高中物理-原子结构测试题
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。
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。
高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》检测(包含答案解析)(28)
一、选择题1．(0分)[ID：130650]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2．(0分)[ID：130640]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．3．(0分)[ID：130630]关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（）A．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量B．实验表明原子中心有一个较大的核，它占有原子体积的较大部分C．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°D．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转4．(0分)[ID：130625]以下说法正确的是（）A．密立根用摩擦起电的实验发现了电子；B．密立根用摩擦起电的实验测定了元电荷的电荷量；C．密立根用油滴实验发现了电子；D．密立根用油滴实验测定了元电荷的电荷量．5．(0分)[ID：130604]如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应。
欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该（）A．改用红光照射B．改用厂的高温炉子上开一个小孔，小孔可看做黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温紫光照射C．增大光电管上的加速电压D．增大绿光的强度6．(0分)[ID：130586]1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖，下列关于光电效应的说法正确的是（）A．只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应B．电子脱离某种金属所做的功叫这种金属的逸出功，其与入射光的频率和强度无关C．用不同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同D．发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，单位时间内射出的光电子数将减少7．(0分)[ID：130580]下列说法正确的是（）A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长8．(0分)[ID：130577]如图，弧光灯发出的光，经过下列实验后产生了两个重要的实验现象。
高中物理第十八章原子结构18.1电子的发现同步训练含解析新人教选修
18.1电子的发现一、选择题1、在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略，这是因为与α粒子相比，电子的（）A、电量太小B、速度太小C、体积太小D、质量太小2、二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（）A、α粒子散射实验B、发现质子的实验C、发现电子的实验D、发现中子的实验3、下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A、图甲：原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成B、图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C、图丁：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、图戊：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4、下列事例中能说明原子具有核式结构的是（）A、光电效应现象的发现B、汤姆逊研究阴极射线时发现了电子C、卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转D、天然放射现象的发现5、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6、下列说法正确的（）A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变B、α粒子散射实验可以估算出原子核直径的数量级为10﹣10mC、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的D、汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构7、下列能揭示原子具有核式结构的是（）A、α粒子散射实验B、天然放射现象C、电子的发现D、氢原子光谱是线状谱8、有关原子结构，下列说法正确的是（）A、玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱B、卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C、玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D、卢瑟福的α粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”9、有关对原子的说法正确的是（）A、汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量B、密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量C、汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型10、原子的质量主要集中在（）A、质子上B、中子上C、电子上D、原子核上11、卢瑟福在研究α粒子轰击金箔的实验中，根据实验现象提出原子的核式结构．以下说法不正确的（）A、按照汤姆孙模型，α粒子轰击金箔时不可能发生大角度的偏转，因而卢瑟福否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型B、绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子所带正电是均匀分布的C、α粒子轰击金箔实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、卢瑟福通过α粒子轰击金箔的实验的数据记录估算出原子核的大小12、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、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动D、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13、下列说法正确的是（）A、α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一B、光子像其它粒子一样，不但具有能量，不具有动量C、普朗克认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光波长太短14、下列说法中正确的是（）A、α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B、一个氢原子中的电子从半径为ra 的轨道自发地直接跃迁至半径为rb的轨道，已知ra＞rb，则在此过程中原子不辐射某一频率的光子C、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小D、正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术．一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的15、下列说法不正确的是（）A、普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B、卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C、汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．二、填空题16、卢瑟福通过________实验，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的________结构模型．17、一直以来人们都认为________是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家________发现了带________电的________，从此打破了原子不可再分的神话．18、原子是由带________电的________和带________电和________组成的．19、________的发现说明原子有结构问题；________的发现说明原子核也有结构问题．20、原子中电子在具有确定半径的圆形轨道上高速运动．________（判断对错）三、解答题21、利用学过的知识解释实验室中电子云的形成原因和特点．22、自从1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子以后，人们认识到，原子不是组成物质的最小单元，1919年卢瑟福依据α粒子散射实验中，发现α粒子发生了大角度散射现象，提出了原子的什么结构模型？23、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？