高中物理-原子结构+练习
高中物理-原子的核式结构模型练习
高中物理-原子的核式结构模型练习A组1.卢瑟福的α粒子散射实验的结果()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.说明原子核的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上D.说明原子中存在电子解析:卢瑟福的α粒子散射实验说明只有少数α粒子受到很强的斥力,即原子内部大部分是空旷的,说明原子核的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上。
答案:C2.在α粒子散射实验中,使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的()A.万有引力B.库仑力C.磁场力D.弹力解析:电荷之间是库仑力作用,万有引力很弱,可不计。
答案:B3.卢瑟福预想到原子核内除质子外,还有中子的事实依据是()A.电子数与质子数相等B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍C.原子核的核电荷数比其质量数小D.质子和中子的质量几乎相等解析:原子核如果只是由质子组成,那么核的质量与质子质量的比值(即质量数)应该与核的电荷与质子的电荷的比值(即电荷数)相等,但原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些,所以,原子核内除了质子,还可能有一种质量与质子质量相等,但不带电的中性粒子,即中子。
答案:C4.关于α粒子的散射实验解释有下列几种说法,其中错误的是()A.从α粒子的散射实验数据,可以估计出原子核的大小B.极少数α粒子发生大角度的散射的事实,表明原子中有一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解析:从α粒子的散射实验数据,可以估计出原子核的大小,A项正确;极少数α粒子发生大角度的散射的事实,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,表明原子中是比较空旷的,D项错误。
答案:D5.α粒子散射实验中,当α粒子最接近原子核时,α粒子符合下列哪种情况()A.动能最小B.势能最小C.α粒子与金原子组成的系统的能量小D.所受原子核的斥力最大解析:α粒子在接近金原子核的过程中,要克服库仑力做功,动能减小,电势能增大。
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性(知识点详解及配套习题)
第四章原子结构和波粒二象性1. 普朗克黑体辐射理论................................................................................................. - 1 -2. 光电效应 .................................................................................................................... - 1 -3．原子的核式结构模型.............................................................................................. - 15 -4. 氢原子光谱和玻尔的原子模型............................................................................... - 26 -5. 粒子的波动性和量子力学的建立........................................................................... - 39 -章末复习提高................................................................................................................ - 47 -1. 普朗克黑体辐射理论2. 光电效应一、能量量子化1．黑体辐射(1)随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
(2)维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。
高中物理 第十八章 原子结构玻尔的原子模型高二物理试题
积盾市安家阳光实验学校玻尔的原子模型一、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．原子只能处于一不连续的状态中，每个状态都对一的能量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．原子从一种态跃迁到另一种态时，一要辐频率的光子D．原子的每一个能量状态都对一个电子轨道，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频率的光子，而从低能级向高能级跃迁时要吸收一频率的光子，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ke2r2＝mv2r，可得E k＝12mv2＝ke22r，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，所以对的光的频率也是不连续的解析：选D 光谱中的亮线对不同频率的光子，“分离的不连续的亮线”对着不同频率的光子，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＝hν。
能量不同，相光子频率不同，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－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。
2021年高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》基础练习(答案解析)(1)
一、选择题1．如图所示，圆心为O的半圆形某透明玻璃砖置于水平桌面上，一束复色光从P点入射玻璃砖（法线如图虚线所示），在玻璃砖中分为两束单色光a、b，其中a光与法线夹角为α，且在A处恰好发生全反射，b光入射到B点。
则下列说法正确的是（）A．a光的光子能量小于b光的光子能量B．玻璃砖对b光的折射率大于1 cosαC．a光从P到A的传播时间小于b光从P到B的传播时间D．a光从P到A的传播时间等于b光从P到B的传播时间2．用如图甲所示的装置研究光电效应现象。
用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。
图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是（）A．普朗克常量为b ha =B．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C．仅提高照射光频率，金属的逸出功增大D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大3．如图所示为氢原子的能级示意图，对于处于n=4激发态的一群氢原子来说，则（）A．由n=2跃迁到n=1时发出光子的能量最大B．由较高能级跃迁到较低能级，电子轨道半径减小，动能增大C．当氢原子自发向低能级跃迁时，可发出3种光谱线D．由n=4跃迁到n=1发出光子频率是n=4跃迁到n=2发出的光子频率的6倍4．氢原子的能级如图，大量氢原子处于n=4能级上。
当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时，辐射光的波长为1884nm，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，下列判断正确的是（）A．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级，辐射的光子是可见光光子B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子要吸收能量C．用氢原子从n=2能级跃迁到n=l能级辐射的光照射W逸=6.34eV的铂，不能发生光电效应D．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，辐射光的波长小于1884nm5．以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
高中物理原子的核式结构模型课后习题答案及解析
高中物理原子的核式结构模型课后习题答案及解析1．加在阴极射线管内两个电极之间的电压为4×103 V，如果电子离开阴极表面时的速度为0，试求电子到达阳极时的速度。
解析：电子在两个电极间加速电场中进行加速，由动能定理eU＝12mv2－0得v＝√2eum＝3.75×107m/s。
2．一个半径为1.6×10-4 cm的带负电的油滴，在电场强度为1.92 V/m、方向竖直向下的匀强电场中，如果油滴受到的库仑力恰好与重力平衡，问：这个油滴带有几个电子的电荷？已知油的密度为0.851×103 kg/m3。
解析：3．一种测定电子比荷的实验装置如图4.3-5所示。
真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域，若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，若在两极板间施加电压U ，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P 点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O 点。
