物理選修3-5人教新課標(biāo)第十八章原子結(jié)構(gòu)測(cè)試題

1、第十八章 原 子 結(jié) 構(gòu) 單 元 測(cè) 試【說(shuō)明】本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時(shí)間90分鐘。請(qǐng)將第卷的答案填入答題欄內(nèi)，第卷可在各題的相應(yīng)位置直接作答。第卷(選擇題，共60分)一、選擇題(本題包括12小題，每小題5分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)1在粒子穿過(guò)金箔發(fā)生大角度散射的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的()A粒子一直受到金原子核的斥力作用B粒子的動(dòng)能不斷減小C粒子的電勢(shì)能不斷增大D粒子發(fā)生散射，是與電子碰撞的結(jié)果2玻爾的原子核模型解釋原子的下列問(wèn)題時(shí)

2、，和盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)觀點(diǎn)不同的是()A電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力，就是電子與核間的靜電引力B電子只能在一些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)C電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的能量不同D電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜電引力不同3關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)意義，下列說(shuō)法正確的是()A證明電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元B提出了電荷分布的量子化觀念C證明了電子在原子核外繞核轉(zhuǎn)動(dòng)D為電子質(zhì)量的最終獲得做出了突出貢獻(xiàn)4在燃燒的酒精燈芯上放上少許食鹽，用攝譜儀得到的光譜應(yīng)為()A鈉的發(fā)射光譜B鈉的吸收光譜C鈉的連續(xù)光譜 D鈉的線狀光譜5(2008·廣東高考)有關(guān)氫原子光譜的說(shuō)法正確的是()A氫原子的發(fā)射光譜是連

3、續(xù)譜B氫原子光譜說(shuō)明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C氫原子光譜說(shuō)明氫原子能級(jí)是分立的D氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無(wú)關(guān)圖16(2009·廣州測(cè)試)氫原子的能級(jí)圖如圖1所示，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，這群氫原子輻射出的光子的能量可能是()A13.6 eVB12.09 eVC10.2 eV D1.89 eV7現(xiàn)有k個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為3的能級(jí)上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)是(假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的)()A.BkC. D2k8在氫原子光譜中，可見(jiàn)光區(qū)域中有14條，其中有4條屬于巴

4、耳末系，其顏色為一條紅色，一條藍(lán)色，兩條紫色它們分別是從n3、4、5、6能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則()A紅色光譜線是氫原子從n6能級(jí)到n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的B紫色光譜線是氫原子從n6或n5能級(jí)向n2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的C若從n6能級(jí)躍遷到n1能級(jí)將產(chǎn)生紅外線D若從n6能級(jí)躍遷到n2能級(jí)所輻射的光子不能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則從n6能級(jí)向n3能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子將可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)圖29一個(gè)放電管發(fā)光，在其光譜中測(cè)得一條譜線的波長(zhǎng)為1.22×107 m，已知?dú)湓拥哪芗?jí)示意圖如圖2所示，普朗克常量h6.63×1034 J·s，電子電荷量e1.60×10

5、19 C，則該譜線所對(duì)應(yīng)的氫原子的能級(jí)躍遷是(取三位有效數(shù)字)()A從n5的能級(jí)躍遷到n3的能級(jí)B從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)C從n3的能級(jí)躍遷到n1的能級(jí)D從n2的能級(jí)躍遷到n1的能級(jí)10(2009·茂名模擬)按照玻爾的理論，氫原子的能級(jí)是氫原子處于各個(gè)定態(tài)時(shí)的能量值，它包括氫原子系統(tǒng)的電勢(shì)能和電子在軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能當(dāng)一個(gè)氫原子從n4的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A氫原子系統(tǒng)的電勢(shì)能增加，電子的動(dòng)能增加B氫原子系統(tǒng)的電勢(shì)能減小，電子的動(dòng)能減小C氫原子可能輻射6種不同波長(zhǎng)的光D氫原子可能輻射3種不同波長(zhǎng)的光11氫原子從n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)放出光子的頻率為，則它從基態(tài)

6、躍遷到n4的能級(jí)吸收的光子頻率為()A. B.C. D.圖312子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱(chēng)為氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用如圖3所示為氫原子的能級(jí)圖假定用動(dòng)能為E的電子束照射容器中大量處于n1能級(jí)的氫原子，氫原子吸收能量后，至多發(fā)出6種不同頻率的光，則關(guān)于E的取值正確的是()AE158.1 eVBE158.1 eVC2371.5 eVE2428.4 eVD只能等于2371.5 eV第卷(非選擇題，共40分)二、計(jì)算題(本題包括4小題，共40分解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、主要方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須寫(xiě)出數(shù)值和單位)圖413(8分)如

7、圖4所示是氫原子的能級(jí)圖(1)有一群氫原子處于量子數(shù)n4的激發(fā)態(tài)，在圖上用箭頭標(biāo)出這些氫原子發(fā)出的光譜線中屬于巴耳末線系的光譜線(2)計(jì)算發(fā)出的所有光譜線中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的一條的波長(zhǎng)(已知靜電常量k9.0×109 N·m2/C2，h6.63×1034J·s，e1.6×1019 C)圖514(9分)如圖5所示為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有動(dòng)能是E(eV)的某個(gè)粒子與處在基態(tài)的一個(gè)氫原子在同一直線上相向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞已知碰撞前粒子的動(dòng)量和氫原子的動(dòng)量大小相等碰撞后氫原子受激發(fā)躍遷到n5的能級(jí)(粒子的質(zhì)量m與氫原子的質(zhì)量mH之比為k)求：(1)碰前氫原子的動(dòng)能