24、现代理论认为，反质子的质量与质子相同，约为电子质量的1836倍．若me=0.91×10﹣30kg ， e=1.6×10﹣19C ，求反质子的比荷．25、一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？答案解析部分一、选择题1、【答案】D【考点】原子核的组成【解析】【解答】α粒子的质量是电子质量的7000多倍，α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【分析】在α粒子散射实验中，由于电子的质量较小，α粒子与电子相碰，就像子弹碰到灰尘一样．2、【答案】A【考点】原子核的组成【解析】【解答】本实验是α粒子散射实验，卢瑟福根据极少数α粒子产生大角度偏转，提出了原子的核式结构模型．故A正确．故选：A【分析】解答本题应抓住：该实验是卢瑟福和他的助手们做的α粒子散射实验，根据这个实验的结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．3、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成．故A正确．B、用中子轰击铀核使其发生裂变．故B错误．C、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C正确．D、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．故D正确．故选：B．【分析】卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型；用中子轰击铀核使其发生裂变，产生中子，再次轰击，产生链式反应，释放出巨大的能量．4、【答案】C【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误；B、汤姆逊研究阴极射线，是发现电子的实验，故B错误；C、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核．故C正确；D、元素放射性的发现揭示原子具有复杂的结构．故D错误．故选：C．【分析】本题比较简单，考查了近代物理中的几个重要试验及发现，要了解这些试验及发现的内容及其重要物理意义．5、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】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，A正确；BC、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；D、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确．故选：B．【分析】正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：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，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．6、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、半衰期由原子核内部结构决定，与温度、压强等外在因素无关，则若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A正确．B、α粒子散射实验可以估算出原子直径的数量级为10﹣10m ，原子核直径的数量级为10﹣15m ，故B 错误．C、β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化来的；故C错误．D、汤姆孙发现电子，只表明原子具有复杂结构，α粒子散射实验表明原子具有核式结构，故D错误．故选：A．【分析】本题根据半衰期与温度、压强等因素无关；原子核直径的数量级为10﹣15m；β衰变所释放的电子是中子转化来的；汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构；根玻尔理论分析氢原子跃迁时是发出光子还是吸收光子．7、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说．故A正确．B、天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构．故B错误．C、电子的发现揭示了原子有复杂结构．故C错误．D、氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征．故D错误．故选：A【分析】α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构学说的实验依据．8、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、玻尔的原子理论：1．电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；2．可能的轨道不连续；3．当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由E=hν给出．玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律．故A正确；BD、卢瑟福的α粒子散射实验说明（1）原子中绝大部分是空的，（2）α粒子受到较大的库仑力作用，（3）α粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西，否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能说明原子内部存在带负电的电子，也不能解释原子的稳定性，故B错误，D不正确；C、玻尔提出的原子模型，但并没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，故C错误．故选：A．【分析】从玻尔理论及卢瑟福的α粒子散射实验的结果出发，即可解题．9、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，但没有测出电子的电量，是密立根测出了电子的电量；故A错误；B、密立根通过著名的油滴实验测出了电子的电量；并没有研究电子在电场中的匀速直线运动的研究；故B 错误；C、汤姆孙提出的原子模型中提出核外电子等于核内的正电荷；对外呈现电中性；故C错误；D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型；故D正确；故选：D．【分析】解答本题应明确对原子的认识过程，知道汤姆孙、密立根及卢瑟福在原子发现过程中所做出的贡献．10、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，1个质子的质量约等于1个中子的质量约等于一个电子质量的1836倍，所以电子的质量很小，原子的质量只要取决于质子和中子，所以主要质量集中在原子核上．故选：D【分析】根据原子的构成，质子、中子和电子的质量大小考虑，质子的质量约等于中子的质量，约为一个电子质量的1836倍．11、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故AC正确，B错误；D、影响α粒子运动的主要是带正电的原子核．而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转，根据α粒子散射实验，可以估算出原子核的直径约为10﹣15米～10﹣14米，故D正确．故选：B【分析】α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进．12、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、此实验不能说明原子核内存在质子，故A错误；B、由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内，不能说明原子核是由质子和中子组成的．故B错误；C、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，说明原子中的电子只能绕核旋转，而玻尔提出原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动，故C错误．D、卢瑟福的α粒子散射实验的结果得出：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．故D正确．故选：D．【分析】本题比较简单，只要正确理解a粒子散射实验现象、结论及意义即可正确解答．13、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】（1）A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一．故A正确．B、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．故B不正确．C、玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化．故C错误．D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小，波长长．故D错误．故选：A【分析】卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，玻尔原子模型提出能量量子化，光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小．14、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子核式结构模型，故A正确；B、电子从半径大的ra 的轨道自发地直接跃迁至半径小的rb的轨道时，必须辐射一定频率的光子，故B不正确；C、玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大，故C错误；D、一对正负电子对湮灭后生成光子，说明质量对应着一定能量，不能说明质量守恒定律是有适用范围的，故D错误；故选：A【分析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立模型；B、当半径增加时，则必须吸收能量，当半径减小时，则必须释放能量；C、辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，动能增大；D、由质能方程可知，质量对应一定的能量；15、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说．