已知极板的长度为5.00 cm ，C 、D 间的距离为1.50 cm ，极板区的中点M 到荧光屏中点O 的距离为12.50 cm ，电压U 为200 V ，磁感应强度B 为6.3×10-4 T ，P 点到O 点的距离y 为3.00 cm 。
试求电子的比荷。
4．卢瑟福提出的原子结构的模型是怎样的？他提出这种模型的AK C D M OP图 4.3-5依据是什么？解析：卢瑟福的原子核式结构模型是：在原子的中间有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中于原子核，带负电的电子在核外空间里绕核旋转．原子核式结构的依据是α粒子散射实验．α粒子穿过原子时，电子对它的运动影响很小，影响α粒子运动的主体是原子核．α粒子进入原子区域后，由于原子核很小，大部分α粒子离核较远，受到的库仑力很小，运动方向几乎不变．极少数α粒子距核较近，因此受到很强的库仑力，发生大角度散射．5．按照原子的核式结构模型的比例，假如原子核有绿豆那么大，那么整个原子有多大？解析：原子大小的数量级是10-10m,原子核大小的数量级是10-15m，两者相差10万倍。
2020_2021学年新教材高中物理第四章原子结构和波粒二象性3原子的核式结构模型课时练习含解析新人
原子的核式结构模型(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.关于阴极射线的本质,下列说法正确的是( )A.阴极射线本质是氢原子B.阴极射线本质是电磁波C.阴极射线本质是电子D.阴极射线本质是X射线【解析】选C。
阴极射线是由于电子动能变大,原子核束缚不住电子,电子逃逸出来,形成的粒子流。
所以答案选C。
2.通过如图的实验装置,卢瑟福建立了原子核式结构模型。
实验时,若将荧光屏和显微镜分别放在位置1、2、3。
则能观察到粒子数量最多的是位置( )A.1B.2C.3D.一样多【解析】选C。
卢瑟福通过这个实验,得出了原子核式结构模型。
放在3位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数较少。
放在2位置时,屏上仍能观察一些闪光,但次数极少。
放在1位置时,屏上可以观察到闪光,只不过很少很少。
故C正确,A、B、D错误。
故选C。
3.如图,在α粒子散射实验中,图中实线表示α粒子的运动轨迹,假定金原子核位置固定,a、b、c为某条轨迹上的三个点,其中a、c两点距金原子核的距离相等( )A.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论B.大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回C.α粒子经过a、c两点时动能相等D.从a经过b运动到c的过程中α粒子的电势能先减小后增大【解析】选C。
卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构理论,选项A错误; 大多数α粒子击中金箔后几乎不改变方向而沿原方向前进,选项B错误;因a、c两点距离金原子核的距离相等,可知电势能相等,则α粒子经过a、c两点时动能相等,选项C正确;从a经过b运动到c的过程中,电场力先做负功,后做正功,可知α粒子的电势能先增大后减小,选项D错误。
4.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意图是( )【解析】选D。
α粒子轰击金箔后偏转,越靠近金原子核,偏转的角度越大,所以A、B、C错误,D正确。
5.下列对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】选A。
人教版高中物理选择性必修三 第4章第2节 原子的核实结构模型练习
原子的核实结构模型练习一、单选题1.关于原子结构，下列说法正确的是()A. 原子中的原子核很小，核外很“空旷”B. 原子核半径的数量级是10−10mC. 原子的全部电荷都集中在原子核里D. 原子的全部质量都集中在原子核里2.下列说法中正确的()A. 汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构B. 氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天就只剩下1个C. 按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加D. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应3.经过不断的实验探索，我们已经对原子结构有了一定的认识。
对于这个探索的过程，下列说法正确的是()A. 汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是带电的质子流B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，完全否定了汤姆孙的枣糕模型C. 核式结构模型很好地解释了原子光谱的分立特征D. 玻尔将量子观念引入原子领域，指出原子中的电子实际上没有确定的轨道，提出了“电子云”的概念4.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是()A. 汤姆逊通过油滴实验测出了基本电荷的数值B. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量C. 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子D. 一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线5.关于近代物理知识，下列说法中正确的是()A. 原子核的比结合能越大，原子核越稳定B. 汤姆孙发现了电子，并测量出了电子的电荷量C. 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子D. 在光电效应现象中，金属的逸出功随入射光频率的增大而增大6.下列各种关于近代物理学的现象中，与原子核内部变化有关的是()A. 紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象B. a粒子轰击金箔时，少数发生大角度偏转的现象C. 氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象D. 含铀的矿物质自发向外放出β射线(高速电子流)的现象7.20世纪初，物理学家卢瑟福及盖革等用α粒子轰击金箔的实验装置如图所示。
高中物理《原子结构》练习题(附答案解析)
高中物理《原子结构》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．提出原子核式结构模型的科学家是（）A．汤姆孙B．法拉第C．卢瑟福D．奥斯特2．卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是（）A．电子数与质子数相等B．绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比C．原子核的核电荷数等于质子数D．质子和中子的质量几乎相等3．世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。
原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。
下列说法正确的是（）A．频率相同的光子能量相同B．原子跃迁发射的光子频率连续C．原子跃迁只产生单一频率的光子D．激光照射金属板不可能发生光电效应n=的激发态向低能级跃迁时，产生的光子种类可能是（）4．一个氢原子从5A．4种B．10种C．6种D．8种5．如图所示为氢原子的能级分布图，已知可见光光子的能量在1.61 3.10eV范围内，由图可知（）n=能级A．基态氢原子吸收能量为10.3eV的光子能从n＝1能级跃迁到2B．基态氢原子的电离能为13.6eVn=能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射6种不同频率的光子C．一群处于5D ．氢原子从4n =能级跃迁到3n =能级，辐射的是可见光光子6．下列说法中正确的是（ ）A ．汤姆孙依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型B ．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分D ．质子不可能衰变为一个中子和一个正电子7．如图所示为玻尔原子理论的氢原子能级图，下列说法正确的是（ ）A ．大量处于5n =能级的氢原子向基态跃迁，最多可以发出20种不同频率的光B ．处于2n =能级的氢原子其电势能比处于3n =能级的氢原子的电势能小C ．若氢原子由4n =能级分别直接跃迁至3n =和2n =能级时所发出光的波长为λ1和λ2，则λ1＜λ2D ．用光子能量为12.5eV 的光照射大量处于基态的氢原子，此过程中氢原子最多可以发出3种不同频率的光8．处于不同能级的氢原子，电子做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）A ．能量越大的氢原子，电子的向心加速度越大B ．能量越大的氢原子，电子的动能越大，电势能越小C ．处于基态的氢原子，电子的运动周期最大D ．处于基态的氢原子，电子运动的角速度最大二、多选题9．对于原子光谱，下列说法正确的是（ ）A ．原子光谱是不连续的B ．因为原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的光谱是相同的C ．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的D ．分析物质的光谱，可鉴别物质含哪种元素10．关于元电荷，下列说法正确的是（ ）A ．元电荷就是电子B ．元电荷所带电荷量等于电子或质子所带的电荷量C ．某物体所带电荷量可以是196.610C -⨯D ．美国物理学家密立要用实验最早测定了元电荷的数量值11．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）A ．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B ．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C ．图丙：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D ．图丁：每种原子都有自己的特征谱线，故光谱分析可用来鉴别物质12．图甲为氢原子的能级图，大量处于n ＝2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。
