第十八章 原子结构(无答案)-江苏省镇江崇实女子中学高中物理选修3-5练习

高中物理选修3---5第十八章《原子结构》新课教学课时同步强化训练汇总1.《电子的发现》课时同步强化训练（附参考答案）2.《原子的核式结构模型》课时同步强化训练（附参考答案）3.《氢原子光谱》课时同步强化训练（附参考答案）4.《波尔德原子模型》课时同步强化训练（附参考答案）★选修3---5第十八章《原子结构》单元检测§§18.1《电子的发现》课时同步强化训练1．关于阴极射线的性质，判断正确的是( ) A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小2．如图1所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则( )图1A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流方向来实现D．电子的径迹与AB中电流的方向无关3．下列说法正确的是( ) A．电子是原子核的组成部分B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的C．电子电荷量的数值约为1.602×10－19 CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷4．如图2是阴极射线管示意图．接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )图2A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向5．图3为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A 为发射热电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是( )图3A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为2vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22v 6．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行串联的共轴圆形线圈，两线圈大小相同，线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的半径R ，如图4所示．这种线圈的特点是能在其公共轴线中点O 附近产生近似匀强磁场，且该匀强磁场的磁感应强度与线圈中的电流成正比，即B ＝kI.电子枪将灯丝溢出的电子经电压为U 的电场加速后，垂直射入上述匀强磁场中，测得电子做匀速圆周运动的半径为r ，试求电子的比荷．图47．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图5所示．图5(1)他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，射出的电子从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；B．在M1、M2两极板间加合适的电场：加上极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U.请问本步骤的目的是什么？C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光屏正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？(2)根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2d2.一位同学说，这表明电子的比荷将由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？8．汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，其实验原理如图6所示．电子流平行于极板射入，极板P、P′间同时存在匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流不发生偏转；极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流穿出平行板电容器时的偏向角θ＝115rad.已知极板长L＝3.0×10－2 m，电场强度大小为E＝1.5×104 V/m，磁感应强度大小为B＝5.0×10－4 T．求电子的比荷．图6§§18.1《电子的发现》参考答案1．AC 2．BC 3．BC 4．B 5．D 6.2UkIr27．见解析解析 依据运动的带电粒子在电场中受电场力和在磁场中受洛伦兹力，两者平衡列方程求比荷．(1)B 中荧光屏上恰好看不到亮点说明电子刚好落在正极板的近荧光屏的边缘，目的是利用极板间的距离d 表示比荷qm .C 中由于要求洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知磁场方向垂直电场方向向外(垂直于纸面向外)．(2)不正确，电子的比荷qm 是电子的固有参数，与测量所加U 、B 以及极板间距离d 无关．8．1.3×1011C/kg§§18.2《原子的核式结构模型》课时同步强化训练1．下列关于原子结构的说法正确的是( ) A．电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B．α粒子散射实验揭示了原子的核式结构C．α粒子散射实验中绝大多数α粒子都发生了较大偏转D．α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致2．α粒子散射实验结果表明( ) A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上3．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( ) A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子4．卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是α粒子散射实验，在α粒子散射实验中，大多数α粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动，其较为合理的解释是( )A．α粒子穿越金箔时距离原子核较近B．α粒子穿越金箔时距离原子核较远C．α粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D．α粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力构成平衡力5．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力6．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的( )图17．如图1所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( ) A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度的大小相同D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小8．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等9．已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流．§§18.2《原子的核式结构模型》参考答案1．AB2．ABD3．C4．B5．B6．D7．CD8．ABC9．2.19×106 m/s6.58×1015 Hz2.17×10－18 J1．07×10－3 A§§18.3《氢原子光谱》课时同步强化训练1．白炽灯发光产生的光谱是( ) A．连续谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱2．下列关于光谱的说法正确的是( ) A．炽热固体、液体和高压气体发出的光生成连续谱B．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．太阳光谱与白炽灯光谱都是线状谱B．霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱C．做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱D．观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分4．太阳的光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( ) A．太阳表面大气层中缺少相应的元素B．太阳内部缺少相应的元素C．太阳表面大气层中存在着相应的元素D．太阳内部存在着相应的元素5．关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是( )A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱6．对于光谱，下列说法中正确的是( ) A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱7．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是( )A．线状谱B．连续谱C．吸收光谱D．发射光谱8．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．做光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱B．做光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱C．做光谱分析时既可以用发射光谱，也可以用吸收光谱D．同一种物质的线状谱和吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系9．如图1甲所示，是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )图1A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素10．在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中就会有钠的________光谱(填“线状”或“吸收”)．§§18.3《氢原子光谱》参考答案1．A2．AB3．BC4．C5．AC6．B7．B8.C9．BD10．线状§§18.4《波尔德原子模型》课时同步强化训练1．关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是( ) A．它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说B．它发展了卢瑟福的核式结构学说C．它完全抛弃了经典的电磁理论D．它引入了普朗克的量子理论2．根据玻尔理论，以下说法正确的是( ) A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差3．关于玻尔理论，下列说法正确的是( ) A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用电子运动B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入了量子观念D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念4．如图1所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B 处于激发态E3，则下列说法正确的是( )图1A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E45．氢原子的能级图如图2所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，氢原子需要吸收的能量至少是( )图2A．13.6 eV B．10.20 eVC．0.54 eV D．27.20 eV6．氢原子的能级图如图3所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV.下列说法错误的是( )图3A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光7．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．图4为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n ＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且频率依次增大，则E等于( )图4A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3D．hν48．按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子，且ν1>ν2.则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将( )A．吸收频率为ν2－ν1的光子B．吸收频率为ν1－ν2的光子C．吸收频率为ν2＋ν1的光子D．释放频率为ν1＋ν2的光子9．如图5为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是()图5A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应10．若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法，一是用能量为13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV的光子照射氢原子，则( )A．两种方法都可能使氢原子电离B．两种方法都不可能使氢原子电离C．前者可使氢原子电离D．后者可使氢原子电离11．氢原子部分能级的示意图如图6所示．不同色光的光子能量如下表所示.图6处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )A．红、蓝—靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝—靛、紫12．已知氢原子处于基态时，原子的能量E1＝－13.6 eV，电子的轨道半径为r1＝0.53×10－10 m；而量子数为n的能级的能量值为E n＝1n2E1，半径为r n＝n2r1.试问：(结果保留两位有效数字)(1)若要使处于n＝3的激发态的氢原子电离，至少要用频率多大的光照射氢原子？(2)氢原子处于n＝3能级时，电子在轨道上运动的动能和电子的电势能各为多少？(静电力常量k＝9×109N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)§§18.4《波尔德原子模型》参考答案1．BD2．BCD3．BC4．B5．A6．D7．C8．B9．D10．D11．A12．(1)3.6×1014 Hz (2)2.4×10－19 J(或1.5 eV)－4.8×10－19 J(或－3.0 eV)选修3---5第十八章《原子结构》单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( ) A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．由光电效应现象可知光子与电子是同一种粒子；从双缝干涉实验结果看出，光波与械波是同一种波C．在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性2．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属发生光电效应，入射光的最低能量为( )A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV3．关于原子结构，下列说法中正确的是( ) A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大4．在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子( ) A．更接近原子核B．更远离原子核C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用5．2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验．如图1所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明 ( )图1A．光具有波动性B．光具有波粒二象性C．微观粒子也具有波动性D．微观粒子的波是一种电磁波6．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则( ) A．电子轨道半径越小B．核外电子运动速度越大C．原子能量越大D．电势能越小7．氢原子的能级图如图2所示，一群原来处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级的过程中( )图2A．放出三种频率不同的光子B．放出六种频率不同的光子C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eVD．放出的光能够使逸出功为13 eV的金属发生光电效应8．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如图3所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )图3A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)9．研究光电效应规律的实验装置如图4所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K射出后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压U c.下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是( )图410．用如图5所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( )图5A．a光的频率一定大于b光的频率B．增大b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增大a光的强度可使通过电流计G的电流增大二、填空题(本题共4小题，共20分)11．(5分)已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，第二能级E2＝－3.4 eV，如果氢原子吸收________eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3＝________ eV.12．(5分)黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割的最小能量值组成，每一份称为______.1905年爱因斯坦由此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为________，并成功解释了________现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的________方程，并因此获得诺贝尔物理学奖．13．(5分)图6中画出了氢原子的5个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有________种．图614．(5分)如图7所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知该金属的极限频率为________，该图线的斜率表示__________．该金属的逸出功为________．图7三、计算题(本题共4小题，共40分)15．(8分)如图8所示，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属铯制成，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，调整两个极板电压，当A极板电压比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为I＝0.64 μA，求：图8(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能．16．(8分)氢原子处于基态时，原子的能级为E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，氢原子在n＝4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？17．(12分)氢原子的能级图如图9所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少？图918．(12分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则：(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中最长波长是多少？选修3---5第十八章《原子结构》单元检测参考答案1．D2．B3．AD4．AD5．C6．C7．BC8．A9．ACD10．AD11．10.2 －1.5112．能量子ε＝hν光电效应爱因斯坦光电效应13．414．4.3×1014 Hz 普朗克常量h 1.78 eV15．(1)4.0×1012个9.64×10－20 J(2)8.0×1012个9.64×10－20 J16．(1)0.85 eV (2)12.75 eV17．7.65 eV18．(1)1.03×10－7 m (2)3.28×1015 Hz (3)3种6．58×10－7 m。