故A正确．B、波尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象，故B错误．C、汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，故C正确．D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．故D正确．故选：B．【分析】普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说；玻尔理论能够很好解释氢原子发光现象；汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子．二、填空题16、【答案】α粒子散射；核式【考点】原子的核式结构【解析】【解答】卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：α粒子散射，核式【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．17、【答案】原子；查德威克；负；电子【考点】原子的核式结构【解析】【解答】一直以来人们都认为原子是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家查德威克发现了带负电的电子，从此打破了原子不可再分的神话．故答案为：原子；查德威克；负；电子．【分析】构成物质的基本微粒是分子、原子、离子，分子和原子不能比较大小，且原子还可以再分来回答本题．18、【答案】负；电子；正；原子核【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积虽然很小，但可以再分，原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的．故答案为：负；电子；正；原子核．【分析】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积很小，但质量很大，原子的质量主要集中在原子核上；原子核的体积虽然很小，但还可以再分，分成带正电的质子和不带电的中子．19、【答案】电子；天然放射性现象【考点】原子核的组成【解析】【解答】解；电子发现后，科学家们开始认为原子是可以再分的，说明原子有结构问题；卢瑟福提出的核式结构模型为：原子由位于原子中心的原子核及绕核转动的电子组成，天然放射性现象说明原子核也可以再分．故答案为：电子，天然放射性现象【分析】解答本题应掌握：原子结构的发现过程及核式结构模型的内容．20、【答案】错误【考点】原子的核式结构【解析】【解答】根据波尔的原子模型中轨道半径量子化观点，电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动；不同轨道间跃迁会辐射或者吸收一定频率的光子；故答案为：错．【分析】根据波尔的原子模型，轨道半径量子化，即电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动，不向外辐射能量；从一个轨道跃迁到另一个轨道时会辐射或者吸收一定频率的光子．三、解答题21、【答案】解答：电子云形成的原因：在距离原子核很远处的电子出现的概率几乎为零，而有些非常靠近原子核的电子出现的概率也几乎为零．电子云的特点：把电子在原子核外各处区域出现的概率分布用图象表示，以不同的浓淡程度表示出现的概率大小，象电子在原子核外周围形成的云雾．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的运动．在这个模型里，某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小．密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；反之，则表明电子出现的机会少．电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”．22、【答案】解答：汤姆逊发现了电子，卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图，此实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：核式；【考点】原子的核式结构【解析】【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．23、【答案】解答：卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构；故答案为：卢瑟福；α粒子散射实验．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构．24、【答案】解答：根据比荷的定义式，反质子的比荷： C/kg答：反质子的比荷是9.58×107C/kg【考点】原子核的组成【解析】【分析】根据比荷的定义式即可求出．25、【答案】解答：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．U的原子序数为92，即质子数为92，中子数等于质量数减去质子数，即为235﹣92=143．答：它的核子数，质子数和中子数分别是235、92、143．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．原子序数等于质子数，质子数与中子数的和等于质量数．。
高中物理第四章原子结构和波粒二象性测评含解析选择性第三册
第四章测评（时间:60分钟满分：100分）一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。
美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖。
假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后,电子向某一个方向运动,光子沿另一方向散射出去,则这个散射光子跟原来的光子相比（）A。
频率变大B。
动量变大C.光子能量变大D.波长变长,遵守动量守恒定律和能量守恒定律，自由电子被碰前静止,被碰后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小。
故选项D正确。
2.电子显微镜的最高分辨率高达0。
2 nm，如果有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度情况下，质子显微镜的最高分辨率将(）A。
小于0.2 nm B.大于0。
2 nmC。
等于0。
2 nm D.以上说法均不正确由λ=ℎ知,如果把质子加速到与电子相同的速度,因质子的质量更ℎ大，则质子的波长更短,分辨能力更高。
3.下列对于氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B。
氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C。
氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关的谱线，即产生一些特殊波长的光，A选项错误;氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线，B选项正确；氢原子光谱是氢原子发射光子时形成的发射光谱,光谱都不是连续的，与亮度无关,C选项错误；氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱无关,D选项错误。
4。
(2020上海黄浦区二模)不带电的锌板和验电器用导线相连。
若用甲灯照射锌板，验电器的金属箔片不张开；若用乙灯照射锌板，验电器的金属箔片张开,如图所示。
则与甲灯相比，乙灯发出的光（)A.频率更高B。
波长更大C。
光强更强 D.速率更大限频率才能产生光电效应;由题干知甲灯照射不能发生光电效应,乙灯照射可以发生光电效应,则乙灯发出的光频率比甲发出的高，故A正确，B、C、D错误。
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。
高中物理经典题库-原子物理试题
原子物理试题集粹（49+17=66 个）一、选择题（每题的四个选项中至少有一个是正确的）1．氢原子从激发态跃迁到基态，则核外电子的［］2．氢原子从能级Ａ跃迁到能级Ｂ时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级Ｂ跃迁到能级Ｃ时，吸收频率为ν2的光子．若ν2＞ν1，则氢原子从能级Ｃ跃迁到能级Ａ时，将［］ν 2－ν 1 的光子ν1＋ν2的光子ν2－ν1的光子ν1＋ν2的光子3．氢原子能级图的一部分如图5－1 所示，Ａ、Ｂ、Ｃ分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子．它们的能量和波长分别为ＥＡ、ＥＢ、ＥＣ和λＡ、λＢ、λＣ，则下述关系中正确的是［］Ａ． 1／λＣ＝ 1／λＡ＋ 1／λＢＢ．λＣ＝λＡ＋λＢＣ＝ＥＡ＋ＥＢＤ．1／λＡ＝1／λＢ＋1／λＣ图 5－1图5－24．氢原子的ｎ＝1，2，3， 4 各能级的能量如图5－2 所示，氢原子由ｎ＝ 1 的状态激发到ｎ＝ 4 的状态．在它回到ｎ＝ 1 的状态的过程中［］3 种 6 种不同频率的光子12.5 ｅＶ0.85 ｅＶ5．下列叙述中正确的是［］α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进6．按照玻尔理论，氢原子处在量子数ｎ＝ 1 和ｎ＝ 2 的定态时，其相应的原子能量的绝对值之比│Ｅ1 │∶│Ｅ2 │及电子的动能之比Ｅｋ1∶Ｅｋ2分别等于［］Ｃ．2∶1，4∶17．氢原子从ｎ＝ 4 的激发态直接跃迁到ｎ＝ 2 的能级时，发出蓝色光．