高中物理《原子的核式结构模型》教学设计练习含答案
《原子的核式结构模型》教学设计教学目标：1．α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°。
2．原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。
3．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数。
4．原子半径的数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15 m。
新课教学：一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。
汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型，该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了。
二、α粒子散射实验1．α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，含有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。
2．实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
3．实验装置4．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
5．实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。
三、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2．原子核的电荷与尺度同步练习：1．自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内。
(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍。
(人教版)郑州高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》经典练习题(含答案解析)
一、选择题1．如图为氢原子的能级示意图，已知光子能量在1.63eV~3.10eV 的光为可见光。
要使大量处于基态的氢原子被激发后可辐射出2种可见光光子，原子应吸收的能量为（ ）A ．10.2eVB ．12.09eVC ．12.75eVD ．13.06eV 2．图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a 、b 、c 光照射光电管得到的I U 图线，1c U 、2c U 表示遏止电压，下列说法正确的是（ ）A ．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流一直会增加B ．a 光的频率小于b 光的频率C ．光电子的能量只与入射光的强弱有关，而与入射光的频率无关D ．c 光照射光电管发出光电子的初动能一定小于b 光照射光电管发出光电子的初动能 3．如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光。
关于这些光，下列说法正确的是（ ）A ．由n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子波长最大B ．由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光子波长最大C ．这些氢原子总共可辐射出10种不同频率的光D ．用n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光，能使W 逸=6.34eV 的铂发生光电效应4．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间5．关于光电效应，以下说法正确的是（）A．光电效应证明了光的波动性B．金属的极限频率与照射光的强弱及频率无关C．同种金属分别用不同频率的光照射，遏止电压相同D．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比6．在α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的运动轨迹如图中实线所示。
图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为五个区域。
2021新教材人教版高中物理选择性必修第三册对应练习--3 原子的核式结构模型(可编辑word)
第四章原子结构和波粒二象性3 原子的核式结构模型基础过关练题组一电子的发现1.下列说法错误的是( )A.电子电荷量的精确值是由密立根通过“油滴实验”测得的B.若物体带电,则其所带电荷量可以是任意值C.若物体带电,则其所带电荷量的最小值为1.6×10-19 CD.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍2.(2020宁夏石嘴山三中高二下期中)英国物理学家J.J.汤姆孙通过阴极射线的实验研究发现( )A.阴极射线在电场中偏向正极板一侧B.阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C.不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D.J.J.汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的电荷量3.(多选)如图所示是J.J.汤姆孙的阴极射线管的示意图,下列说法中正确的是( )A.若在D1、D2两极板之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的中心P1点B.若在D1、D2两极板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、D2两极板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、D2两极板之间加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转4.(多选)1897年英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子并因此被称为“电子之父”。
下列关于电子的说法正确的是( )A.J.J.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子流的结论,并求出了这种粒子的比荷B.J.J.汤姆孙通过光电效应的研究发现了电子C.电子质量是质子质量的1 836倍D.J.J.汤姆孙通过对不同材料做成的阴极发出的射线的研究,并研究光电效应等现象,说明电子是原子的组成部分,是比原子更小的基本的物质单元题组二比荷的测定是一个重要的物理量。
某中学物理兴趣小组设计了一个实验, 5.带电粒子的比荷qm探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响,以求得电子的比荷,实验装置如图所示,其中两正对极板M1、M2之间的距离为d,极板长度为L。
他们的主要实验步骤如下:A.首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场,开启阴极射线管电源,发射的电子束从两极板中央通过,在荧光屏的正中心处观察到一个亮点。
【单元练】华中师范大学第一附属中学高中物理选修3第四章【原子结构和波粒二象性】提高练习(含答案解析)
一、选择题1．如图为氢原子的能级示意图，已知光子能量在1.63eV~3.10eV 的光为可见光。
要使大量处于基态的氢原子被激发后可辐射出2种可见光光子，原子应吸收的能量为（ ）A ．10.2eVB ．12.09eVC ．12.75eVD ．13.06eV C解析：C氢原子从高能级向基态跃迁时，所辐射光子能量最小值为 3.40eV 13.6eV 10.20eV 3.10eV E =---=（）＞因此可见要产生可见光，氢原子吸收能量后最起码要跃迁到n ＞2能级。
由于32' 1.51eV 3.40eV 1.89eV E E E =-=---=（）420.85eV 3.40eV 2.55eV E E E "=-=---=（）由要要使大量处于基态的氢原子被激发后可辐射出2种可见光光子，则需要到达n =4能级，氢原子应吸收的能量为140.85eV 13.6eV 12.75eV E E E ∆=-=---=（）故选C 。