【优选整合】人教版高中物理选修3-5 第18章 原子结构 章末总结练习题一、单选题1. 图示是氢原子的四个能级，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a.当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.则以下判断正确的是()A．光子a的能量大于光子b的能量B．光子a的频率大于光子b的频率C．光子a的波长大于光子b的波长D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度2. 处于n=4能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A．3种B．4种C．6种D．12种3. 一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10﹣7m，已知氢原子的能级的示意图如图所示，普朗克常量为h＝6.63×10﹣34J•s，电子电量为e＝1.60×10﹣19C，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是（取三位有效数字）（）A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级C．从n＝3的能级跃迁到n=1的能级D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级4. 如图所示是某原子的能级图,abc为原子跃迁所发出的三种波长的光,已知三种光的波长分别为、、，则下列关系式正确的是（）A．B．C．D．5. 下列能揭示原子具有核式结构的实验是( )A．光电效应实验B．电子的发现C．氢原子光谱的发现D．α粒子散射实验6. 图示是氢原子的能级图，大量处于n=5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是A．辐射的光子频率最多有5种B．辐射的光子频率最多有8种C．可能辐射能量为2.86eV的光子D．可能辐射能量为11eV的光子二、多选题三、解答题7. 下图为氢原子能级的示意图。

现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当同低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。

关于这些光下列说法正确的是（）A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B ．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生C ．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的D ．用由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应8. 氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm ．以下判断正确的是（ ）A ．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光B ．用波长为502nm 的光照射，能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级C ．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，氢原子的电势能增大D ．大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生3种不同频率的光子9. 氢原子处于基态时，原子的能级为E 1＝－13.6 eV ，普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s ，当氢原子在n ＝3的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？10. 氢原子的能级图如图所示。