则氢原了从ｎ＝ 5 的激发态直接跃迁到ｎ＝ 2 的能级时，可能发出的是［］γ射线8．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，向外辐射了ν1、ν2、ν3三种颜色的光子，且ν3 ＞ν 2＞ν 1，则［］ν 3Ｂ．被氢原子吸收的光子能量为ｈν 2 ν 1Ｄ．被氢原子吸收的光子能量为ｈ（ν1＋ν2）9．天然放射现象的发现揭示了［］Ｂ．原子的核式结构10．如图 5－ 3 所示，ｘ表示原子核，α粒子射向ｘ时被散射而偏转，其偏转轨道可能是图中的（α粒子入射动能相同）［］图5－3题号12345678910 答案B C AC BC AC A C AD C D11．关于α粒了散射实验，下列说法中正确的是［］α粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转α粒子在接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小α粒子在离开原子核的过程中，加速度逐渐减小α粒了散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小12．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，判断正确的是［］13．图 5－ 4 所示的实验中，用天然放射性元素钋（Ｐｏ）放出的α射线轰击铍时，产生一种不可见粒子．当用这种粒子轰击石蜡时，可从石蜡中打出质子，经过各种检测发现［］γ射线（光子）1／ 10，而且能量很大（＞55ＭｅＶ），因此它不是γ射线量相等的粒子图5－414．质子和α粒子在真空条件下，同时自静止由同一电场加速，经同点垂直进入同一偏转电场后均打在平行于偏转电场方向的同一荧光屏上．不计质子和α粒子所受的重力．说法正确的是［］α粒子先打到屏上α粒子的动能比质子大α粒子电场力的冲量大α粒子将打到荧光屏上同一点15．如图 5－ 5 所示，ａ为未知的天然放射源，ｂ为一张黑纸，ｃ为水平放置的平行金属板，板间有竖直方向较强的匀强电场，ｄ为荧光屏，ｅ为固定不动的显微镜筒．整个装置放在真空中．实验时，如果将电场Ｅ撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化．如果再将黑纸ｂ移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁的亮点数大为增加，由此可判定放射源ａ发出的射线为［］β射线和 γ 射线 Ｂ．α射线和 β 射线α 射线和 γ 射线Ｄ． α 射线和Ｘ射线图 5－516．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数越大，说明［ ］17．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，向外辐射了ν 1、 ν2 、ν 3 三种频率的光子（ ν3＞ν 2＞ν 1），对应光子的波长分别是λ1、λ 2、 λ3，则 ［ ］ν2Ｂ．被氢原子吸收的光子能量为ｈν 1ν3＝ ν2 ＋ν 1Ｄ． λ3＝ λ1λ2／（ λ1 ＋λ 2）18．当氢原子的电子处于第ｎ条轨道时，下面说法正确的是［ ］ｎ＝ｎｒ 1 （ｒ 1 为第 1 条可能轨道半径）ｎ＝Ｅ 1 ／ｎ 2（Ｅ 1 为电子在第一条可能轨道时的能量），可知ｎ越大时，原子能量越大1）定态时，辐射光子的波长λ＝（Ｅ ｎ －Ｅｎ－ 1 ）／ｈ1）／ 219．在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相切的圆．圆的直径比为 7∶1，如图 5－ 6 所示，那么碳 14 的衰变方程是［］146C → 42 H e + 104 B e Ｂ． 146 C → 01 e + 145 B146C → 01 e + 147 NＤ．146C → 12 H + 125 B图 5－620．在核反应方程：9412C ＋ｘ中，ｘ表示［ ］4B e + 2 H e → 6Ｃ．电子题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案CDBDACDABDCBDCDBDCB21．下列核反应中属于 α 衰变的是 ［］11 414127 24H e5B +2 H e → 7 N + 0 n13Al + 1 H → 1225 M g + 2230 226 4 3 1 490 Th →88 Ra +2 He1H + 1 H →2 He22．最初发现中子的原子核的人工转变，是下列核反应方程中的哪一个［］14 4 17 1 9 4 12 17 N+ 2 He→ 9 F+ 0 n Ｂ． 4 Be+ 2 He→ 6 C+ 0 n23 4 26 12 1 27 4 30 111 Na+ 2 He→ 13 Al 6 C +0 n 13 Al+ 2 He→ 15 P+ 0 n24．在核反应方程1530P→1430Si＋ｘ中的ｘ表示［］Ａ．质子25．用中子轰击铝 27，产生钠24 和ｘ粒子，钠24 具有放射性，它衰变后变成镁24，则ｘ粒子和钠的衰变过程分别是［］α衰变Ｂ．电子、α衰变α粒子、β衰变β衰变26．下列说法正确的是［］α射线轰击铍（9 12C ，并放出γ射线4Be ），铍核转变为 6γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹γ光子的能量足够大时，用γ射线轰击氘核能使氘核分解为11 H 和10n27．1900 年，德国物理学家普朗克在研究电磁辐射的能量分布时发现，只有认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份的能量等于ｈν，理论计算的结果才能跟实验事实完全符合．受该理论的启发，其他一些物理学家开展了有关方面的一些研究工作，取得了一些丰富的成果，下列所述符合这种情况的有：［］28．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从［］α粒子散射实验开始的29．目前，关于人类利用核能发电，下列说法中正确的是［］30．下列说法中正确的是［］β射线就是大量的原子被激发后，从原子的内层电子中脱出的电子源题号21222324252627282930 答案B C B D C BD CD D AC B 31．天然放射物质的放射线包含三种成份，下面的说法中正确的是［］α射线，但不能挡住β射线和γ射线γ粒子后会变成另一种元素的原子核α射线β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子32．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数ｎ越大，则［］Ｂ．电子轨道速度越小Ｄ．原子的电势能越小33．对卢瑟福的α粒子散射实验现象的分析表明了［］34．如图 5-1 为氢原子ｎ＝ 1，2，3，4 的各个能级示意图．处于ｎ＝ 4 能量状态的氢原子，当它向较低能级发生跃迁时，发出的光子能量可能为［］图 5-12． 55ｅＶＢ．13．6ｅＶ12．75ｅＶＤ．0．85ｅＶ35．下面列举的现象中，哪个是卢瑟福在α粒子散射实验中观察到的，并据此现象得出原子的核式结构［］α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子仍按原方向前进α粒子发生较大角度偏转，少数α粒子按原方向前进，或被弹回α粒子穿过金箔后仍按原方向前进α粒子发生较大角度偏转，甚至被弹回36．如图 5-2 所示的 4 个图中，Ｏ点表示某原子核的位置，曲线ａｂ和ｃｄ表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，正确的图是［］图 5-237．根据玻尔理论，氢原子的基态能级为Ｅ１，氢原子从ｎ＝ 3 的定态跃迁到ｎ＝ 1 的基态过程中辐射光子的波长为λ，ｈ为普朗克常量，ｃ为光速，则［］Ｂ．电子的电势能增大38．下列说法正确的是［］γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强γ光子的能量足够大，用γ线轰击氘核能使氘核分解为11 H 和10n39．如图 5-3 所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中Ａ是放射性物质，Ｆ是铝箔，Ｓ为荧光屏，在容器中充入氮气后，屏Ｓ上出现闪光，该闪光是［］图 5-3α粒子射到屏上产生的α粒子从Ｆ打出的粒子射到屏上产生的α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的γ射线射到屏上产生的40．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图5-4 所示，离子源Ｓ产生一个质量为ｍ，电量为ｑ的正离子，离子产生出来时速度很小，可以看作是静止的．离子产生出来后经过电压Ｕ加速，进入磁感强度为Ｂ的匀强磁场，沿着半圆周运动而达到记录它的照相底片Ｐ上，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离为ｘ．则下列说法正确的是［］图 5-4若某离子经上述装置后，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离大于ｘ，则说明离子的质量一定变大若某离子经上述装置后，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离大于ｘ，则说明加速电压Ｕ一定变大若某离子经上述装置后，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离大于ｘ，则说明磁感强度Ｂ一定变大若某离子经上述装置后，测得它在Ｐ上的位置到入口处Ｓ１的距离大于ｘ，则说明离子所带电量ｑ可能变小题号31323334353637383940 答案ACD B AD AC D D AD BCD C41．如果某放射性元素经过ｘ次α衰变和Ｙ次β衰变，变成一种新原子核，则这个新原子核的质子数比放射性元素原子核的质子数减小［］2ｘ＋ｙＢ．ｘ＋ｙＣ．ｘ－ｙＤ．2ｘ－ｙ42．某放射性元素的原子核Ａ的衰变过程是ＡＢＣ，下列说法中正确的是［］2Ｂ．原子核Ｃ的质子数比Ａ少 11 143．1999 年 9 月 18 日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰研制“两弹一星”作出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中属研究两弹的基本的核反应方程式的是［］44．