2．利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K ，电流表中有电流通过，则（ ）A ．改用紫外光照射K ，电流表中没有电流通过B ．只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变小C ．若将滑动变阻器的滑片移到A 端，电流表中一定无电流通过D ．若将滑动变阻器的滑片向B 端移动，电流表示数可能不变D解析：DA ．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，紫外线的频率更大，所以改用紫外光照射K ，电流表中有电流通过，则A 错误；B ．只增加该可见光的强度，电流表中通过的电流将变大，所以B 错误；C．若将滑动变阻器的滑片移到A端，电流表中也有电流通过，因为是正向电压，只要发生光电效应就有光电流通过，所以C错误；D．如果光电流已经达到饱和光电流，则增大电压，光电流将保持不变。
所以若将滑动变阻器的滑片向B端移动，电流表示数可能不变，所以D正确；故选D。
人教版高中物理选修同步测试(含答案解析)原子的核式结构和能级跃迁
人教版高中物理选修同步测试(含答案解析)原子的核式结构和能级跃迁(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60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5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．) 1．卢瑟福的α粒子散射实验的结果()A．证明原子中绝大部分是空的B．证明了质子的存在C．证明了原子核是由质子和中子组成的D．说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上2．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是()A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中电子对α粒子的作用力B．使α粒子产生偏转的力是库仑力C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子3．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量符合下列哪些情况()A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小D．α粒子所受金原子核的斥力最大4．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．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小B．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等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5．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，设入射的动能相同，其偏转轨道可能是图中的()6．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7．关于α粒子散射实验的下列说法中正确的是( )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8.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 ( )A ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B ．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D ．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大9．下列叙述中，符合玻尔理论的是( )A ．电子可能轨道的分布是不连续的B ．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或吸收一定的能量C ．电子在可能的轨道上绕核做圆周运动，不向外辐射能量D ．电子没有确定的轨道，只存在电子云10．已知氢原子处于激发态的能量E n ＝E 1n 2，式中E 1为基态的能量，E 1＝－13.6 eV.对于处于n ＝4激发态的一群氢原子来说，可能发生的辐射是( )A ．能够发出五种能量不同的光子B ．能够发出六种能量不同的光子C ．发出的光子的最大能量是12.75 eV ，最小能量是0.66 eVD ．发出的光子的最大能量是13.6 eV ，最小能量是0.85 eV11．处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率分别为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1<ν2<ν3，则该照射光的光子能量为( )A ．hν1B ．hν2C ．hν3D ．h (ν1＋ν2＋ν3)12．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 ．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6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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案的演算步骤，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．)13．(8分)大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 eV 、10.2 eV 、12.09 eV .跃迁发生前这些原子分布在几个激发态能级上，其中最高能级的能量值是多少(基态能量为－13.6 eV)?14．(8分)如图给出氢原子最低的四个能级．氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有几种，其中最低的频率为多少(保留两位有效数字)?15．(10分)1911年前后，物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，获得惊人的发现．试由此实验并根据下面所给的公式或数据估算金原子核的大小．点电荷的电势φ＝kQ R，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2.金原子序数为79，α粒子的质量m α＝6.64×10－27 kg，质子的质量m p＝1.67×10－27 kg，α粒子的速度vα＝1.60×107 m/s，电子电荷量e＝1.60×10－19 C.16.(14分)在α粒子散射实验中，测得α粒子与金核197 79Au对心正碰所能达到的最近距离为2.0×10－14 m，以此为依据，估算金核的平均密度是多少？(阿伏加德罗常数N＝6.0×1023 mol－1)参考答案与解析1．[导学号13050049]【解析】选AD.卢瑟福的α粒子散射实验的结果只能说明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上，原子中绝大部分是空的，不能证明质子的存在、原子核是由质子和中子组成的和电子只能在某些不连续的轨道上运动，所以选项A、D正确．2．[导学号13050050]【解析】选BCD.原子核带正电，与α粒子间存在库仑力，当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，故B对，A错；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故C、D对．3．[导学号13050051]【解析】选AD.α粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小，库仑力做负功，故α粒子动能减少，电势能增加；系统的能量守恒，由库仑定律可知，随着距离的减小，库仑斥力逐渐增大．4．[导学号13050052]【解析】选AD.α粒子穿过原子时，只有少数α粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小，故A正确；造成α粒子散射角度大的原因是在原子中极小的区域内存在对α粒子产生库仑力的正电荷，α粒子受到的斥力比较大，故B错误；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，C错误，D正确；故选A、D.5．[导学号13050053]【解析】选D.离金核越远的α粒子受到的斥力越小，偏转角度也就越小，离核较近的粒子方向变化较大，故D正确，A、B、C均错．6．[导学号13050054]【解析】选C.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粒子的电势能先增加，后减少，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零，故C 项正确．7．[导学号13050055] 【解析】选AC.A 项是对该实验现象的正确描述，正确；B 项中，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表述；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．