第18章《原子结构》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.下列说法正确的是( )A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B．巴耳末公式中的n可以连续取值C．巴耳末系是氢原子光谱中的不可见光部分D．氢原子光谱是线状谱的一个例证2.根据玻尔理论，氢原子的电子由n＝2轨道跃迁到n＝1轨道( )A．原子的能量减少，电子的动能增加 B．原子的能量增加，电子的动能减少C．原子要放出一系列频率不同的光子 D．原子要吸收某一频率的光子3.在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴尔末系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线( )A． 2 B． 5 C． 4 D． 64.氢原子能级如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是( )A．从n＝4能级向n＝3能级跃迁时发出的 B．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的C．从n＝4能级向n＝1能级跃迁时发出的 D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的5.根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径( )A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取任意值C．可以取一系列不连续的任意值 D．是一系列不连续的特定值6.如图所示日光灯正常工作时，灯管内的稀薄汞蒸气由于气体放电而发射几种特定的光子．课本上的彩页上有汞的明线光谱彩图．光谱中既有可见光，又有紫外线．其中只有紫外线全被管壁上的荧光粉吸收，并使荧光粉受到激发而发射波长几乎连续分布的可见光．日光灯灯光经过分光镜后形成的光谱是( )．A．与白炽灯灯光的光谱相同的连续光谱B．与太阳光光谱相同的光谱C．连续光谱与汞的明线光谱(除紫外线外)相加的光谱D．是吸收光谱7.玻尔的原子核模型解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是( )A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核间的静电引力B．电子只能在一些不连续的轨道上运动C．电子在不同轨道上运动的能量不同D．电子在不同轨道上运动时，静电引力不同8.氢原子能级图的一部分如图所示，A、B、C分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子．其中表示原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁的能量，EB表示原子从n＝2能级向n＝1能级跃迁的能量，EA表示原子从n＝3能级向n＝1能级跃迁的能量，则下述关系中正确的是( )ECA．EA＜EB＜EC B．EA＜EC＜EB C．EC＜EB＜EA D．EB＜EA＜EC9.α粒子散射实验中，使α粒子散射的原因是( )A．α粒子与原子核外电子碰撞 B．α粒子与原子核发生接触碰撞C．α粒子发生明显衍射 D．α粒子与原子核的库仑斥力作用10.如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n＝4的激发态，当他们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有( )A．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线B．基态氢原子能吸收14 eV的光子发生电离C．基态氢原子能吸收11 eV的光子发生跃迁D．在氢原子谱线中，从n＝2能级跃迁到基态辐射光子的波长最长11.如图是氢原子从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，其中频率最大的是( )A．Hα B．Hβ C．Hγ D．Hδ二、多选题(每小题至少有两个正确答案)12.用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子，使这些氢原子被激发到量子数为n(n＞2)的激发态．此时出现的氢光谱中有N条谱线，其中波长的最大值为λ.现逐渐提高入射电子的动能，当动能达到某一值时，氢光谱中谱线数增加到N′条，其中波长的最大值变为λ′.下列各式中可能正确的是( )A．N′＝N＋n B．N′＝N＋n－1 C．λ′＞λ D．λ′＜λ13.关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是( )A．发射光谱包括连续谱和线状谱 B．太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱C．只有线状谱可用作光谱分析 D．光谱分析帮助人们发现了许多新元素14.如图是氢原子能级图，某个氢原子A从n＝3的激发态直接跃迁到基态，另一氢原子B从n＝4的激发态直接跃迁到基态，下列说法正确的是( )A．A和B都只释放出一种频率的光子B．A和B都不只放出一种频率的光子C．若A放出的光子能使某金属发生光电效应，则B放出的光子也能使该金属发生光电效应D．若B放出的光子能使某金属发生光电效应，则A放出的光子也能使该金属发生光电效应15.当α粒子被重核散射时，如图所示的运动轨迹哪些是不可能存在的( )A．轨迹A B．轨迹B C．轨迹C D．轨迹D三、计算题16.利用里德伯常量(R＝1.10×107m－1)求巴耳末线系中第四条谱线的波长和每个光子的能量．17.试计算氢原子光谱中巴耳末系的最长波和最短波的波长各是多少？(保留三位有效数字)答案解析1.【答案】D【解析】巴耳末公式为＝R(－)，n＝3,4,5，….巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，巴耳末系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．其中的n是不连续的．氢原子的光谱是线状光谱．所以A、B、C错误，D正确．2.【答案】A【解析】3.【答案】D【解析】氢原子光谱中只有两条巴耳末系，即是从n＝3，n＝4轨道跃迁到n＝2轨道，故电子的较高能级应该是在n＝4的能级上．然后从n＝4向n＝3，n＝2，n＝1跃迁，从n＝3向n＝2，n＝1，从n＝2向n＝1跃迁，故这群氢原子自发跃迁时最多能发出C＝6条不同频率的谱线．4.【答案】C【解析】根据题意可知，a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，而b光的频率大于a光的频率，由能级差值越大，则光子的频率越高，因此b光可能是氢原子从n＝4跃迁到n＝1产生的，故A、B、D错误，C正确．5.【答案】D【解析】根据波尔理论知，电子的轨道半径是量子化的，半径是一系列不连续的特定值，且电子绕核旋转是定态，不向外辐射能量．故D正确，A、B、C错误．6.【答案】C【解析】日光灯灯光的光谱，是在连续光谱的背景上又有汞的明线光谱．这种光谱多数学生没见过，但根据题目叙述能够分析推理得到答案为C.7.【答案】B【解析】选项A、C、D的内容卢瑟福的核式结构学说也有提及，而玻尔在他的基础上引入了量子学说，假设电子位于不连续的轨道上．8.【答案】A【解析】从n＝2能级向n＝1能级跃迁的能量EB＝13.6 eV－3.4 eV＝10.2 eV，从n＝3能级向n＝2能级跃迁的能量EA＝3.4 eV－1.51 eV＝1.89 eV，从n＝3能级自n＝1能级跃迁的能量EC＝13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV.所以EA＜EB＜EC，A正确，B、C、D错误．9.【答案】D【解析】α粒子与原子核外的电子的作用是很微弱的，A错误；由于原子核的质量和电荷量很大，α粒子与原子核很近时，库仑斥力很强，足以使α粒子发生大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的原因是库仑斥力，B、C错误，D正确．10.【答案】B【解析】11.【答案】D【解析】四种跃迁中，由n＝6到n＝2两能级间能级差最大，辐射的光子能量最大，辐射光子频率最大，所以其中频率最大的是Hδ，故D正确，A、B、C错误．12.【答案】AC【解析】当用电子轰击处于基态的氢原子时使氢原子激发到量子数为n的激发态，则其向下跃迁有n－1条的谱线，而处于n－1的能级的电子继续向更低能级跃迁，产生n－2条谱线，处于n－2能级的电子继续向更低的能级跃迁，产生n－3条谱线，…，处于第2能级的电子继续向基态跃迁，产生1条谱线，故总共产生N＝1＋2＋3＋…＋(n－1)条．波长最大(即频率最小)的是从n能级向n－1能级跃迁时产生的谱线．而提高入射电子的动能，电子将被激发到n′能级，且n′＞n，同理向较低能级跃迁时产生的谱线的条数为N′＝1＋2＋3＋…＋(n－1)＋…＋n′而能级越高能级差越小，故辐射的光谱中最大波长光谱的波长将变得更长．故C正确．N′－N＝n＋(n＋1)＋…＋n′≥n故A正确，B错误．13.【答案】AD【解析】光谱分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱分为连续谱和线状谱，A正确；太阳光谱是吸收光谱，B错误；线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析，C错误；光谱分析可以精确分析物质中所含元素，并能发现新元素，D正确．14.【答案】AC【解析】氢原子A和氢原子都是从激发态跃迁到基态，只释放一种频率的光子，A正确，B错误；因为氢原子A辐射的光子能量小于氢原子B辐射的光子能量，所以A放出的光子能使该某种金属发生光电效应，则B辐射出的光子也能使金属发生光电效应．B辐射出的光子能使金属发生光电效应，A放出的光子不一定能使该金属发生光电效应，C正确，D错误．15.【答案】BC【解析】α粒子在穿过金箔时轨迹发生大角度偏转的主要原因是金原子核对α粒子的库仑力的作用．由于电子质量太小，对α粒子的运动影响甚微，α粒子和金原子核均带正电，故应相互排斥，轨迹A、D是符合实验情况的轨迹．α粒子与原子核(金核)通过库仑力发生作用，二者表现为斥力，而B、C路径表示为引力，故B、C不可能．判断α粒子的轨迹时，要根据散射的原理判断．16.【答案】4.091×10－7m 4.86×10－19J【解析】根据巴耳末公式＝R(－)，n＝3,4,5，…按题意n＝6，则＝R(－)所以λ4＝4.091×10－7mE4＝h＝6.63×10－34×J＝4.86×10－19J.17.【答案】6.55×10－17m 3.64×10－7m【解析】根据巴耳末公式：＝R，n＝3,4,5，…可得λ＝，当n＝3时，波长最长，其值为λ1＝＝＝m≈6.55×10－7m，当n＝∞时，波长最短，其值为λ2＝＝＝m≈3.64×10－7m.。

第十八章原子结构原子结构练习班别姓名学号一、选择题1. 在卢瑟福进行的α粒子散射实验中,少数α粒子发生大角度偏转的原因是()A. 正电荷在原子中是均匀分布的B. 原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上C. 原子中存在带负电的电子D. 原子核中有中子存在2. 以下说法中正确的是()A. 进行光谱分析可以用连续谱,也可以用吸收光谱B. 光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C. 分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得吸收光谱进行分析D. 摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素3. 如图所示为氢原子的四个能级,其中E1为基态。