一个质子以1．0×10 ７ｍ／ｓ的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27 倍，硅原子核的质量是质子的28 倍，则下列判断正确的是［］107 ｍ／ｓ，方向跟质子的初速度方向一致105 ｍ／ｓ，方向跟质子的初速度方向一致45．同学们根据中学物理知识讨论“随着岁月的流逝，地球绕太阳公转的周期、日地间的平均距离、地球表面温度变化的趋势”的问题中，有下列结论．请你判断哪些结论正确［］Ｅ＝ｍｃ２可知太阳质量Ｍ在不断减少２和Ｆ＝ｍｖ２／ｒ知日地距离ｒ不断增大，地球环绕速度将减少，且周期Ｔ＝2πｒ／ｖ将增大２和Ｆ＝ｍｖ２／ｒ知日地距离ｒ将不断减小，地球环绕速度将增大，且周期Ｔ＝ 2πｒ／ｖ将减小的热功率也减小，地球表面温度也将逐渐降低46．238U 是一种放射性元素，进行一系列放射性衰变，由图5-5 可以知道［］92图 5-584，ｂ是 206β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的238 20692U 衰变成82 Pb 要经过6次①衰变，8次②衰变47．质子和中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是11 H +10n→12 H ＋γ，以下说法正确的是［］２γ光子的能量为ｍｃ，ｍ为反应中的质量亏损ｍ，所以“物质不灭”的说法是不正确的48．氘核（2H ）和氚核（3H ）结合成氦核（4He ）的核反应方程为：2 3 4He11 12 1H + 1 H → 2 + 0n，设氘核，氚核，氦核和中子质量分别为ｍ１，ｍ２，ｍ３和ｍ４，真空中光速为ｃ，则反应过程释放的能量为［］１＋ｍ２－ｍ３）ｃ 2１＋ｍ２－ｍ４）ｃ2１＋ｍ２－ｍ３－ｍ４）ｃ2３＋ｍ４－ｍ１－ｍ２）ｃ 249．一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是ｍ１、ｍ２、ｍ３，则［］１＋ｍ２＝ｍ３１＋ｍ２＞ｍ３１＋ｍ２＜ｍ３１＋ｍ２－ｍ３）ｃ2／ｈ的光子，式中ｃ是光速、ｈ是普朗克常量题号41 42 43 44 45 46 47 48 49答案 D BC BD ABD ABD ABD AC C BD二、填空题1．现在科学家们正在设法探寻“反物质”．所谓“反物质”是由“反粒子”组成，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电量，但电荷的符号相反，例如正电子就是电子的“反粒子”．据此，若有反质子存在，它的质量数应为，基元电荷的电量是 1.60 ×10 －19Ｃ，则反质子的带电量为．2．氢原子中核外电子在基态轨道上运动的能量为－13.6 ｅＶ，若已知氢原子辐射光子的能量为 2.55 ｅＶ，则可判断这个氢原子的核外电子是由第条可能轨道跃迁到第条可能轨道．3．如图 5－7 中给出的氢原子最低的四个能级．Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ分别表示氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子，其中波长最短的光子是（填字母）最小的频率等于Ｈｚ．（保留两位有效数字，普朗克常量ｈ＝ 6.6 ×10 －34Ｊ·ｓ）图 5－74．在玻尔的氢原子模型中，电子的第一条可能轨道的半径为ｒ 1 ，则由此向外数的第三条可能轨道的半径ｒ3＝．电子在这第三条轨道上运动时的动能Ｅｋ＝．（已知基元电荷ｅ，静电力常量为ｋ）5．假设二个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子．已知氘核的质量是 2.0136 ｕ，中子的质量是 1.0087 ｕ，氦核同位素的质量是 3.0150 ｕ，写出聚变核反应方程 ，在聚变核反应中释放出的能量为ＭｅＶ（保留三位有效数字）．6．完成下列核反应方程1） 147 N + 24 He →＋11H ；2） 49 Be + 24 He → 126 C ＋；141 13） 7 N + 0 n →＋ 1 H ；4） 1530P → 1430 Si ＋；5） 92235 U + 01 n → 56141 Ba + 3692 Kr ＋ ．7．处于基态的氢原子在某种单色光照射下，只能发出频率为ν 1、 ν 2 和 ν 3 的三种光，且ν1＜ν 2＜ν3，则该照射光的光子能量为．8．用 γ 光子轰击氘核， 使之产生质子和中子， 写出核反应方程式 ．已知氘核质量为 2.0135ｕ，质子质量为 1.0072 ｕ，中子质量为 1.0086 ｕ， 1ｕ＝1.6605×10 －27ｋｇ，普朗克常量ｈ＝ 6.63 ×10 －34Ｊ·ｓ，则 γ 光子的波长应为ｍ．（要求一位有效数字）9．下列核反应均属释放核能的反应，请完成核反应方程，并注明反应类型．24 1反应；1）1H ＋→ 2 He + 0 n ，2） 92235 U + 01 n → 3890 Sr + 13654 Xe + ，反应．10．质子击中锂核后变成两个 α 粒子，其核反应式为 ；若它们的质量分别为 1.6726×10 －27ｋｇ、11.6505×10 － 27 ｋｇ、 6.6466×10－27ｋｇ，则此过程中释放的能量等于 Ｊ．（取 3 位有效数字）11．太阳内部发生热核反应，每秒钟辐射出的能量约3．8×10 26 Ｊ，据此估算太阳一年内质量将减少 ________ｋｇ．（保留两位数字）12．要使一个中性锂原子最外层的电子脱离锂原子所需的能量是 5． 39ｅＶ，要使一个中性氟原子结合一个电子形成一个氟离子所放出的能量是 3． 51ｅＶ，则将一个电子从锂原子转移到氟原子所须提供的能量为 ________．13．如图 5-6 所示给出的氢原子最低的四个能级，Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ分别表示氢原子在这些能级之 间跃迁所辐射的光子，其中波长最短的光子是 ________（填字母），最小的频率等于________Ｈｚ．（保留两位有效数字，普朗克常量ｈ＝6．6×10 － 34 Ｊ·ｓ）图 5-614．氢原子的基态能量是－ 13．6ｅＶ，则氢原子光谱中频率最高的光波的波长是________ｍ．（ｈ3415．在匀强电场中逆电场线运动的Ｕ核（238α衰变，衰变时ｖα与电场线垂92 U）速度减为零时若发生直，衰变后当α粒子沿Ｅ的方向移动位移为Ｌ时残核在与电场线平行的方向上位移Ｌ′为 ________ Ｌ，Ｌ′与Ｌ方向 ________．16．用质子轰击锂核37Li，生成2 个α粒子，这个核反应方程式为 ________，若用ｍｐ表示质子质量，ｍ表示锂核质量，ｍα表示α粒子质量，ｃ表示光速，则此核反应中释放能量Ｅ＝ ________．17．两个氘核聚变产生一个氦核（32 He ）和一个中子，这一过程的核反应方程是________．3．3426×10 －27ｋｇ，氦核质量 5．0049×10 －27ｋｇ，中子质量1．6744×10 －27ｋｇ，上述核反应释放的能量为 ________Ｊ．参考答案1． 1，－1.60 ×10 －19Ｃ2． 4，23．Ｂ， 1.6 ×10 144． 9ｒ1，ｋｅ2／18ｒ15． 3.266．（ 1）17 1 14 0 1 8 O （2）0n （3）6C （4）1e （5） 3 0n7．ｈｒ 32 1 1 － 13 8．1H +γ →1 H +0 n ，6×109．（ 1）3 11H，聚变（ 2） 10 0n，裂变－ 1210．11H + 37Li→ 2 24He， 2.69 × 10 11． 1．3×10 1712． 1．88ｅＶ13．Ｂ 1 ．0×10 1414． 9．14×10 －815． 10／ 13 相同16．7 1 4 4He （ｍ＋ｍｐ－2ｍ）ｃ23 Li+ 1 H → 2 He + 2 α17．212H→23－ 13 He +10 n ，5．3×10。
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。
【单元练】2021年高中物理选修3第四章【原子结构和波粒二象性】经典测试卷(答案解析)
一、选择题1．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。
用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。
下列说法不正确的是（）A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f B解析：BABC．由于电源的接法不知道，所以有两种情况：(1)c接负极，d接正极：单色光a频率大于金属的截止频率，b光的频率小于金属的截止频率，所以a光的频率一定大于b光的频率。
(2)c接正极，d接负极：a、b两光可能都发生光电效应，a光产生的光电子能到达负极而b 光产生的光电子不能到达负极，a光产生的光电子的最大初动能大，所以a光的频率一定大于b光的频率，故A、C正确，不符合题意；B错误，符合题意；D．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，跃迁到n=回到1n=能级，再从33n=能级，则下列说法正确的是（）A．基态氢原子吸收的光子能量为1.51eVB ．大量氢原子从3n =跃迁到1n =能级，可释放两种不同频率的光子C ．释放的光子能量最小为1.89eVD ．氢原子从3n =跃迁到1n =能级，氢原子的能量减小，电势能增大C解析：CA ．大量氢原子吸收的能量为()13.6 1.51eV 12.09eV -=故A 错误；B ．大量氢原子从3n =跃迁到1n =，可释放三种不同频率的光子，故B 错误；C ．释放的光子能量最小为()3.4 1.51eV 1.89eV -=故C 正确；D ．氢原子从3n =跃迁到1n =能级，氢原子的能量减小，电场力做正功，电势能减小，故D 错误。
深圳中学高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》经典测试(含答案解析)
一、选择题1．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c 、d 连接。
用一定频率的单色光a 照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b 照射该光电管时，灵敏电流计G 的指针不偏转。
