高考物理一輪復(fù)習(xí) 第14章 第2單元 原子結(jié)構(gòu)課時(shí)跟蹤檢測（選修3-5）-人教版高三選修3-5物理試題

課時(shí)跟蹤檢測(四十一)原子結(jié)構(gòu)高考?？碱}型：選擇題＋填空＋計(jì)算一、單項(xiàng)選擇題1．(2014·廣東六校聯(lián)考)仔細(xì)觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條不連續(xù)的亮線，其原因是()A．氫原子只有幾個(gè)能級(jí)B．氫原子只能發(fā)出平行光C．氫原子有時(shí)發(fā)光，有時(shí)不發(fā)光D．氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對(duì)應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的2．(2014·江門模擬)氫原子能級(jí)圖如圖1所示，則()圖1A．氫原子躍遷時(shí)吸收或放出光子的能量是連續(xù)的B．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子躍遷時(shí)能輻射3種頻率的光C．電子的軌道半徑越小，對(duì)應(yīng)氫原子能量越小D.欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，可用11eV的光子照射3．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A．絕大多數(shù)α粒子經(jīng)過重金屬箔后，發(fā)生了角度不太大的偏轉(zhuǎn)B．α粒子在接近原子核的過程中，動(dòng)能減少，電勢能減少C．α粒子離開原子核的過程中，動(dòng)能增大，電勢能增大D．對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以估算出原子核的大小4．氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道過程中()A．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢能增大，原子的能量增大B．原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小C．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢能減小，原子的能量增大D．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢能增大，原子的能量增加5．圖2中畫出了氫原子的4個(gè)能級(jí)，并注明了相應(yīng)的能量E，處在n＝4能級(jí)的一群氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光波，已知金屬鉀的逸出功為2.22eV，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光波總共有()圖2A．2種 B．3種C．4種 D．5種二、多項(xiàng)選擇題6．(2014·汕頭測評(píng))按照玻爾原子理論，下列表述正確的是()A．核外電子運(yùn)行軌道半徑可取任意值B．氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大C．原子躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量由能級(jí)的能量差決定，即hν＝|Em－En|D．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過程，可能輻射能量，也可能吸收能量7．如圖3所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，觀察到以下現(xiàn)象，其中正確的是()圖3A．放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最少B．放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些C．放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光D．放在D位置時(shí)，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少8．(2014·梅州質(zhì)檢)如圖4所示為氫原子的能級(jí)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)躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說法正確的是()圖4A．從n＝3躍遷到n＝2所發(fā)出的光頻率最高B．從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光波長最短C．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為9.60eVD．金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為11.09eV三、填空、計(jì)算題9.(2014·浙江自選模塊)玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，氫原子能級(jí)圖如圖5所示。當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射出頻率為________Hz的光子，用該頻率的光照射逸出功為2.25eV的鉀表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為____________eV。圖5(電子電荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－3410．已知?dú)湓釉趎＝1時(shí)的能量E1＝－13.6eV，電子的軌道半徑r1＝0.53×10－10m(1)電子在第三條軌道即n＝3時(shí)的動(dòng)能和勢能各是多少？(2)原子從n＝3躍遷到n＝1時(shí)輻射出光子的頻率多大？波長是多大？答案1．選D2．選C根據(jù)氫原子結(jié)構(gòu)模型，氫原子躍遷時(shí)吸收或放出光子的能量是不連續(xù)的，A錯(cuò)誤；大量處于n＝4能級(jí)的氫原子躍遷時(shí)能輻射6種頻率的光；B錯(cuò)誤；因氫原子的能級(jí)差沒于等于11eV的，故11eV的光子不能使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，D錯(cuò)誤。3．選D由于原子核很小，α粒子十分接近它的機(jī)會(huì)很少，所以“絕大多數(shù)α粒子基本上仍按直線方向前進(jìn)，只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)”，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；用極端法，設(shè)α粒子在向重金屬核射去，當(dāng)α粒子接近核時(shí)，克服電場力做功，其動(dòng)能減小，電勢能增加；當(dāng)α粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)，電場力做功，其動(dòng)能增加，電勢能減小，B、C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。4．選D根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核越遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能量越大，由能量公式En＝eq\f(E1,n2)(E1＝－13.6eV)，可知電子從低軌道(量子數(shù)n小)向高軌道(n值較大)躍遷時(shí)，要吸收一定能量的光子，B選項(xiàng)可排除；氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由原子核對(duì)電子的庫侖引力提供，即eq\f(ke2,r2)＝eq\f(mv2,r)，電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)，由此可知電子離核越遠(yuǎn)，r越大時(shí)，則電子的動(dòng)能就越小，A、C選項(xiàng)均可排除；由于原子核帶正電荷，電子帶負(fù)電荷，事實(shí)上異種電荷遠(yuǎn)離過程中需克服庫侖引力做功，即庫侖力對(duì)電子做負(fù)功，則原子系統(tǒng)的電勢能將增大，系統(tǒng)的總能量增加，D選項(xiàng)正確。5．選C原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于躍遷的兩能級(jí)之間的能量之差，當(dāng)光子能量大于或等于2.22eV時(shí)就能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)，滿足條件的光子是4→1,3→1,2→1，4→2四種光子，C選項(xiàng)正確。6．選BC由玻爾理論知核外電子軌道是不連續(xù)的，不可以取任意值，故A錯(cuò)；電子離原子核越遠(yuǎn)，能級(jí)越高，故原子的能量越大，B對(duì)；原子發(fā)生躍遷時(shí)，若從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，吸收能量，從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，釋放能量，且吸收和放出的光子的能量，由能級(jí)的能量差決定，故C對(duì)D錯(cuò)。7．選BD根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多。8．選BC從n＝3躍遷到n＝1時(shí)，釋放的光子能量最大，光子的頻率最高，波長最短，故A錯(cuò)，B對(duì)；光子的最大初動(dòng)能Ekm＝hν－w0＝13.6eV－1.51eV－2.49eV＝9.60eV，故C對(duì)，D錯(cuò)。9．解析：氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，釋放出光子的能量為E＝－0.85eV－(－3.40eV)＝2.55eV，由hν＝E解得光子的頻率ν＝6.2×1014Hz。用此光照射逸出功為2.25eV的鉀時(shí)，由光電效應(yīng)方程知，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝hν－W＝(2.55－2.25)eV＝0.30eV。答案：6.2×10140.3010．解析：(1)由rn＝n2r1得：r3＝32r1＝4.77×10－10又由En＝eq\f(E1,n2)得：E3＝－1.51eV＝－2.416×10－19J核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由原子對(duì)電子的庫侖力提供，即keq\f(q2,r2)＝meq\f(v2,r)由此得電子在n＝3軌道上的動(dòng)能Ek3＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(kq2,2r3)＝2.415×10－19J則電子在n＝3軌道上時(shí)的勢