第十八章《原子結(jié)構(gòu)》綜合評估

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第十八章原子結(jié)構(gòu)綜合評估時間：90分鐘 總分：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說可以解決的問題是()A解釋粒子散射現(xiàn)象B用粒子散射的實驗數(shù)據(jù)估算原子核的大小C結(jié)合經(jīng)典電磁理論，解釋原子的穩(wěn)定性D結(jié)合經(jīng)典電磁理論，解釋氫原子光譜答案：AB2關(guān)于玻爾的原子模型，下述說法中正確的有()A它徹底否定了經(jīng)典的電磁理論B它發(fā)展了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說C它完全拋棄了經(jīng)典的電磁理論D它引入了普朗克的量子觀念答案：BD3一群氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低的能級時()A可以輻射出3種不同頻率的光子B可能輻射出6種不同頻率的光子C頻率最低的光

2、子是由n4能級向n1能級輻射出的D波長最長的光子是由n4能級向n1能級輻射出的解析：從氫原子的能量級圖可知，最多能輻射6種光子，頻率最低的光子也是波長最長的光子，是從n4到n3發(fā)出的答案：B4如圖所示為粒子散射實驗中粒子經(jīng)過某一金原子核附近時的示意圖，a、b、c三點分別位于兩個等勢面上則以下說法正確的是()A粒子在a處的速率比在b處的小B粒子在b處的速率最大C粒子在a、c處的速率相同D粒子在b處的速率比在c處的速率小解析：原子核可看成是一個帶正電的點電荷，粒子在點電荷的電場中運動，由能量守恒定律和功能關(guān)系求解本題綜合考查能量守恒定律，粒子在發(fā)生散射時，動能與電勢能之和守恒，粒子在a點與c點時電

3、勢能相等，故在經(jīng)過a、c兩點時，粒子的動能也必須相等，C選項正確在粒子從a點到b點的過程中，電場力對粒子做負功，動能減小，va>vc；在粒子從b點到c點的過程中，電場力對粒子做正功，動能增大，vc>vb，所以D選項正確，而A、B選項是錯誤的答案：CD5在盧瑟福粒子散射實驗中，有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，其原因是()A原子的正電荷和絕大部分的質(zhì)量都集中在一個很小的核上B正電荷在原子中是均勻分布的C原子中存在著帶負電的電子D原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中解析：只有正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在很小的核上時，粒子才能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故選項A是正確的，選項B是錯誤的而選項C和選項D雖然

4、說法正確，但是卻非直接原因，所以不是合適選項答案：A6當(dāng)用具有1.87 eV能量的光子照射n3激發(fā)態(tài)的氫原子時()A氫原子不會吸收這個光子B氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動能為0.36 eVC氫原子吸收光子后被電離，電離后電子的動能為零D氫原子吸收光子后不會被電離答案：A7氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為10.632 8 m，23.39 m.已知波長為1的激光是氖原子在能級間隔為E11.96 eV的兩個能級之間躍遷產(chǎn)生的用E2表示產(chǎn)生波長為2的激光所對應(yīng)的躍遷能級間隔，則E2的近似值為()A10.50 eV B0.98 eVC0.53 eV D0.36 eV解析：能級

5、躍遷滿足E1hc/1，E2hc/2代入數(shù)值可求得E20.36 eV.答案：D8子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用如圖所示為氫原子的能級示意圖假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n2能級的氫原子，氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為1、2、3、4、5和6的光，且頻率依次增大，則E等于()Ah(31) Bh(56)Ch3 Dh4解析：由題意，照射后能發(fā)出6種光，則說明原子從n2的能級吸收光子躍遷到n4的能級這6種光分別是躍遷413121423243頻率654321從表中能看出4到2的對應(yīng)頻率為3.選項C正確答案：C9氫原子的基態(tài)能級E113.6 eV，第n能級

6、En，若氫原子從n3能級躍遷到n2能級時發(fā)出的光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則以下躍遷中放出的光也一定能使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的是()A從n2能級躍遷到n1能級B從n4能級躍遷到n3能級C從n5能級躍遷到n3能級D從n6能級躍遷到n5能級解析：由：En可得各能級E2 eV3.4 eV，E3 eV1.51 eV，E4 eV0.85 eV，E5 eV0.54 eV，E6 eV0.38 eV.氫原子由高能級向低能級躍遷時，輻射光子，由hEE，可得0，1，2，3，4，又，E3E21.89 eV，E2E110.2 eV，E4E30.66 eV，E5E30.97 eV，E6E50.16 eV，故只有1>0

7、，A選項正確答案：A10若原子的某內(nèi)層電子被電離成空位，其他層的電子躍遷到空位時，會將多余的能量以電磁波的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征X射線內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機制，其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)，將躍遷時釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子)，214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E01.416 MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層)使其電離實驗測得214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動能分別為EK1.323 MeV、EL1.399 MeV、EM1.4