下列说法不正确的是（ ）A ．a 光的频率一定大于b 光的频率B ．用b 光照射光电管时，一定没有发生光电效应C ．电源正极可能与c 接线柱连接D ．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d →G →f2．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 ．3．如图所示，氢原子在不同能级间发生a 、b 、c 三种跃迁时，释放光子的波长分别是λa 、λb 、λc ，下列关系式正确的是（ ）A ．λb ＝λa +λcB ．b c a b c λλλλλ=+C ．a c b a c λλλλλ=+D ．a b c a bλλλλλ=+4．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5．氢原子能级示意如图。
现有大量氢原子处于n=3能级上，下列正确的是（）A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出6种频率的光子B．从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低C．从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66eV的能量D．n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量6．如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。
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。
高中物理-专题 α粒子散射实验与原子结构(原卷版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第二部分原子物理专题6.7 α粒子散射实验与原子结构一．选择题1.（2020湖北黄冈模拟3）如图是世界物理学史上两个著名实验的装置图，下列有关实验的叙述正确的是（）A. 图甲是α粒子散射实验装置，卢瑟福指导他的学生们进行α粒子散射实验研究时，发现了质子和中子B. 图甲是α粒子散射实验装置，汤姆孙根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”结构C. 图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能越大D. 图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光光照强度一定，则光的频率越大，所产生的饱和光电流就越大2. （2020成都调研）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 粒子散射实验结果，发现了质子和中子B.图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C.图丙：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D.图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构3．（2019成都摸底）下列说法正确的是A．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型B．大量处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射2种频率的光子C．α粒子的穿透本领比β射线强D．光照射金属时，只要光的频率大于金属的截止频率，无论光的强弱如何，都能发生光电效应4．下列几幅图的有关说法中正确的是()A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的B．发现少数α粒子发生了较大偏转，因为原子的质量绝大部分集中在很小空间范围内C．光电效应实验和康普顿效应实验说明了光具有粒子性D．射线甲由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷E．链式反应属于重核的裂变5. (2015·安徽理综)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。
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。
【金版学案】2014-2015学年高中物理 第十八章原子结构章末过关检测卷(三)新人教版选修3-5
第十八章原子结构(测试时间：50分钟评价分值：100分)一、单项选择题(本题共4小题，每题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是( )A．光电效应实验 B．伦琴射线的发现C．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现分析：解答本题时可按以下思路分析：各实验现象和发现与哪些物理原理有关，原子的核式结构由谁提出，用什么实验验证以及核式结构所能解释的物理问题是什么．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：C2．20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，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．汤姆生发现电子的实验装置D．查德威克发现中子的实验装置解析：此图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，选A.答案：A3．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 －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：A4．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解析：由可见光的能量值范围可知，在氢原子的能级值中，高能级向n ＝3能级跃迁时，发出的光的频率小于可见光的频率，C 错误；若高能级与n ＝2能级间的能量差大于3.11 eV ，则不能发出可见光，B 错误；从高能级跃迁到n ＝1的能级时，能量值一定大于可见光子能量值，由于ε＝h ν＝h c λ，能量越大，波长越短，故A 错误；当原子从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出的光子能量在可见光的能量值范围之内，所以D 正确．答案：D二、双项选择题(本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)5．下列有关氢原子光谱的说法正确的是( )A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关解析：氢原子的发射光谱是不连续的，它只能发出特定频率的光，说明氢原子的能级是分立的，选项B、C正确，A错误．根据玻尔理论可知，选项D错误．答案：BC6．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．加速度先变大，后变小解析：α粒子从a到b，受排斥力作用，电场力做负功，动能减少，电势能增大；α粒子从b再运动到c，电场力做正功，动能增加，电势能减少；到达c点时，由于a、c在同一等势面上，所以从a到c，电场力所做总功为零，故A、B错，C对．α粒子从a到b，场强增大，加速度增大；从b到c，场强减小，加速度减小，故D对．答案：CD7．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是( )A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性解析：近代物理的物理学史，卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，A、B正确．答案：AB8．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，正确；B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故B 错；C 项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D 错．答案：AC9．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：ε＝h c λ＝6.63×10－34×3×10860×10－6 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得，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，所以只有B 可使氢原子从基态跃迁到激发态．答案：AB三、非选择题(本大题3小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)10．(14分)汤姆孙通过测定组成阴极射线的粒子的比荷发现了电子，从而说明原子内部有复杂的结构．密立根通过油滴实验测定了电子的________，而且揭示出了带电物体所带的电荷是__________ .答案：电荷量 量子化的11．(20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 eV④解①②③④得，ΔE ＝12·12mv 20＝6.8 eV. 因为ΔE ＝6.8 eV ＜10.2 e V ，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 eV12.(20分)如图所示为氢原子能级图，试回答下列问题：(1)一群处于n＝4能级的氢原子跃迁后可能辐射出几种频率的光子？(2)通过计算判断：氢原子从n＝4跃迁到n＝2时辐射出的光子，能否使金属铯发生光电效应？若能，则产生的光电子的初动能是否可能为0.48 eV？(已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，金属铯的极限频率为4.55×1014 Hz)解析：(1)最多可能辐射出6种频率的光子；(2)由氢原子能级图可知，从能级n＝4跃迁到n＝2，辐射出的光子中，能量最大值为：E光＝E4－E2＝2.55 eV金属铯的逸出功W＝hν≈3.02×10－19≈1.89 eV因为E光>W，所以可以发生光电效应．由爱因斯坦光电效应方程得：E km＝E光－W，可知产生的光电子的最大初动能为0.66 eV因为光电子的最大初动能大于0.48 eV，所以可以产生0.48 eV的光电子．答案：(1)6 (2)可以能。