故正确选项为A 、C.8．[导学号13050056] 【解析】选D.根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B 错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即：k e 2r 2＝m v 2r ，又E k ＝12m v 2，所以E k ＝ke 22r.由此式可知：电子离核越远，即r 越大时，电子的动能越小，故A 、C 错；由r 变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D 正确．9．[导学号13050057] 【解析】选ABC.根据玻尔理论可知电子可能轨道的分布是不连续的，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或吸收一定的能量，电子在可能的轨道上绕核做圆周运动，不向外辐射能量，所以选项A 、B 、C 符合题意．10．[导学号13050058] 【解析】选BC.最大能量是从n ＝4的激发态跃迁到基态，最小能量是从n ＝4的激发态跃迁到n ＝3的激发态．11．[导学号13050059] 【解析】选C.处于基态的氢原子吸收光子的能量跃迁到激发态后，能且只能向外辐射三种频率的光，由此可推出该激发态为第3轨道，因ν1<ν2<ν3，则可断定hν1为第3轨道向第2轨道跃迁时释放出的能量，hν2为第2轨道向第1轨道跃迁时释放的能量，hν3为第3轨道向第1轨道跃迁时释放的能量．那么从第1轨道向第3轨道跃迁需要吸收hν3的能量，故选项C 正确．12．[导学号13050060] 【解析】选AC.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时跃迁发出的频率数为C 24＝6种，C 正确；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．13．[导学号13050061] 【解析】由题知x －(－13.6 eV)＝12.09 eV ，解得x ＝－1.51 eV.【答案】2 －1.51 eV14．[导学号13050062] 【解析】法一：利用跃迁规律画出可能辐射光谱线条数，如图所示，共6种．法二：利用数学中的组合公式计算辐射的光子的频率有：N ＝n （n －1）2＝4×32＝6(种) 从n ＝4跃迁到n ＝3，能量差最小，辐射的光子的频率最低．由h ν＝E 4－E 3，得其频率为ν＝E 4－E 3h ＝[－0.85－（－1.51）]×1.6×10－196.63×10－34Hz ＝1.6×1014Hz. 【答案】6种 1.6×1014Hz15．[导学号13050063] 【解析】设α粒子接近金原子核最近时的距离为R ，则R 可认为是金原子核的半径．由动能定理得12m αv 2α＝q αφ 又因为φ＝kQ R ，Q 为金原子核电荷量，则R ＝2q αkQ m αv 2α，其中q α＝2e ，Q ＝79e ，代入上式可得R ＝4ek ·79e m αv 2α＝4×10－14 m. 【答案】4×10－14 m16．[导学号13050064] 【解析】把α粒子能够接近金箔的最小距离近似看做金原子核的半径R ，金核的体积V ＝43πR 3＝43×π×(2.0×10－14)3m 3＝3.3×10－41 m 3 一个原子的质量m 0＝197×10－36.0×1023 kg ＝3.3×10－25 kg 金原子核的平均密度ρ＝m 0V ＝3.3×10－253.3×10－41kg/m 3＝1.0×1016 kg/m 3 【答案】1.0×1016 kg/m 3。
高中物理鲁科选修35第2章原子结构练习及答案
第二章原子结构第1节电子的发现与汤姆孙模型一、物质结构的早期探究①我国西周的“五行说”；古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成；古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论。
②1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论．③19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单位．④1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成．结论：在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次，宏观物质的化学性质决定于分子，而分子则由原子组成．原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒，它既不能创生，也不能消灭．二、电子的发现及汤姆孙模型19世纪末物理学的三大发现：①1895年伦琴发现了X射线；②X射线发现后不久，贝克勒尔发现了放射性；③1897年汤姆孙发现了电子汤姆孙的原子模型：原子带正电的部分充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样三、“阴极射线”性质（1）电性的确定方法一：让阴极射线进入已知电场，由所受电场力方向确定带电的性质．方法二：让阴极射线进入磁场，由所受洛伦兹力的方向，根据左手定则确定带电的性质．（2）比荷的测定方法①让粒子通过正交的电磁场，如图所示，让其做直线运动，根据二力平衡条件，即F洛＝F电(Bq v＝qE)得到粒子的运动速度v＝E B.②在其他条件不变的情况下，撤去电场，如图2－1－2所示，保留磁场，让粒子只在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力即Bq v＝m v2R，根据磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径R.③由以上方法确定粒子比荷的表达式：qm＝EB2R.1．早期原子论是由谁创立的()A．阿伏伽德罗B．汤姆孙C．玻意耳D．德谟克利特2．下列说法不正确的是()A．汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子B．电子的发现证明了原子是可分的C．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置D．汤姆孙原子模型是正确的3．历史上第一个发现电子的科学家是()A．贝可勒尔B．道尔顿C．伦琴D．汤姆孙4．关于电荷的电荷量，下列说法错误的是()A．电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的B．物体所带电荷量可以是任意值C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19C D．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍5．（多选）汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”．关于电子的说法正确的是()A．任何物质中均有电子B．不同的物质中具有不同的电子C．电子质量是质子质量的1836倍D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元6．（多选）关于阴极射线的性质，下列说法正确的是()A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线中的负电粒子的比荷与氢离子的基本相同D．阴极射线中的负电粒子的带电荷量与氢离子的相同7．（多选）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()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，则阴极射线不偏转8．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将()A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转9．（多选）如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹往下偏，则()A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关10．在汤姆孙测电子比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从电子枪C出来的电子经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G 平行板间，接着在荧光屏中心F出现荧光斑．若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，电子将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的、磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，电子向下偏转，偏转角为θ，试解决下列问题．(1)说明图中磁场沿什么方向；(2)根据L、E、B和θ，求出电子的比荷．【答案】(1)垂直纸面向里(2)em＝E sin θB2L11．汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示．真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域，平行极板间距为b.