若氢原子A处于激发态E2,氢原子B处于激发态E3,则下列说法正确的是()A. 原子A可能辐射出3种频率的光子B. 原子B可能辐射出3种频率的光子C. 原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D. 原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E44. 根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。

如图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景。

图中实线表示α粒子的运动轨迹。

其中一个α粒子在从a运动到b再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近),下列判断中正确的是()A. α粒子的动能先增大后减小B. α粒子的电势能先增大后减小C. α粒子的加速度先变小后变大D. 电场力对α粒子先做正功后做负功5. 氢原子从能级A跃迁到能级B时,释放频率为ν1的光子;氢原子从能级B跃迁到能级C时,吸收频率为ν2的光子。

若ν2>ν1,则氢原子从能级C跃迁到能级A时,将()A. 吸收频率为ν2-ν1的光子B. 吸收频率为ν2+ν1的光子C. 释放频率为ν2-ν1的光子D. 释放频率为ν2+ν1的光子6. （多选）如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图,下列说法中正确的是(不考虑电子重力)()汤姆孙的气体放电管的示意图A. 若在D1、D2之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的P1点B. 若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向下偏转C. 若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向上偏转D. 若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转7. （多选）如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光。

物理选修3-5第十八章《原子结构》单元测试一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～12题均为单选题)1.下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A.光电效应实验B.伦琴射线的发现C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现2.一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10﹣7m，已知氢原子的能级的示意图如图所示，普朗克常量为h＝6.63×10﹣34J•s，电子电量为e＝1.60×10﹣19C，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是(取三位有效数字)()A.从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级B.从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级C.从n＝3的能级跃迁到n=1的能级D.从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级3.红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级中，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氩灯发出的波长为λ1的光照射红宝石晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3，而后自发地跃迁到E2，释放出波长为λ2的光子，处于亚稳态E 2的铬离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为()A.1212λλλλ- B.1212λλλλ-C.1212λλλλ- D.2112λλλλ-4.如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n ＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属铂的逸出功为6.34eV.在这些光波中，能够从金属铂的表面打出光电子的总共有()A.五种B.四种C.三种D.二种5.从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径约是10－15m 其中正确的是()A.①②③B.①③④C.①②④D.①②③④6.一个处于基态的氢原子吸收光子后，跃迁到另一定态，下列说法中正确的是A.电子绕原子核运动的动能将会变大B.电子绕原子核运动的频率将会变大C.向低能级跃迁时，发出光子的频率一定等于吸收光子的频率D.吸收光子属于紫外线，发出的光子可能含有可见光7.现有k 个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的11n -)()A.2k B.k C.32k D.2k8.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级图．假定用动能为E 的电子束照射容器中大量处于n ＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于E 的取值是()A.E ＝158.1eVB.E >158.1eVC.2371.5eV≤E <2428.4eVD.只能等于2371.5eV9.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n =2能级上的电子跃迁到n =1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n =4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为2/n E A n =-，式中n =l ，2，3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是A.3/16A B.7/16A C.11/16A D.13/16A 10.如图所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()A. B. C. D.11.氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则()A.吸收光子的能量为hν1+hν2B.辐射光子的能量为hν2-hν1C.吸收光子的能量为hν2-hν1D.辐射光子的能量为hν1+hν212.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级图．假定用动能为E 的电子束照射容器中大量处于n ＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于E 的取值是()A.E ＝158.1eVB.E >158.1eVC.2371.5eV≤E <2428.4eVD.只能等于2371.5eV二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13.在氢原子光谱中．电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出条不同频率的谱线．14.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.6328μm ，λ2＝3.39μm ，已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE 1＝1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE 2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE 2的近似值为________．三、计算题(本题有3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15.在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2.0×107m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为ε＝k12q q r，α粒子质量为6.64×10－27kg)．16.已知氢原子的基态电子轨道半径为r 1=0.528×10－10m ，量子数为n 的能级值为E n =213.6n eV ，求：(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几种光谱线中的最短波长．(静电力常量k =9×109N·m 2/C 2，电子电荷量e =1.6×10－19C ，普朗克常量h =6.63×10－34J·s ，真空中光速c =3.00×108m/s)17.原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)．一个具有13.6eV 动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰．(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)?(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？物理选修3-5第十八章《原子结构》测试答案一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～12题均为单选题)1.