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：C

2．20世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图是( )

A ．卢瑟福的α粒子散射实验装置

B ．卢瑟福发现质子的实验装置

C ．汤姆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：题图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，选A.

答案：A

3．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 ν1

B ．h ν6

C ．h (ν5－ν1)

D ．h (ν1＋ν2＋…＋ν6)

解析：对于量子数n ＝3的一群氢原子，当它们向较低的激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为n （n －1）2＝3，由此可判定氢原子吸收光子后的能量的能级是n ＝4，且从n

＝4到n ＝3放出的光子能量最小，频率最低即为ν1，因此，处于n ＝3能级的氢原子吸收频率为ν1的光子(能量ε＝hν1)，从n ＝3能级跃迁到n ＝4能级后，方可发出6种频率的光谱线，选项A 正确．

答案：A

4．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

5．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：C

6．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E 1＝－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：A

7．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：A

8．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

1

1 836

，故阴极射线的比荷比氢原子大，D错．

答案：B

9．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( )

A．若氢原子由能量为E n的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为hν＝E n B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是ν

C．一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的轨道，已知r a>r b，则此过程原子要辐射某一频率的光子

D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁

解析：原子由能量为E n的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，与E n不同，故A错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错．

答案：C