高中物理人教版5第十八章原子結構單元測試（全國一等獎）

第十八章單元測試題一、選擇題(本題包括9小題，每小題6分，共54分)1．玻爾的原子核模型解釋原子的下列問題時，和盧瑟福的核式結構學說觀點不同的是（）A．電子繞核運動的向心力，就是電子與核間的靜電引力B．電子只能在一些不連續(xù)的軌道上運動C．電子在不同軌道上運動的能量不同D．電子在不同軌道上運動時，靜電引力不同2．高速α粒子在重原子核電場作用下的散射現(xiàn)象如圖1所示，實線表示α粒子運動的軌跡，虛線表示重核形成電場的等勢面。設α粒子經(jīng)過a、b、c三點時的速度為va、vb、vc，則其關系為（）A．va<vb<vc B．vc<vb<vaC．vb<va<vc D．vc<va<vb3．在氫原子光譜中，可見光區(qū)域中有14條，其中有4條屬于巴耳末系，其顏色為一條紅色，一條藍色，兩條紫色。它們分別是從n＝3、4、5、6能級向n＝2能級躍遷時產生的，則（）A．紅色光譜線是氫原子從n＝6能級到n＝2能級躍遷時產生的B．紫色光譜線是氫原子從n＝6或n＝5能級向n＝2能級躍遷時產生的C．若從n＝6能級躍遷到n＝1能級將產生紅外線D．若從n＝6能級躍遷到n＝2能級所輻射的光子不能使某金屬產生光電效應，則從n＝6能級向n＝3能級躍遷時輻射的光子將可能使該金屬產生光電效應4．一個放電管發(fā)光，在其光譜中測得一條譜線的波長為×10－7m，已知氫原子的能級示意圖如圖2所示，普朗克常量h＝×10－34J·s，電子電荷量e＝×10－19C，則該譜線所對應的氫原子的能級躍遷是（取三位有效數(shù)字）（）A．從n＝5的能級躍遷到n＝3的能級B．從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級C．從n＝3的能級躍遷到n＝1的能級D．從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級5．μ子與氫原子核（質子）構成的原子稱為μ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μ氫原子的能級圖。假定用動能為E的電子束照射容器中大量處于n＝1能級的μ氫原子，μ氫原子吸收能量后，至多發(fā)出6種不同頻率的光，則關于E的取值正確的是（）A．E＝eVB．E＞eVC．eV＜E＜eVD．只能等于eV6．（多選）關于陰極射線，下列說法正確的是（）A．陰極射線就是稀薄氣體導電的輝光放電現(xiàn)象B．陰極射線是在真空管內由陰極發(fā)出的電子流C．陰極射線是組成物體的原子D．陰極射線可以直線傳播，也可被電場、磁場偏轉7．（多選）關于密立根“油滴實驗”的科學意義，下列說法正確的是()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動D．為電子質量的最終獲得做出了突出貢獻8．（多選）在粒子散射實驗中，當在粒子最接近原子核時，關于描述粒子的有關物理量符合下列哪種情況（）A．動能最小B．勢能最小 C．粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小 D．粒子所受金原子核的斥力最大9．（多選）有關氫原子光譜的說法正確的是（）A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜B．氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C．氫原子光譜說明氫原子能級是分立的D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關二、填空題(本題包括2小題，共18分)10．(10分)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖5所示，氫原子可能發(fā)射________種頻率的光于；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是________eV；用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，________金屬能發(fā)生光電效應。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV11.(6分)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠，氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”)。