下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A.光电效应实验B.伦琴射线的发现C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现【答案】C2.一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10﹣7m ，已知氢原子的能级的示意图如图所示，普朗克常量为h ＝6.63×10﹣34J•s ，电子电量为e ＝1.60×10﹣19C ，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是(取三位有效数字)()A.从n ＝5的能级跃迁到n ＝3的能级B.从n ＝4的能级跃迁到n ＝2的能级C.从n ＝3的能级跃迁到n =1的能级D.从n ＝2的能级跃迁到n ＝1的能级【答案】D3.红宝石激光器的工作物质红宝石是含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光.铬离子的能级中，E 1是基态，E 2是亚稳态，E 3是激发态，若以脉冲氩灯发出的波长为λ1的光照射红宝石晶体，处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E 3，而后自发地跃迁到E 2，释放出波长为λ2的光子，处于亚稳态E 2的铬离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为()A.1221λλλλ- B.1212λλλλ-C.1212λλλλ- D.2112λλλλ-【答案】A4.如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n ＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属铂的逸出功为6.34eV.在这些光波中，能够从金属铂的表面打出光电子的总共有()A.五种B.四种C.三种D.二种【答案】C5.从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径约是10－15m其中正确的是()A.①②③B.①③④C.①②④D.①②③④【答案】B6.一个处于基态的氢原子吸收光子后，跃迁到另一定态，下列说法中正确的是A.电子绕原子核运动的动能将会变大B.电子绕原子核运动的频率将会变大C.向低能级跃迁时，发出光子的频率一定等于吸收光子的频率D.吸收光子属于紫外线，发出的光子可能含有可见光【答案】D7.现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的11n )()A. 2 kB.kC.3 2 kD.2k【答案】C8.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级图．假定用动能为E 的电子束照射容器中大量处于n ＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于E 的取值是()A.E ＝158.1eVB.E >158.1eVC.2371.5eV≤E <2428.4eVD.只能等于2371.5eV 【答案】C9.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n =2能级上的电子跃迁到n =1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n =4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为2/n E A n =-，式中n =l ，2，3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是A.3/16A B.7/16A C.11/16A D.13/16A 【答案】C10.如图所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()A. B. C. D.【答案】C11.氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则()A.吸收光子的能量为hν1+hν2B.辐射光子的能量为hν2-hν1C.吸收光子的能量为hν2-hν1D.辐射光子的能量为hν1+hν2【答案】B12.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级图．假定用动能为E 的电子束照射容器中大量处于n ＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于E 的取值是()A.E ＝158.1eVB.E >158.1eVC.2371.5eV≤E <2428.4eVD.只能等于2371.5eV 【答案】C二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13.在氢原子光谱中．电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出条不同频率的谱线．【答案】614.氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.6328μm ，λ2＝3.39μm ，已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE 1＝1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE 2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE 2的近似值为________．【答案】0.36eV三、计算题(本题有3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15.在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小．现有一个α粒子以2.0×107m/s 的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为ε＝k12q q r，α粒子质量为6.64×10－27kg)．【答案】2.7×10－14m【解析】当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d ，则21212q q mv k d =，9192141222772229.010279(1.610) 2.710.6.6410(2.010)kq q d m m mv --⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯－＝＝＝16.已知氢原子的基态电子轨道半径为r 1=0.528×10－10m ，量子数为n 的能级值为E n =213.6n-eV ，求：(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；(3)计算这几种光谱线中的最短波长．(静电力常量k =9×109N·m 2/C 2，电子电荷量e =1.6×10－19C ，普朗克常量h =6.63×10－34J·s ，真空中光速c =3.00×108m/s)【答案】(1)13.6eV.(2)能发出光谱线分别为3→2,2→1,3→1共三种，能级图如图所示．(3)1.03×10－7m【解析】(1)设电子的质量为m ，电子在基态轨道上的速率为v 1，根据牛顿第二定律和库仑定律有m 211v r ＝221ke r ∴E k ＝2211122ke mv r =E k ＝2.18×10－18J ＝13.6eV.(3分)(2)当氢原子从量子数n ＝3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线．如图所示．(1分)(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E 3－E 1.λ＝21hcE E -λ＝1.03×10－7m.(3分)17.原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)．一个具有13.6eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰．(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)?(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？【答案】(1)不能(2)27.2eV【解析】(1)设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能ΔE 被基态氢原子吸收．若ΔE＝10.2eV，则基态氢原子可由n＝1跃迁到n＝2.由动量守恒和能量守恒有：mv0＝2mv①12mv 2＝12mv2＋12mv2＋ΔE②12mv 2＝E k③E k＝13.6eV④解①②③④得，ΔE＝12·12mv2＝6.8eV因为ΔE＝6.8eV<10.2eV.所以不能使基态氢原子发生跃迁．(2)若使基态氢原子电离，则ΔE＝13.6eV，代入①②③得E k＝27.2eV.第11/共11页。

高中物理人教版选修3-5习题第18章原子结构第4节
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一、单选题
1.原子核由核子和质子组成，以下关于核子的属性表述正确的是
A.质量相当于质子的6.7倍
B.电子云围绕其外围
C.既具有有质子穿透性，也具有电子结合性
D.既不具有正电荷，也不具有负电荷
答案：D
解析：核子是核素存在的基本组成单位，是既不具有正电荷也不具有负电荷的中性粒子，其质量相当于质子的2.0倍，不具有电子云围绕其外围，也不具有质子穿透性和电子结合性的能力。

2.根据原子立方定律，原子的电子数为
A.相同的
B.向下取整
C.向上取整
D.不同的
答案：D
解析：原子立方定律是由德国物理学家瓦尔特先生提出的定律，它规定原子的电子数（Z）和它的相对原子量（A）之间的关系为：Z=A1/3，即不同的原子的电子数是不同的。