当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏和中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，(O′点与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计)此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．求打在荧光屏O点的电子速度的大小．【答案】UBb第2节原子的核式结构模型一、α粒子散射实验汤姆孙的葡萄干面包模型卢瑟福的原子核式模型分布情况正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内受力情况α粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零少数靠近原子核的α粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的α粒子受到的库仑力较小二、卢瑟福的原子模型及原子大小(1)核式结构模型：①原子的内部有一个很小的核，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内，带负电的电子绕核运动．②原子的核式结构模型又被称为行星模型．(2)原子的大小：①原子直径数量级：10－10 m.②原子核直径数量级：10－15_m. 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2．卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是α粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现α粒子()A．全部穿过或发生很小的偏转B．全部发生很大的偏转，甚至有的被反弹回C．绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被反弹回D．绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过3．（多选）α粒子散射实验结果表明()A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上4．在α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为() A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子5．(多选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C、D四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是()A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少6．（多选）英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象．如图所示，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的是()BD7．如图所示，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线，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8．(多选)α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，α粒子符合下列哪种情况()A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子组成的系统的能量最小D．所受原子核的斥力最大9．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εa、εb、εc，则()A．v a＞v b＞v c，εb＞εa＞εcB．v b＞v c＞v a，εb＜εa＜εcC．v b＞v a＞v c，εb＜εa＜εcD．v b＜v a＜v c，εb＞εa＞εc10．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()C第3节玻尔的原子模型一、玻尔理论的内容轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值能量量子化：与轨道量子化对应的能量不连续的现象跃迁假说：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hν＝E2－E1(或E1－E2)．总而言之根据玻尔的原子理论假设，电子只能在某些可能的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时不辐射能量，处于定态．只有电子从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量，辐射的能量是一份一份的，等于这两个定态的能量差．这就是玻尔理论的主要内容二、氢原子的能级结构氢原子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为E n＝E1n(n＝1,2,3，…)；r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，式中E1≈－13.6 eV，r1＝0.53×10－10 m.三、原子能级跃迁（1）能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态．所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N＝n(n－1)2＝C2n。
高中物理新高考考点复习47 原子结构 氢原子光谱
考点规范练47原子结构氢原子光谱一、单项选择题1.下列说法正确的是()A.α粒子散射实验揭示了原子不是组成物质的最小微粒B.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱,因此玻尔的原子结构理论已完全揭示了微观粒子运动的规律C.阴极射线的实质是电子流D.玻尔原子理论中的轨道量子化和能量量子化的假说,启发了普朗克将量子化的理论用于黑体辐射的研究2.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,下列关于光谱分析的说法正确的是()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某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的亮线与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同,它们没有关系3.(2021·四川仪陇宏德中学高三模拟)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中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.40.8 eVB.51.0 eVC.43.2 eVD.48.4 eV4.下图为氢原子的能级示意图。
现有大量的氢原子从n=4的激发态向低能级跃迁,辐射出若干种不同频率的光,下列说法正确的是()A.从n=4的激发态向基态跃迁时,只能辐射出3种特定频率的光B.氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时,辐射出的光频率最小C.氢原子由n=4能级跃迁到n=1能级时,电子的动能增加D.氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级时,辐射出的光子能量为10.2 eV二、多项选择题5.氢原子的能级图如图所示,a 和b 是从高能级向低能级跃迁时辐射出的两种可见光,则( )A.a 光子的能量高于b 光子的能量B.a 光的波长大于b 光的波长C.a 光与b 光在空间叠加时可以发生干涉现象D.同一玻璃对a 光的折射率大于对b 光的折射率6.已知氢原子的基态能量为E 1,n=2、3能级所对应的能量分别为E 2和E 3,大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子。
新教材高中物理第4章原子结构第3节光谱与氢原子光谱分层作业选择性
第3节光谱与氢原子光谱A级必备知识基础练1.太阳的连续谱中有许多暗线,它们对应某些元素的特征谱线。
产生这些暗线的原因是()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相应的元素D.太阳内部存在相应的元素2.(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A.连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱,线状谱是线状光源产生的光谱B.通过对连续谱的光谱分析,可鉴定物质成分C.连续谱包括一切波长的光,线状谱只包括某些特定波长的光D.通过对线状谱的明线光谱分析或吸收光谱的暗线分析,可鉴定物质成分3.(多选)要得到钠元素的特征谱线,下列做法正确的是()A.使固体钠在空气中燃烧B.将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C.使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D.使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气B级关键能力提升练4.(多选)下列关于巴耳末公式=R的理解,正确的是()A.此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B.公式中n可以取任意值,氢原子光谱是连续谱C.公式中n只能取不小于3的整数值,氢原子光谱是线状谱D.公式不但适用于氢原子光谱分析,也适用于其他原子光谱分析5.计算巴耳末系中波长最大的光子的能量为 J。