8、；(2)若有一群氫原子處在n5的能級(jí)，會(huì)輻射出幾種頻率的光？其中頻率最高的光子能量多大？15(11分)用粒子和質(zhì)子分別做散射實(shí)驗(yàn)，它們跟金原子核的最近距離分別為d1和d2.(1)如果粒子和質(zhì)子都由靜止開(kāi)始經(jīng)相同的電壓加速后做實(shí)驗(yàn)，則d1d2為多少？(2)如果粒子和質(zhì)子具有相同的動(dòng)量值，則d1d2又為多少？(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為Epk)圖616(12分)美國(guó)科學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)首次測(cè)得電子電量油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖6所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源相連，上下板分別帶正、負(fù)電荷油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，經(jīng)上板中央小孔落到兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)顯微鏡可以觀察到它

9、運(yùn)動(dòng)的情況兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力(1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)差U，當(dāng)UU0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，求該油滴所帶的電荷量(2)若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度可以忽略，當(dāng)兩金屬板間的電勢(shì)差UU1時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴所帶的電荷量 詳解答案1.A2選B選項(xiàng)A、C、D的內(nèi)容盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)也有提及，而玻爾在他的基礎(chǔ)上引入了量子學(xué)說(shuō)，假設(shè)電子位于不連續(xù)的軌道上3選BD該實(shí)驗(yàn)第一次測(cè)定了電子的電荷量由電子的比荷就可確定電子的質(zhì)量，D正確因帶電體的電荷量均為某一個(gè)電量值(電子電荷量)的整數(shù)倍，故提出了電

10、荷分布的量子化概念，B正確4選AD該光譜為鈉蒸汽的發(fā)射光譜，也是鈉原子的特征光譜，必然為線狀光譜，A、D正確5選BC原子的發(fā)射光譜是原子躍遷時(shí)形成的，由于氫原子的能級(jí)是分立的，所以氫原子的發(fā)射光譜不是連續(xù)譜；原子發(fā)出的光子的能量正好等于原子躍遷時(shí)的能級(jí)差，故氫原子只能發(fā)出特定頻率的光綜上所述，選項(xiàng)A、D錯(cuò)，B、C對(duì)6選BCD從n3到n2，1.51(3.4)1.89 (eV)，D對(duì)從n3到n1，1.51(13.6)12.09 (eV)，B對(duì)從n2到n1，3.4(13.6)10.2 (eV)，C對(duì)7選C處在量子數(shù)為3的k個(gè)氫原子躍遷到量子數(shù)為2和量子數(shù)為1的氫原子個(gè)數(shù)各為，而處于量子數(shù)為2的個(gè)氫原

11、子還會(huì)向量子數(shù)為1的基態(tài)躍遷，故發(fā)出光子總數(shù)為k.8選B其能級(jí)躍遷圖如圖所示，由圖可以看出n6到n2的能量最大則應(yīng)為紫光，A錯(cuò)n5到n2是其次最值，故也應(yīng)為紫光，因此B正確從n6到n1的能級(jí)差大于n6到n2能級(jí)差，故將產(chǎn)生紫外線，C錯(cuò)從n6到n2躍遷輻射的光子不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則其他的就更不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，因此D錯(cuò)9選D波長(zhǎng)為1.22×107 m的光子能量Eh J1.63×1018 J10.2 eV，從圖中給出的氫原子能級(jí)圖可以看出，這條譜線是氫原子從n2的能級(jí)躍遷到n1的能級(jí)的過(guò)程中釋放的，故D項(xiàng)正確10選D氫原子從能級(jí)4向低能級(jí)躍遷的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功

12、，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤由于只有一個(gè)氫原子，若從能級(jí)4躍遷到能級(jí)3再躍遷到能級(jí)2再躍遷到基態(tài)，此時(shí)發(fā)出光子最多，會(huì)發(fā)出3種光子，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確11選D氫原子從n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)，hE3E2E1 則從基態(tài)躍遷到n4的能級(jí)，吸收光子能量hE4E1E1E1 由得，選項(xiàng)D正確12選C因?yàn)闅湓游漳芰亢笾炼喟l(fā)出6種不同頻率的光，所以氫原子被激發(fā)到n4的激發(fā)態(tài)，因此有2371.5 eVE2428.4 eV，即C選項(xiàng)正確13.解析：(1)從42和從3-2躍遷發(fā)出的光子屬于巴耳末線系，如圖所示(2)原子由n=4的激發(fā)態(tài)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)發(fā)出光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)h=E4-E3= m=1.88×10-6 m答案：(1)見(jiàn)解析圖(2)1.88×10-6 m14解析：(1)設(shè)v和vH分別表示粒子和氫原子的速率，由題意可知：mvmHvH0EHmHvkE(2)輻射出光子的頻率種數(shù)NCC10頻率最高的光子能量EE5E10.54 eV(13.6) eV13.06 eV答案：(1)kE(2)13.06 eV15解析：(1)粒子或質(zhì)子在向金原子核靠近時(shí)，動(dòng)能向電勢(shì)能轉(zhuǎn)化，相距最近時(shí)，動(dòng)能為0，電勢(shì)能Ep則EkU·qE