8、12 MeV，則可能發(fā)射的特征X射線的能量為()A0.013 MeV B0.017 MeVC0.076 MeV D0.093 MeV解析：由題分析可知，電離后產(chǎn)生的電子動能在數(shù)值上與原子所處的激發(fā)態(tài)能級對應(yīng)，即EK1.323 MeV，EL1.399 MeV，EM1.412 MeV.當(dāng)發(fā)生能級躍遷時，釋放的特征X射線的能量的可能值為ELEK0.076 MeV，EMEL0.013 MeV，EMEK0.089 MeV.選項A、C正確答案：AC二、填空題(共16分)11(4分)能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量Ei稱為氫的電離能現(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中

9、擊出了一電子，該電子在遠離核以后速度的大小為_(用光子頻率、電子質(zhì)量m、氫的電離能Ei與普朗克常量h表示)解析：由能量守恒得mv2hEi，解得電子速度為v.答案： 12(4分)大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89 eV、10.2 eV、12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在_個激發(fā)態(tài)能級上，其中最高能級的能量值是_eV(基態(tài)能量為13.6 eV)答案：21.5113(4分)氫原子從m能級躍遷到n能級時，輻射出波長為1的光子，從m能級躍遷到k能級時，輻射出波長為2的光子，若1>2，則氫原子從n能級躍遷到k能級時，將_波長為_的光子解析

10、：由玻爾躍遷假設(shè)可得，EmEn，EmEk，兩式相減得EnEk，因為1>2，則En>Ek，故氫原子由n能級向k能級躍遷時，輻射光子又EnEk，則，解得輻射光子的波長.答案：輻射14(4分)已知氫原子基態(tài)能量為13.6 eV，第二能級E23.4 eV，如果氫原子吸收_eV能量，可由基態(tài)躍遷到第二能級如果再吸收1.89 eV能量，還可由第二能級躍遷到第三能級，則氫原子的第三能級E3_eV.答案：10.21.51三、計算題(共34分)15(8分)用一束光子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，氫原子吸收了光子后剛好發(fā)生電離已知E113.6 eV，求這束光子的頻率解析：基態(tài)氫原子的電離能為13.6 eV，

11、只要大于或等于13.6 eV的光都能使基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離，不過入射光子能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動能越大處于基態(tài)的氫原子吸收光子發(fā)生電離，則光子能EE1，由題意知，該光子的能量E13.6 eV，又Eh，則光子頻率 Hz3.28×1015 Hz.答案：3.28×1015 Hz16(8分)氫原子的電子在第二條軌道和第三條軌道上運動時，其動能之比、動量之比、周期之比分別為多少？解析：電子繞核運動，庫侖引力提供向心力，則得Ek，則Ek2Ek3r3r2又rnn2r1，故Ek2Ek394由動能與動量的關(guān)系知p，故p2p332，且v2v3p2p332由T知，周期之比T2

12、T3×827.答案：943282717(8分)氫原子處于基態(tài)時，原子能量E113.6 eV，已知電子電量e1.6×1019 C，電子質(zhì)量m0.91×1030 kg，氫原子的核外電子的第一條軌道的半徑為r10.53×1010 m.(1)若要使處于n2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？(2)氫原子核外電子的繞核運動可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n2的激發(fā)態(tài)時，核外電子運動的等效電流是多大？解析：(1)要使處于n2的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：h0()得8.21×1

13、014 Hz.(2)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運動，庫侖力提供向心力，有其中r24r1根據(jù)電流強度的定義I解得I將數(shù)據(jù)代入得I1.3×104 A.答案：(1)8.21×1014 Hz(2)1.3×104 A18(10分)氫原子從3.4 eV的能級躍遷到0.85 eV的能級時，求：(1)此時發(fā)射還是吸收光子？(2)這種光子的波長是多少(計算結(jié)果取一位有效數(shù)字)?(3)右圖中光電管用金屬材料銫制成，電路中定值電阻R00.75 ，電源電動勢E1.5 V，內(nèi)阻r0.25 ，圖中電路在D點交叉，但不相連R為變阻器，O是變阻器的中間抽頭，位于變阻器的正中央，P為滑動端從變阻器的兩端點ab可測得其總阻值為14 .當(dāng)用上述氫原子兩能級間躍遷而發(fā)射出來的光照射圖中的光電管時，欲使電流計G中電流為零，變阻器aP間阻值應(yīng)為多大？已知普朗克常量h6.63×1034 J·s，金屬銫的逸出功為1.9 eV.解析：(1)因氫原子是從低能級向高能級躍遷，故應(yīng)是吸收光子(2)因為EE1E2h，c/得 m5×107 m.(3)因為hE1E2(3.40.85) eV2.55 eV入射光光子的能量大于銫的逸出功