高中物理人教版5第十八章原子結(jié)構(gòu)單元測(cè)試 限時(shí)測(cè)模擬試題18

第十八章限時(shí)測(cè)試題本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．(江蘇啟東中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))關(guān)于下列四幅圖說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140337)()A．玻爾原子理論的基本假設(shè)認(rèn)為，電子繞核運(yùn)行軌道的半徑是任意的B．光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件為：光強(qiáng)大于臨界值C．電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了運(yùn)動(dòng)電子具有波動(dòng)性D．發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明金原子質(zhì)量大而且很堅(jiān)硬答案：C解析：根據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道，且軌道是量子化的，故A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條件為：光的頻率大于極限頻率，故B錯(cuò)誤；電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了電子具有波動(dòng)性，故C正確；α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍，故D錯(cuò)誤。故選C。2．如圖所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線，則陰極射線將eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140338)()A．向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) B．向紙外偏轉(zhuǎn)C．向下偏轉(zhuǎn) D．向上偏轉(zhuǎn)答案：D解析：因?yàn)殛帢O射線是帶負(fù)電的電子流，電子從負(fù)極端射出，由左手定則可判定陰極射線(電子)向上偏轉(zhuǎn)。3．如圖所示，實(shí)線表示金原子核電場(chǎng)的等勢(shì)線，虛線表示α粒子在金核電場(chǎng)中散射時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)α粒子通過(guò)a、b、c三點(diǎn)時(shí)速度分別為va、vb、vc，電勢(shì)能分別為Ea、Eb、Ec，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140339)()A．va>vb>vc，Eb>Ea>EcB．vb>vc>va，Eb>Ea>EcC．vb>va>vc，Eb>Ea>EcD．vb<va<vc，Eb>Ea>Ec答案：D解析：金原子核和α粒子都帶正電，α粒子在接近金核過(guò)程中需不斷克服庫(kù)侖力做功，它的動(dòng)能減小，速度減小，電勢(shì)能增加；α粒子在遠(yuǎn)離金核過(guò)程中庫(kù)侖力不斷對(duì)它做功，它的動(dòng)能增大，速度增大，電勢(shì)能減小。因此這三個(gè)位置的速度大小關(guān)系和電勢(shì)能大小關(guān)系為vb<va<vc，Eb>Ea>Ec。4．(陜西西安一中2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示為氫原子能級(jí)圖，下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140340)()A．當(dāng)氫原子從n＝3狀態(tài)躍遷到n＝4狀態(tài)時(shí)，輻射出的光子B．波爾理論認(rèn)為原子的能量是不連續(xù)的，電子的軌道半徑是連續(xù)的C．波爾理論也能很好地解釋復(fù)雜原子的光譜D．大量處在n＝1能級(jí)的氫原子可以被13eV的電子碰撞而發(fā)生躍遷答案：D解析：從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)需吸收光子，故A錯(cuò)；玻爾理論認(rèn)為電子的軌道半徑是不連續(xù)的，故B錯(cuò)；玻爾理論不能很好地解釋復(fù)雜原子的光譜，C錯(cuò)；處于基態(tài)的氫原子可以被13eV的電子碰撞躍遷到n<5的激發(fā)態(tài)，故D正確。5．(湖北宜昌市葛州壩中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)已知金屬鈣的逸出功為，氫原子的能級(jí)圖如圖所示。一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級(jí)狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140341)()A．氫原子最多可能輻射4種頻率的光子B．有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)C．輻射光子中都不能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)D．處于基態(tài)的氫原子能夠吸收能量為11eV的光子向高能級(jí)躍遷答案：B解析：根據(jù)Ceq\o\al(2,4)＝6知，這群氫原子可能輻射6種頻率的光子，故A錯(cuò)誤；n＝4躍遷到n＝3輻射的光子能量為，n＝3躍遷到n＝2輻射的光子能量為，n＝4躍遷到n＝2輻射的光子能量為，均小于逸出功，不能發(fā)生光電效應(yīng)，其余3種光子能量均大于，所以這群氫原子輻射的光中有3種頻率的光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確，C錯(cuò)誤；基態(tài)的氫原子吸收11eV光子，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故D錯(cuò)誤。故選B。6．如圖(1)所示為氫原子的能級(jí)，圖(2)為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)的輻射光，則譜線b是氫原子eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140342)()A．從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)的輻射光B．從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)的輻射光C．從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)時(shí)的輻射光D．從n＝1的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)的輻射光答案：B解析：由圖(2)看出b譜線對(duì)應(yīng)的光的頻率大于a譜線對(duì)應(yīng)的光的頻率，而a譜線是氫原子從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)的輻射光，所以b譜線對(duì)應(yīng)的能級(jí)差應(yīng)大于n＝4與n＝2間的能級(jí)差，故選項(xiàng)B正確。7．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140343)()A．在實(shí)驗(yàn)中，觀察到的現(xiàn)象是：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，極少數(shù)發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)B．使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力來(lái)自帶正電的核和核外電子，當(dāng)α粒子接近核時(shí)，是核的斥力使α粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)；當(dāng)α粒子接近電子時(shí)，是電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)C．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心有一個(gè)極小的核，它占有原子體積的極小部分D．實(shí)驗(yàn)表明：原子中心的核帶有原子的全部正電荷和全部原子的質(zhì)量答案：AC解析：在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明α粒子未受到原子核明顯的力的作用，也說(shuō)明原子核相對(duì)原子來(lái)講很小，原子內(nèi)大部分空間是空的，故A、C對(duì)；極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明受到金原子核明顯力作用的空間在原子內(nèi)很小，α粒子偏轉(zhuǎn)，而金原子核未動(dòng)，說(shuō)明金原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于α粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于α粒子，α粒子打在電子上，α粒子不會(huì)有明顯偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)，D錯(cuò)。8．以下說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140344)()A．進(jìn)行光譜分析可以用連續(xù)光譜，也可以用吸收光譜B．光譜分析的優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速C．線狀光譜和吸收光譜都可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析D．?dāng)z下月球的光譜可以分析出月球上有哪些元素答案：BC解析：光譜分析既可以用線狀譜也可以用吸收光譜，但不能用連續(xù)譜，A錯(cuò)，C對(duì)；利用光譜分析時(shí)，樣品中元素達(dá)到10－10g9．(黃岡中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示為氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為的金屬鈉，下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140345)()A．這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)B．