出的光子频率大于2→1发出的光子频率，3→2发出的光子频率小于2→1发出的光子频率，已知2→1发出的光子能发生光电效应，则3→1发出的光子一定能使该金属发生光电效应，而3→2发出的光子无法判定是否能发生光电效应．因此辐射出的3种频率的光能使此金属发生光电效应的至少有2种．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解析：选BD.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．8．根据光谱的特征谱线，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，吸收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，吸收光谱中的暗线是特征谱线C ．线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线是特征谱线D ．同一元素的线状谱的明线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的解析：选CD.根据光谱理论知，明线光谱与吸收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吸收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 ．原子的能量减少，电子的动能增加C ．氢原子要吸收一定频率的光子D ．氢原子要放出一定频率的光子解析：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 22r知电子的动能变大，由E n ＝－13.6n 2 eV 知n 减小时原子能量减少，B 对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定频率的光子，C 错，D 对．10．用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线．调高电子能量再次进行观测，发现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．根据氢原子的能级图(如图所示)可以判断，Δn 和E 的可能值为( )A ．Δn ＝1，13.22 eV<E <13.32 eVB ．Δn ＝2，13.22 eV<E <13.32 eVC ．Δn ＝1，12.75 eV<E <13.06 eVD ．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)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，至少要吸收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 122＝－3.4 eV E ＝E ∞－E 2＝3.4 eV.(2)N ＝C 24＝4×32＝6种 E 4＝E 142＝－0.85 eV E 3＝E 132＝－1.51 eVE 4－E 3＝h νmin νmin ＝1.6×1014 Hz.答案：(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014 Hz12．(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射该氢原子？(2)若用波长为200 nm 的紫外线照射氢原子，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＝－13.622 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 eVν＝ΔE h ＝3.4×1.6×10－196.63×10－34 Hz ≈8.21×1014 Hz.(2)波长为200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量E 0＝h ·ν0＝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：h ν0－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。
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第十八章原子结构
(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．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：选C.卢瑟福由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，故C正确．
2．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是( )
A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的
B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论
C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性
D．卢瑟福依据α粒子散射实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粒子散射实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；卢瑟福并不是认识到“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粒子散射实验后，由实验现象而提出了“核式结构”理论，C错误，D正确．
3．(2016·南京高二检测)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．(2016·天津七校联考)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：选B.氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确，选项A、C、D错误．
5．如图所示是某原子的能级图，a、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( )
解析：选C.根据ΔE＝hν，ν＝c
λ，可知λ＝
c
ν
＝
hc
ΔE
，能级差越大，波长越小，所以
a的波长最小，b的波长最大，答案选C.
6．氢原子中核外电子从第2能级跃迁到基态时，辐射的光照射到某金属上时能产生光电效应．那么，处于第3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出各种频率的光可能使此金属发生光电效应的至少有( )
A．1种B．2种
C．3种D．4种
解析：选B.发生光电效应的条件是照射光的频率要大于该金属的极限频率．氢原子由第3能级向低能级跃迁的可能情形为3→1，3→2，2→1，共3种．其中3→1发出的光子频率大于2→1发出的光子频率，3→2发出的光子频率小于2→1发出的光子频率，已知2→1发出的光子能发生光电效应，则3→1发出的光子一定能使该金属发生光电效应，而3→2发出的光子无法判定是否能发生光电效应．因此辐射出的3种频率的光能使此金属发生光电效应的至少有2种．
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
解析：选BD.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．
8．根据光谱的特征谱线，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，吸收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，吸收光谱中的暗线是特征谱线
C ．线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线是特征谱线
D ．同一元素的线状谱的明线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的
解析：选CD.根据光谱理论知，明线光谱与吸收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吸收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 ．原子的能量减少，电子的动能增加
C ．氢原子要吸收一定频率的光子
D ．氢原子要放出一定频率的光子
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 22r
知电子的动能变大，由E n ＝－错误! eV 知n 减小时原子能量减少，B 对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定频率的光子，C 错，D 对．
10．用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线．调高电子能量再次进行观测，发现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．根据氢原子的能级图(如图所示)可以判断，Δn 和E 的可能值为( )
A ．Δn ＝1， eV<E < eV
B ．Δn ＝2， eV<E < eV
C ．Δn ＝1， eV<E < eV
D ．Δn ＝2， eV<
E < 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＝－ eV ，E 4＝－ eV ，E 5＝－ eV ，ΔE 14＝ eV ，ΔE 15＝ eV ，则 eV<E < 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＝－ eV ，ΔE 17＝ eV ，E 6＝－ eV ，ΔE 16＝－ eV ，则 eV<E < 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)
11．(20分)氢原子处于基态时，原子能量E 1＝－ eV ，普朗克常量取h ＝×10
－34 J ·s. (1)处于n ＝2激发态的氢原子，至少要吸收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
22＝－ eV E ＝E ∞－E 2＝ eV.
(2)N ＝C 24＝4×32
＝6种 E 4＝E 14
2＝－ eV E 3＝E 132＝－ eV
E 4－E 3＝hνmin
νmin ＝×1014 Hz.
答案：(1) eV (2)6种 ×1014 Hz12．(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射该氢原子？
(2)若用波长为200 nm 的紫外线照射氢原子，求氢原子电离后电子的速度多大？(电子电荷量e ＝×10－19 C ，电子质量m e ＝×10－30 kg)
解析：(1)n ＝2时，E 2＝－2
2 eV ＝－ 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＝ eV
ν＝ΔE h
＝错误! Hz ≈×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＝×10－34×3×108
200×10－9 J
＝×10－19 J
电离能ΔE ＝××10
－19 J ＝×10－19 J 由能量守恒：hν0－ΔE ＝12
mv 2 代入数值解得：v ＝×105
m/s.
答案：(1)×1014 Hz (2)×105 m/s。