《常考题》初中高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》阶段测试(含答案解析)
一、选择题1．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2．如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。
用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。
下列说法不正确的是（）A．a光的频率一定大于b光的频率B．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应C．电源正极可能与c接线柱连接D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→G→f3．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4．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（）A．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量B．实验表明原子中心有一个较大的核，它占有原子体积的较大部分C．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°D．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核及核外电子，当α粒子接近核时是核的推斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转5．下列说法错误的是（）A．光的频率越低，粒子性越显著B．光波不同于宏观概念中的那种连续的波，它是表明大量光子运动规律的一种概率波C．物质波理论告诉我们，任何运动的微观粒子都具有波粒二象性D．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大6．如图甲所示为氢原子的能级图，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=3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=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光7．物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中不正确的是 ( ) A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型C．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应D．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8．下列说法正确的是（）A．布朗运动证明了花粉分子的无规则热运动B．光电效应彻底否定了光的波动说，证明了光具有粒子性C．α粒子的散射实验说明了原子核很小且质量很大D．温度升高物体内分子的动能一定增大9．图为氢原子能级图。
高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID ：130641]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 2．(0分)[ID ：130635]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1cos αC ．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3．(0分)[ID ：130623]如图甲所示为氢原子的能级图，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=3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=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光4．(0分)[ID：130615]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．(0分)[ID：130609]如图是氢原子能级示意图的一部分则（）A．电子在各能级出现的概率是一样的B．一个氢原子从n=4 的能级向低能级跃迁时最多发出 3 种频率的光C．一个动能是 13.6eV 的原子撞击处于基态的氢原子，一定能使它电离D．一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时，能辐射出的光子中，波长最长的是从 n=4 到 n=1 的轨道跃迁时放出的光子6．(0分)[ID：130608]下列说法正确的是（）A．布朗运动证明了花粉分子的无规则热运动B．光电效应彻底否定了光的波动说，证明了光具有粒子性C．α粒子的散射实验说明了原子核很小且质量很大D．温度升高物体内分子的动能一定增大7．(0分)[ID：130598]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8．(0分)[ID：130597]有关卢瑟福α粒子散射实验的说法，以下正确的是（）A．α粒子散射实验说明原子核具有复杂结构B．在α粒子散射实验中观察到大多数粒子发生了较大幅度的偏转C．通过α粒子散射实验，可以得出正电荷均匀分布在整个原子中D．通过α粒子散射实验，可以估算出原子核的大小9．(0分)[ID：130582]如图所示，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（）A．所辐射的光子的频率最多有6种B．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小C．从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条10．(0分)[ID：130572]如图a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。
人教版高中物理选修三第四章《原子结构和波粒二象性》测试卷(包含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID：130647]氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从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，则（）A．a光的光子能量大于b光的光子能量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．处于能级n=4的电子的动能大于能级n=2的动能D．在真空中传播时，b光的波长较短2．(0分)[ID：130637]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3．(0分)[ID：130622]用不同频率的光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线如图所示，图线的反向延长线与纵轴交点纵坐标为-a（a＞0），与横轴交点横坐标为b，电子的电荷量大小为e，则由图获取的信息，错误的是（）A．该金属的截止频率为bB．该金属的逸出功为aC．普朗克常量为b aD．入射光的频率为2b时，遏止电压为a e4．(0分)[ID：130610]物理学史的学习是物理学习中很重要的一部分，下列关于物理学史叙述中不正确的是 ( )A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型C．爱因斯坦发现了光电效应，并提出了光量子理论成功解释了光电效应D．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5．(0分)[ID：130598]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．(0分)[ID：130587]氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从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，则（）A．真空中，光a的波长大于光b的波长B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时可能会辐射出紫外线C．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线D．用可见光a照射处于n=2能级的氢原子，其一定跃迁到n=4能级7．(0分)[ID：130586]1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理学奖，下列关于光电效应的说法正确的是（）A．只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应B．电子脱离某种金属所做的功叫这种金属的逸出功，其与入射光的频率和强度无关C．用不同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同D．发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，单位时间内射出的光电子数将减少8．