人教版2020年高中物理选修3-5第十八章《原子结构》考题一、选择题（1-9小题为单选，10-15小题为多选）1. 下列说法中正确的是A. 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等B. 光不是一种概率波C. 光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性D. 按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,电势能增大,原子的总能量减小2. 下列关于光谱的说法中错误．．的是A. 连续谱和线状谱都是发射光谱B. 线状谱的谱线含有原子的特征谱线C. 固体、液体和气体的发射光谱为连续谱，只有金属蒸气的发射光谱是线状谱D. 在吸收光谱中，低温气体原子吸收的光恰好就是这种气体原子在高温时发出的光3. 氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示。

色光赤橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围1.61~2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~3.10 （eV）处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为A. 红、蓝靛B. 黄、绿C. 红、紫D. 蓝靛、紫4.关于玻尔的原子模型，下列说法正确的是A. 原子可以处于连续的能量状态中B. 原子的能量状态不是连续的C. 原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量D. 原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的5.如图所示为氢原子的能级图.现有大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁,下列说法正确的是A. 氢原子由n=4跃迁到n=2产生的光照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应B. 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光C. 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2eVD. 氢原子由n=3跃迁到n=2能级时,其核外电子的动能增加，电势能减少6.关于玻尔的氢原子理论，以下看法正确的是A. 原子的各个可能的能量状态的能量值12n E E n=，由此可知，量子数n 越大，原子的能量越小B. 当原子由激发态跃迁到基态时，电子绕核运动的轨道半径变大C. 当原子吸收一个光子而发生跃迁后，电子的动能增大D. 不管原子是吸收还是辐射一个光子而发生跃迁，其电势能的变化量的绝对值总是大于电子绕核运动动能变化量大小7.氢原子的部分能级如图所示，大量处于2n =激发态的氢原子从一束单一频率的光中吸收了能量后，跃迁到某较高激发态，再向低能级跃迁时，可以发出6种不同频率的光子，其中能量最小的光子是氢原子A. 从5n =跃迁到4n =产生的B. 从4n =跃迁到3n =产生的C. 从3n =跃迁到2n =产生的D. 从2n =跃迁到1n =产生的8.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。

第十八章原子结构一、选择题1．关于线状谱，下列说法中正确的是( )A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同解析：每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确．答案： C2．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有( )A．实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B．金箔的厚度对实验无影响C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象D．实验装置放在空气中和真空中都可以解析：实验所用的金箔的厚度极小，如果金箔的厚度过大，α粒子穿过金箔时必然受到较大的阻碍作用而影响实验效果，B项错．如果改用铝箔，由于铝核的质量仍远大于α粒子的质量，散射现象仍然发生，C项错．空气的流动及空气中有许多漂浮的分子，会对α粒子的运动产生影响，实验装置是放在真空中进行的，D项错．正确选项为A．答案： A3．玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有( )A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C．电子从—个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解析：A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是”量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动不同的圆轨相对应，是经典理论与量子化概念的结合．答案：ABC4．对原子光谱，下列说法正确的是( )A．原子光谱是不连续的B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素解析：原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错C对；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．答案为A、C、D．答案：ACD5．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是( )A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至被弹回接近180°B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子；当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析：A项是对该实验现象的正确描述，正确；B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的库仑斥力，而不是电子对它的吸引力，故B错误；C项是对实验结论之一的正确分析；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D错误．答案：AC6．如图所示，为氢原子的能级图，若用能量为10．5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子( )A．能跃迁到n＝2的激发态上去B．能跃迁到n＝3的激发态上去C．能跃迁到n＝4的激发态上去D．以上三种说法均不对解析：用能量为10．5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，从能级差可知，若氢原子跃迁到某一能级上，则该能级的能量为10．5 eV－13．6 eV＝－3．1 eV，根据氢原子的能级图可知，不存在能级为－3．1 eV，因此氢原子无法发生跃迁．答案： D7．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，为了解释实验结果，他提出了原子的核式结构学说．如图所示，O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中能正确反映实验结果的是( )解析：答案：BD8．氢原子的基态能量为E1，如图，四个能级图能正确代表氢原子能级的是( )解析：根据氢原子能级图特点：上密下疏，再联系各激发态与基态能量关系E n＝1n2E1，故C正确．答案： C9．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是( )A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6．34 eV的金属铂能发生光电效应解析：波长越长，越容易表现出衍射现象，因此频率最小的光的衍射现象最明显，应当是由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的，A、B选项都错误；从n＝4能级的原子能够自发地辐射出6种不同频率的光，C选项错误；从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光的能量为－3．4 eV＋13．6 eV＝10．2 eV，能够使逸出功为6．34 eV的金属铂能发生光电效应，D项正确．答案： D二、非选择题10．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是________．若在图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将________(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏转．解析： 阴极射线的实质是电子流，电子流形成的等效电流方向向左，当加上垂直纸面向里的磁场后，由左手定则判知电子受到的洛伦兹力的方向向下．答案： 电子 向下11．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n ＝2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出________条不同频率的谱线．解析： 因该群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，可知该群氢原子处于n ＝4的激发态，由n ＝4激发态自发跃迁时最多可发出的不同频率谱线数为N ＝n n －12＝4×4－12条＝6条．答案： 612．大量的氢原子处于n ＝3的能级，可辐射出________种光子．若辐射的光子波长λ1＜λ2＜…，谱线强度与光子数目成正比，从第n 能级向低能级跃迁时发出的光子数均为该能级上原子数的1n －1，则谱线的强度之比是________．解析：氢原子处于n ＝3的能级，设原子数为N ，共有三种跃迁方式，可辐射三种光子，如图所示．从n ＝3的能级跃迁时有两种跃迁方式，各放出N2个光子；处于n ＝2能级的原子数为N 2，向第一能级跃迁时只有一种跃迁方式，放出N2个光子，故谱线强度之比为1∶1∶1．答案： 3 1∶1∶113．如图所示，让一束均匀的阴极射线以速率v 垂直进入正交的电、磁场中，选择合适的磁感应强度B 和电场强度E ，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，测得其半径为R ，求阴极射线中带电粒子的比荷．解析： 因为带电粒子在复合场中时不偏转，所以qE ＝qvB ，即v ＝EB ，撤去电场后，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则qvB ＝m v 2R ．由此可得q m ＝EB 2R．答案：EB 2R14．某金属的极限波长恰等于氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？解析： 设氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级发出的光子波长为λ0， 由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级发光的光子波长为λ，则 E 4－E 2＝hc λ0，E 2－E 1＝h c λ根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为 E k ＝h c λ－h c λ0＝hc(1λ－1λ0)＝hc(E 2－E 1hc －E 4－E 2hc)＝2E 2－E 1－E 4＝2×(－3．4) eV ＋13．6 eV ＋0．85 eV ＝7．65 eV ． 答案： 7．65 eV高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