這群氫原子在輻射光子的過(guò)程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大C．能發(fā)生光電效應(yīng)的光有三種D．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能是答案：AD解析：由3躍遷到2的光子能量，由3躍遷到1的光子能量，由2躍遷到1的光子能量，故一共有3種頻率的光；由光子能量hν可知由3躍遷到2的光子頻率最小，波長(zhǎng)最大，故選項(xiàng)A正確；由eq\f(ke2,r2)＝meq\f(v2,r)可知：距離減小，動(dòng)能變大，電勢(shì)能減小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)，必須使入射光能量大于逸出功，故有兩種光可以發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光電子最大初動(dòng)能為最大光子能量減去逸出功，即－＝，故選項(xiàng)D正確。10．(南昌2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說(shuō)法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140346)()A．若在D1、D2之間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)打到最右端的P1點(diǎn)B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場(chǎng)，則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場(chǎng)，則陰極射線向上偏轉(zhuǎn)答案：AC解析：實(shí)驗(yàn)證明，陰極射線是電子，它在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B的說(shuō)法錯(cuò)誤。加上垂直紙面向里的磁場(chǎng)時(shí)，電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力作用，要向下偏轉(zhuǎn)，因而選項(xiàng)D錯(cuò)誤。當(dāng)不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，電子所受的重力可以忽略不計(jì)，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A的說(shuō)法正確。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)11．(5分)按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”)。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)，電子質(zhì)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_(kāi)_______(普朗克常量為h)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140347)答案：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(yuǎn)，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．(6分)(黃岡中學(xué)2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期中)盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)：(1)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說(shuō)法正確的是________。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140348)A．證明了質(zhì)子的存在B．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C．證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D．說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)(2)英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用α粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)了α粒子的散射實(shí)驗(yàn)。下列圖中，O表示金原子核的位置，則能正確表示該實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)金原子核附近的α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的是圖中的________。答案：(1)C(2)B解析：(1)由α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，即認(rèn)為原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里，故選項(xiàng)C正確。(2)速度方向與原子核共線的α粒子原路返回，兩側(cè)的發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，但是不會(huì)從一側(cè)跨向另一側(cè)，故選項(xiàng)B正確。13．(7分)(揚(yáng)州市2023～2023學(xué)年高二下學(xué)期期末)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級(jí)狀態(tài)，氫原子的能級(jí)圖如圖所示，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(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射光子的能量是________eV;用n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射的光子照射下表中幾種金屬，________金屬能發(fā)生光電效應(yīng)。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140349)幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV答案：6銫解析：從n＝4的能級(jí)躍遷，可能發(fā)射6種頻率的光子；從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，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(yīng)。三、論述·計(jì)算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)14．(10分)電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。他測(cè)定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍。這個(gè)最小電荷量就是電子所帶的電荷量。密立根實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板。A板帶正電，B板帶負(fù)電，從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場(chǎng)中。小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場(chǎng)力和重力平衡。已知小油滴靜止處的電場(chǎng)強(qiáng)度是×105N/C，油滴半徑是×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所帶的電荷量。這個(gè)電荷量是電子電荷量的多少倍？(g取9.8m/s2)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140350)答案：×10－195倍解析：小油滴質(zhì)量，m＝ρV＝ρ·eq\f(4,3)πr3①由題意知，mg－Eq＝0②由①②兩式可得：q＝eq\f(ρ·4πr3g,3E)＝eq\f×103×4π×××10－63,3××105)C≈×10－19小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)為n＝eq\f×10－19,×10－19)≈5(倍)。15．(10分)為了測(cè)定帶電粒子的比荷eq\f(q,m)，讓這個(gè)帶電粒子垂直電場(chǎng)飛進(jìn)平行金屬板間，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，在通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的兩金屬板間后，測(cè)得偏離入射方向的距離為d，如果在兩板間加垂直電場(chǎng)方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直粒子的入射方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則粒子恰好不偏離原來(lái)方向(如圖)，求q/m的值。eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140351)答案：eq\f(2dE,B2L2)解析：僅加電場(chǎng)時(shí)d＝eq\f(1,2)(eq\f(Eq,m))·(eq\f(L,v0))2，加復(fù)合場(chǎng)時(shí)Bqv0＝Eq。由以上兩式可得eq\f(q,m)＝eq\f(2dE,B2L2)。16．(11分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級(jí)躍遷(在碰撞中，動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個(gè)具有動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心正碰，問(wèn)是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷？(氫原子能級(jí)如圖所示)eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)96140352)答案：不能解析：設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動(dòng)能ΔE被基態(tài)氫原