6.氢原子光谱除了巴耳末系外,还有赖曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式为=R,n=4,5,6,…,R=1.10×107 m1。
若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域。
(1)求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大?n=6时,传播频率为多大?第3节光谱与氢原子光谱1.C太阳内部进行着激烈的核反应,它发出的连续谱经过温度比较低的太阳大气层时产生吸收光谱,我们通过对太阳光谱中暗线的分析,把它跟各种原子的特征谱线对照,就知道太阳大气层中含有哪些元素。
因此正确答案为C。
2.CD连续谱是指由连续分布的一切波长的光组成的光谱,而不是指光源是连续的,连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的,线状谱是指由一些不连续的亮线组成的光谱,由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生,而不是指光源是线状的,A错误,C正确;光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法,连续谱含有一切波长的光,不是原子的特征谱线,不能用来进行光谱分析,而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线,所以可以用来进行光谱分析,鉴定物质成分,其优点是灵敏度很高,在发现和鉴定元素上有着重大的意义,B错误,D正确。
2021年高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试(答案解析)
一、选择题1．彩虹是由阳光射入雨滴（视为球形）时，经一次反射和两次折射而产生色散形成的。
现有白光束由图示方向射入雨滴，a、b是经反射和折射后的其中两条出射光线，如图所示，下列说法正确的是（）A．光线a在雨滴中传播时的波长较长B．光线a在雨滴中的折射率较大C．光线a在雨滴中的传播速度较大D．若分别让a、b两色光分别照射同一光电管，若a光能引起光电效应，则b光一定也能2．对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（）A．图甲中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波3．如图所示，在研究光电效应的实验中，用波长一定的光照到阴极K上时，灵敏电流计G 有示数，则下列判断正确的是（）A．流经电流计的电流方向为自a向bB．若将滑片向右移，电路中光电流一定增大C．若将电源极性反接，电流计读数一定增大D．若换用波长更长的光照射K，电流计读数一定增大4．处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法正确的是（）A．氢原子的总能量增加B．电子的动能增加C．氢原子的电势能减小D．电子绕核旋转半径减小5．在光电效应实验中，先后用两束光照射同一个光电管。
若实验a中光束的入射光的强度和频率分别大于b实验中光束的入射光的强度和频率，a、b两实验中所得光电流I与光电管两端所加电压U间的关系曲线分别以a、b表示，则下列图中正确的是（）A．B．C．D．6．关于下列四幅图的说法正确的是（）A ．甲图中A 处能观察到少量的闪光点B ．乙图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，则锌板原来带负电C ．丙图中的泊松亮斑说明光具有波动性D ．丁图，当两分子间距由等于r 0开始增大，它们间的分子力先减小后增大7．如图所示，圆心为O 的半圆形某透明玻璃砖置于水平桌面上，一束复色光从P 点入射玻璃砖（法线如图虚线所示），在玻璃砖中分为两束单色光a 、b ，其中a 光与法线夹角为α，且在A 处恰好发生全反射，b 光入射到B 点。
高考物理近代物理知识点之原子结构经典测试题含答案(4)
高考物理近代物理知识点之原子结构经典测试题含答案(4)一、选择题1．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．粒子散射现象B ．天然放射现象C ．光电效应现象D ．原子发光现象2．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ．A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克3．如图所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n 能级向较低的各能级跃迁的概率均为11n -。
则对300个处于4n =能级的氢原子，下列说法正确的是（ ）A ．向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值B ．向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75eVC ．辐射的光子总数为500个D ．吸收大于1eV 的光子时不能电离4．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为12n E E n =，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ） A ．114E B ．134E C ．178E D ．1116E 5．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A ．由图可知，原子核D 和E 聚变成原子核F 时会有质量亏损，要吸收能量B ．由图可知，原子核A 裂变成原子核B 和C 时会有质量亏损，要放出核能C ．已知原子核A 裂变成原子核B 和C 时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征6．下列叙述中不正确的是（）A．光的粒子性被光电效应和康普顿效应所证实B．玻尔建立了量子理论，成功解释了所有原子发光现象C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性7．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性8．下列说法正确的是( )A．天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构B．一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少C．某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短D．目前核电站的能量主要来自轻核的聚变9．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中①②③三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列 A、B、C、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）A．B．C．D．10．物理学家通过对现象的深入观察和研究，获得正确的科学认识，推动了物理学的发展．下列说法正确的是A ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子的核式结构模型B ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律C ．爱因斯坦通过对光电效应的研究，揭示了光具有波粒二象性D ．德布罗意提出微观粒子动量越大，其对应的波长越长11．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 ．b a c λλλ=+B ．b a c λλλ=C ．111baeλλλ=+D ．b a cE E E =-12．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n >2的能级跃迁到n =2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定 A ．对应的前后能级之差最小B ．同一介质对的折射率最大C ．同一介质中的传播速度最大D ．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能13．关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法符合历史事实的是（ ）A ．库伦测出了元电荷e 的数值B ．安培提出了电场线和磁感线的概念C ．奥斯特首先发现了电流的磁效应D ．洛伦兹提出了分子电流假说 14．下列说法正确的是（ ）A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元D ．伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式2gL T π= 15．子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子（hydrogen muon atom ），它在原子核的物理研究中有很重要作用，如图氢原子的能级示意图。