本套资源目录2019_2020学年高中物理第十八章原子结构12电子的发现原子的核式结构模型练习含解析新人教版选修3_52019_2020学年高中物理第十八章原子结构3氢原子光谱练习含解析新人教版选修3_52019_2020学年高中物理第十八章原子结构4玻尔的原子模型练习含解析新人教版选修3_52019_2020学年高中物理第十八章原子结构测评含解析新人教版选修3_51、2 电子的发现原子的核式结构模型基础巩固1.(多选)关于阴极射线的性质,判断正确的是()A.阴极射线带负电B.阴极射线带正电C.阴极射线的比荷比氢原子比荷大D.阴极射线的比荷比氢原子比荷小,其比荷比氢原子的比荷大得多,故A、C正确。

2下列关于阴极射线的说法正确的是()A.阴极射线是高速运动的质子流B.阴极射线是可用人眼直接观察的C.阴极射线是电磁波D.阴极射线是高速运动的电子流,A、C错误,D正确;阴极射线无法用人眼直接观察,B错误。

3.阴极射线管中的高电压的作用()A.使管内气体电离B.使管内产生阴极射线C.使管内障碍物的电势升高D.使电子加速4.在α粒子散射实验中,关于选用金箔的原因下列说法不正确的是()A.金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔B.金核不带电C.金原子核质量大,被α粒子轰击后不易移动D.金核半径大,易形成大角度散射5卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔,实验中发现α粒子()A.全部穿过或发生很小偏转B.绝大多数穿过,只有少数发生较大偏转,有的甚至被弹回C.绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回,只有少数穿过D.全部发生很大偏转α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,故选项A错误。

α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,故选项B正确,C、D错误。

6.(多选)在α粒子散射实验中,某个α粒子跟金箔中的电子相撞,则()A.α粒子的动能几乎没有损失B.α粒子将损失大部分动能C.α粒子不会发生显著的偏转D.α粒子将发生较大角度的偏转α粒子质量的17 300,α粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一粒灰尘碰撞一样,动能几乎没有损失,A正确,B错误。

高中物理选修3—5第十八章《原子结构》全章导学案汇总一.§§18.1《电子的发现》（附课后同步强化训练与详细参考答案）二.§§18.2 《原子的核式结构模型》（附课后同步强化训练与详细参考答案）三.§§18.3 《氢原子光谱》（附课后同步强化训练与详细参考答案）四.§§18.4 《波尔的原子模型》（附课后同步强化训练与详细参考答案）§§18.1 《电子的发现》导学案【教学目标】1．知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程。

2．知道电子是原子的组成部分。

3．知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。

重点：电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系。

难点：阴极射线【自主预习】1.1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带________的粒子流并求出了这种粒子的________，后来汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的________，它的电荷量的大小与氢离子大致相同。

2．组成阴极射线的粒子被称为________。

电子是________的组成部分，是比原子更基本的物质单元。

3．电子电荷的精确测定是在1910年前后由________通过著名的________做出的。

电子电荷的值一般取做e＝________ C。

4．密立根实验更重要的发现是：电荷是________的，即任何带电体的电荷只能是e 的________。

5．质子质量与电子质量的比值为 m p/m e＝________。

6.阴极射线的产生1). 阴极射线由阴极射线管产生2)．阴极射线 :在两极间加有高压时，阴极会发生一种射线，这种射线称为阴极射线。

3)．阴极射线的特点:阴极射线能够使荧光物质发光。

4)．对阴极射线的本质的认识：19世纪后期的两种观点：(1)认为是电磁辐射，类似X射线；(2)是带电粒子。

7. 2.密立根的“油滴实验”1910年密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷现代值为e＝1.602 177 33(49)×10－19 C，有关计算中一般使用e＝1.6×10－19 C。