已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，電子質量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為________(普朗克常量為h)。三、計算題(本題包括2小題，共28分)12.（12分）氫原子核外電子的電荷量為e,它繞核運動的最小軌道半徑為r0，試求出電子繞核做圓周運動時的動能，以及電子所在軌道處的電場強度的大小。若已知電子質量為m13．（16分）氫原子能級圖如圖6所示，由能級圖求：（1）如果有很多氫原子處于n＝3的能級，在原子回到基態(tài)時，可能產生哪幾種躍遷？出現(xiàn)幾種不同光譜線？（2）如果用動能為11eV的外來電子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子激發(fā)到哪一個能級上？（3）如果用能量為11eV的外來光去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，結果又如何？

參考答案1．B解析選項A、C、D的內容盧瑟福的核式結構學說也有提及，而玻爾在他的基礎上引入了量子學說，假設電子位于不連續(xù)的軌道上．2．C解析α粒子和原子核都帶正電，相互排斥，當α粒子靠近原子核時，電場力做負功，α粒子動能減小，va>vb。當α粒子遠離原子核時電場力做正功，動能增加，vc>vb，又因為從a到c的整個過程中電場力對α粒子做正功。故va<vc，所以vc>va>vb，選項C正確。3．B解析其能級躍遷圖如圖所示，由圖可以看出n＝6到n＝2的能量最大則應為紫光，A錯．n＝5到n＝2是其次最值，故也應為紫光，因此B正確。從n＝6到n＝1的能級差大于n＝6到n＝2能級差，故將產生紫外線，C錯。從n＝6到n＝2躍遷輻射的光子不能使該金屬發(fā)生光電效應，則其他的就更不能使該金屬發(fā)生光電效應，因此D錯。4．D解析波長為×10－7m的光子能量E＝heq\f(c,λ)＝eq\f×10－34×3×108,×10－7)J≈×10－18J≈eV，從圖中給出的氫原子能級圖可以看出，這條譜線是氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級的過程中釋放的，故D項正確。5．C解析因為μ氫原子吸收能量后至多發(fā)出6種不同頻率的光，所以μ氫原子被激發(fā)到n＝4的激發(fā)態(tài)，因此有eV＜E＜eV，即C選項正確。6．BD解析陰極射線是在真空管中由陰極發(fā)出的電子流，B正確.電子是原子的組成部分，C錯.電子可被電場、磁場偏轉，也可以直線傳播，D正確。7．BD解析該實驗第一次測定了電子的電荷量。由電子的比荷就可確定電子的質量，D正確。因帶電體的電荷量均為某一個電量值(電子電荷量)的整數(shù)倍，故提出了電荷分布的量子化概念，B正確。8．AD解析粒子和金原子核都帶正電，庫侖力表現(xiàn)為斥力，兩者距離減小時，庫侖力做負功，故粒子動能減小，電勢能增加；系統(tǒng)的能量守恒，由庫侖定律可知隨著距離的減小，庫侖斥力逐漸增大。9．BC解析原子的發(fā)射光譜是原子躍遷時形成的，由于氫原子的能級是分立的，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的能級差，故氫原子只能發(fā)出特定頻率的光．綜上所述，選項A、D錯，B、C對。10．6銫解析從n＝4的能級躍遷，可能發(fā)射6種頻率的光子；從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級，發(fā)出的光子能量hν＝E4－E2＝，此值大于銫的逸出功，所以可使金屬銫發(fā)生光電效應。11．越大eq\r(\f(2hν＋E1,m))解析根據(jù)玻爾理論可知，氫原子中的電子離核越遠，氫原子的能量越大，由eq\f(1,2)mv2＝hν＋E1，可得v＝eq\r(\f(2hν＋E1,m))。12．Ek=ke解析建立經(jīng)典原子模型，電子繞原子核做勻速圓周運動的向心力由庫侖力提供由牛頓第二定律：ke2由點電荷的場強公式，得：E=k由牛頓第二定律知ke2r13．(1)出現(xiàn)三種光譜線(2)n＝2的能級(3)不能使氫原子激發(fā)解析(1)對于處于n＝3的很多氫原子而言，在它們回到n＝1的基態(tài)時，可能觀測到三條不同頻率的光譜線，其頻率分別為×1015Hz、×1014Hz、×1015Hz(2)從氫原子能級圖可以推算出：氫原子從n＝1的能級激發(fā)到n＝2的能級時所需吸收的能量ΔE21＝E2－E1＝－－(－eV＝如果氫原子從n＝1的能級激發(fā)到n＝3的能級，那么所需吸收的能量為ΔE31＝E3－E1＝－(－eV＝因為外來電子的能量E電＝11eV，和上述計