(0分)[ID：130584]如图所示为氢原子的能级示意图，一群处于n=4能级的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出几种频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠有几种能使其产生光电效应（）A．6、3 B．6、4 C．4、3 D．4、49．(0分)[ID：130581]如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时（）A ．一共能辐射6种频率的光子B ．能辐射出3种能量大于10.2eV 的光子C ．能辐射出3种能量大于12.09eV 的光子D ．能辐射出能量小于0.31eV 的光子10．(0分)[ID ：130571]如图，当电键S 断开时，用光子能量为3.1eV 的一束光照射阴极K ，发现电流表读数不为零。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高中物理-原子结构测试题(高考体验卷)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;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.(·北京理综)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:由玻尔原子模型、跃迁的特点,由高能级向低能级跃迁过程中能量减少,减少的能量以光子形式放出,选项B正确。
答案:B2.(·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.(·上海单科)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:α粒子散射实验的实验现象:(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进;(2)少数α粒子发生了较大的偏转;(3)极少数α粒子的偏转角θ超过90°,甚至有个别α粒子被反弹回来。
据此可知本题只有选项D正确。
答案:D4.(·全国高考)已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量E n=,其中n=2,3,…用h表示普朗克常量,c 表示真空中的光速。
能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A.-B.-C.-D.-解析:根据激发态能量公式E n=可知氢原子第一激发态的能量为,设能使氢原子从第一激发态电离的最大波长(设波长为λm)的光子能量为ΔE,则有+ΔE=0,且ΔE=h,联立解得λm=-,所以本题正确选项只有C。
答案:C5.(·四川理综)如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子()A.从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B.从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大C.处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的D.从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量解析:由hν=E m-E n,E n=-,λ=可得从n=4跃迁到n=3比从n=3跃迁到n=2辐射出的电磁波的能量小,频率小,波长长,选项A正确;电磁波在真空中的速度都是一样的,选项B错误;电子轨道与能级对应处于不同能级,核外电子在各处出现的概率是不一样的,选项C错误;从高能级向低能级跃迁时,氢原子一定向外释放能量,但不是氢原子核释放能量,选项D错误。
答案:A6.(·江苏单科)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:由E n=、h=ΔE及能级跃迁图可得a光的波长最短,b光的波长最长,选项C正确。
答案:C7.(·课标Ⅰ理综)用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线,且ν3>ν2>ν1,则()A.ν0<ν1B.ν3=ν2+ν1C.ν0=ν1+ν2+ν3D.解析:在光谱中仅能观测到三条谱线,可知基态的氢原子被激发到n=3,且hν3=hν2+hν1,ν3=ν0,选项B正确。
答案:B8.(·上海单科)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解析:卢瑟福原子核式结构模型的结论不涉及原子核的组成问题,A、C、D三项不符合题意,B项符合题意。
答案:B9.(·四川理综)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:氢原子从能级m跃迁到能级n时,辐射红光,则hν1=E m-E n;从能级n跃迁到能级k时,吸收紫光,则hν2=E k-E n。
因为红光的频率ν1小于紫光的频率ν2,即hν1<hν2,所以能级k大于能级m。
从能级k跃迁到能级m时,辐射光子的能量为E k-E m=hν2-hν1,选项D正确。
答案:D10.(·山东理综)氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm。
以下判断正确的是()A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级C.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级解析:由h=E2-E1及氢原子能级关系可知,从n=2跃迁到n=1时释放光子波长为122 nm,故选项A 错误。
波长325 nm光子能量小于波长122 nm光子能量,不能使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级,选项B错误。
一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多有3种可能,因此最多产生3种谱线。
选项C正确。
从n=3跃迁到n=2时辐射光的波长λ=656 nm,所以,只有当入射光波长为656 nm时,才能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级。
选项D正确。
答案:CD二、填空题(本题共2小题,共16分。
把答案填在题中的横线上)11.(8分)(·江苏单科)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(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条。
解析:能级越小的电子,离原子核越近;从n=4的激发态跃迁时,发射的谱线条数为=6条。
答案:近 612.(8分)(·山东理综)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个激发态能级上,其中最高能级的能量值是 eV(基态能量为-13.6 eV)。
解析:由于氢原子跃迁时放出三种不同能量的光子,所以n=3,而原子跃迁时处于2个激发态能级上。
最高能级的能量值为E3=-13.6 eV+12.09 eV=-1.51 eV。
答案:2-1.51三、计算题(本题共3小题,共44分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(14分)(·江苏单科)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5.53×1014 Hz,普朗克常量h=6.63×10-34 J·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:氢原子放出的光子能量E=E3-E2,代入数据得E=1.89 eV金属钠的逸出功W0=hνc,代入数据得W0=2.3 eV因为E<W0,所以不能发生光电效应。
答案:不能。
原因见解析14.(14分)(·银川模拟)1914年,弗兰克和赫兹在实验中用电子碰撞静止的原子的方法,使原子从基态跃迁到激发态,来证明玻尔提出的原子能级存在的假设。
设电子的质量为m,原子质量为m0,基态和激发态的能量差为ΔE,试求入射电子的最小动能。
解析:设电子与原子碰撞前后的速率分别为v1和v2,原子碰撞后的速率为v,假设碰撞是一维正碰。
由动量守恒定律有mv1=mv2+m0v由能量守恒定律有m0v2+ΔE由上面两式得m0(m0+m)v2-2mm0v1v+2mΔE=0。
上式是关于v的二次方程,要使v有实数解,该方程的判别式Δ≥0,即Δ=(-2mm0v1)2-4m0(m0+m)×2mΔE≥0。
所以,ΔE。
可见,入射电子的最小动能为ΔE。
答案:ΔE15.(16分)(·青岛模拟)1951年物理学家发现了“电子偶数”,所谓“电子偶数”,就是同一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统。
已知正、负电子的质量均为m e,普朗克常量为h,静电力常量为k。
(1)若正、负电子是由一个光子和核场相互作用产生的,且相互作用过程中核场不提供能量,则此光子的频率必须大于临界值,临界值为多大?(2)假设“电子偶数”中,正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径r、运动速度v及电子的质量满足玻尔的轨道量子化理论:2m e vr=,n=1,2,…“电子偶数”的能量为正、负电子运动的动能和系统的电势能之和,已知两正、负电子相距为L时系统的电势能为E=-k。
试求n=1时“电子偶数”的能量。
(3)“电子偶数”由第一激发态跃迁到基态发出光子的波长为多大?解析:(1)设光子频率的临界值为ν0,则hν0=2m e c2,ν0=。
(2)由于正、负电子质量相等,故两电子的轨道半径相等,设为r,则正、负电子间距为2r,速度均为v,则k=m e,2m e vr=n,电子偶数能量E n=2×m e v2-k,得E n=-。
电子偶数基态能量为E1=-。
(3)电子偶数处于第一激发态时能量E2=,设电子偶数从第一激发态跃迁到基态时发出光子的波长为λ。
则E2-E1=-E1=h,λ=。
答案:(1)(2)-(3)。