【单元练】上海澧溪中学高中物理选修3第四章【原子结构和波粒二象性】经典习题
一、选择题1．在相同的条件下，先后用甲、乙两种不同的单色光，用同一双缝干涉装置做实验，在屏幕上产生的相邻两条亮纹的间距不同，其中甲光间距较大。
则甲光比乙光（ ） ①在真空中的波长短②在玻璃中传播速度大③在玻璃中传播时，玻璃的折射率大④其光子能量小A ．①②③B ．①③C ．②④D ．①③④C解析：C用同一双缝干涉装置做实验甲光间距x ∆较大，由公式L x d λ∆=可知甲光的波长较长，①错误；再由公式c f λ=可知，甲光的频率较小，则甲光的折射率较小，③错误； 由c n v=甲光在介质中的传播速度较大，②正确； 由E hf =可知，甲光的能量较小， ④正确。
故选C 。
2．处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法正确的是（ ）A ．氢原子的总能量增加B ．电子的动能增加C ．氢原子的电势能减小D ．电子绕核旋转半径减小A解析：AABD ．氢原子吸收一个光子后，能量增加，从低能级向高能级跃迁，轨道半径增大，能级增加，根据 222e v k m r r= 解得2k 12e E k r= 知动能减小，BD 错误A 正确；C ．因为原子能量等于电势能和电子动能之和，因为能量增大，动能减小，则电势能增大，C 错误。
故选A 。
3．下列说法正确的是（ ）A ．光的波动性是光子之间相互作用的结果B ．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C ．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D ．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大B 解析：BA ．在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。
这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故A 错误；B ．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B 正确；C ．光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，选项C 错误；D ．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角会变小，选项D 错误。
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高中物理-原子结构+练习
一、研究进程
汤姆孙（糟糕模型）→卢瑟福由α粒子散射实验（核式结构模型）→
波尔量子化模型 →现代原子模型（电子云模型）
二、α 粒子散射实验
a 、实验装置的组成：放射源、金箔、荧光屏
b 、实验的结果：
绝大多数α 粒子基本上仍沿原来的方向前进,
少数 α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转,
甚至超过了90o 。
C 、卢瑟福核式结构模型内容：
①在原子的中心有一个很小的原子核,
②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核里,
③带负电的电子在核外空间里旋转。
原子直径的数量级为m 10
10-,而原子核直径的数量级约为m 1015-。
c 、卢瑟福对实验结果的解释
电子对α粒子的作用忽略不计。
因为原子核很小,大部分α粒子穿过原子时离原子核很远,受到较小的库仑斥力,运动几乎不改变方向。
极少数α粒子穿过原子时离原子核很近,因此受到很强的库仑斥力,发生大角度散射。
d 、核式结构的不足
认为原子寿命的极短；认为原子发射的光谱应该是连续的。
三、氢原子光谱
1、公式：)11(1
2
2n m R -=λ m=1、2、3……,对于每个m,n=m+1,m+2,m+3…… m=2时,对应巴尔末系,其中有四条可见光,一条红色光、一条是蓝靛光、
另外两条是紫光。
2、线状光谱：原子光谱（明线光谱）是线状光谱,比如霓虹灯发光。
3、吸收光谱（主要研究太阳光谱）：吸收光谱是连续光谱背景上出现不连续的暗线。
吸收谱既不是线状谱又不是带状光谱（连续光谱）
4、实验表明：每种原子都有自己的特征谱线。
（明线光谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,只是通常在吸收光谱中的暗线比明线光谱中的两线要少一些）
5、光谱分析原理：根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。
6、连续光谱（带状光谱）：炽热的固体、液体或高压气体的光谱是连续光谱。
三、波尔模型
1、电子轨道量子化r=n 2r 1 , r 1=0.053nm ——针对原子的核式结构模型提出。
电子绕核旋转可能的轨道是分立的。
2、原子能量状态量子化（定态）假设——针对原子稳定性提出。
电子在不同的轨道对应原子具有不同的能量。
原子只能处于一系列
不连续的能量状态中,这些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核旋转,
但不向外辐射能量,这些状态叫定态。
取氢原子电离时原子能量为0,用定积分求得E 1= -13.6ev.
21n E E n =,E 1 = —13.6ev 3、原子跃迁假设（针对原子的线状谱提出）
电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,会放出光子。
电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的轨道。
末初E -E hv =。
注：电子只吸收或发射特定频率的光子完成原子内的跃迁。
如果要使电子电离,光子的能量 与氢原子能量之和大于等于零即可。
4、局限性
保留了经典粒子的观念,把电子的运动仍然看成经典力学描述下轨道运动,没有彻底摆脱经典理论的框架。
→无法解释较为复杂原子的光谱。
5、现代原子模型：
电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,对于具有波粒二象性的微观粒子,在一个确定时刻其空间坐标与动量不能同时测准,这是德国物理学家海森堡在1927年提出的著名的测不准原理。
习题
1、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、荧光屏、显微镜
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
2、在卢瑟福的α粒子散射实验中,有极少数α粒子发生大角度偏转,其原因是（）
A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B．正电荷在原子中是均匀分布的
C．原子中存在着带负电的电子
D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
3、在α粒子散射实验中,如果两个具有相同能量的α粒子,从不同大小的角度散射出来,则散射角度大的这个α粒子（）
A．更接近原子核B．更远离原子核．
C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用
4、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．
5、图中的圆点代表α粒子散射实验中的原子核,带箭头的曲线代表α粒子的径迹,其中不可能发生的是：（）
6、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线,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
7、用光子能量为E 的单色光照射容器中处于基态的一群氢原子。
停止照射后,发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3,由此可知,开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：①hν1；②hν3；③h (ν1+ν2)；④h (ν1+ν2+ν3) 以上表示式中
A ．只有①③正确
B ．只有②正确
C ．只有②③正确
D ．只有④正确
8、现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,则在此过程中发出的光子总数是多少？假设处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的11-n 。
A ．2200
B ．2000
C ．1200
D ．2400
9、氢原子处于基态时,原子的能量为eV 6.131-=E ,问：
（1）氢原子在n =4的定态时,可放出几种频率的光？其中最小频率等于多少Hz ？
（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此原子？
10、对于基态氢原子,下列说法正确的是（ ）
A 、它能吸收10.2eV 的光子
B 、它能吸收11eV 的光子
C 、它能吸收14eV 的光子
D 、它能吸收具有11eV 动能的电子的部分动能
11、设氢原子的基态能量为E 1。
某激发态的能量为E,则当氢原子从这一激发态跃迁到基态 时,所________________（填“辐射”或“吸收”）的光子在真空中的波长为________。
12、一些氢原子都处于量子数n=4的激发态,这些氢原子在能级跃迁时
（1）能释放出多少种频率不同的光子？
（2）在这些光子波长中的最小值是多少？请画能级图来回答这些问题
1
2
3。