2015年高中物理第十八章原子结构单元测试1新人教版选修3_5

18.1电子的发现一、选择题1、在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略，这是因为与α粒子相比，电子的（）A、电量太小B、速度太小C、体积太小D、质量太小2、二十世纪初，为研究物质的内部结构，物理学家做了大量的实验，如图装置的实验是（）A、α粒子散射实验B、发现质子的实验C、发现电子的实验D、发现中子的实验3、下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是（）A、图甲：原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成B、图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C、图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一D、图戊：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的4、下列事例中能说明原子具有核式结构的是（）A、光电效应现象的发现B、汤姆逊研究阴极射线时发现了电子C、卢瑟福的α粒子散射实验发现有少数α粒子发生大角度偏转D、天然放射现象的发现5、下列有关原子核式结构理论不正确的是（）A、原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子B、原子的正电荷均匀分布在整个原子中C、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转6、下列说法正确的（）A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变B、α粒子散射实验可以估算出原子核直径的数量级为10﹣10mC、β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的D、汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构7、下列能揭示原子具有核式结构的是（）A、α粒子散射实验B、天然放射现象C、电子的发现D、氢原子光谱是线状谱8、有关原子结构，下列说法正确的是（）A、玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱B、卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C、玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D、卢瑟福的α粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”9、有关对原子的说法正确的是（）A、汤姆孙通过研究阴极射线得出电子是构成原子的微粒，且测出了电子的电量B、密立根是通过对电子在电场中做匀速直线运动的研究，测出了电子的电量C、汤姆孙提出的原子模型不能解释原子呈电中性D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型10、原子的质量主要集中在（）A、质子上B、中子上C、电子上D、原子核上11、卢瑟福在研究α粒子轰击金箔的实验中，根据实验现象提出原子的核式结构．以下说法不正确的（）A、按照汤姆孙模型，α粒子轰击金箔时不可能发生大角度的偏转，因而卢瑟福否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型B、绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子所带正电是均匀分布的C、α粒子轰击金箔实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D、卢瑟福通过α粒子轰击金箔的实验的数据记录估算出原子核的大小12、卢瑟福的α粒子散射实验的结果（）A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动D、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上13、下列说法正确的是（）A、α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一B、光子像其它粒子一样，不但具有能量，不具有动量C、普朗克认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光波长太短14、下列说法中正确的是（）A、α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B、一个氢原子中的电子从半径为ra 的轨道自发地直接跃迁至半径为rb的轨道，已知ra＞rb，则在此过程中原子不辐射某一频率的光子C、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小D、正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术．一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的15、下列说法不正确的是（）A、普朗克在研究黑体辐射时提出了能量子假说B、卢瑟福将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象C、汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．二、填空题16、卢瑟福通过________实验，否定了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的________结构模型．17、一直以来人们都认为________是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家________发现了带________电的________，从此打破了原子不可再分的神话．18、原子是由带________电的________和带________电和________组成的．19、________的发现说明原子有结构问题；________的发现说明原子核也有结构问题．20、原子中电子在具有确定半径的圆形轨道上高速运动．________（判断对错）三、解答题21、利用学过的知识解释实验室中电子云的形成原因和特点．22、自从1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子以后，人们认识到，原子不是组成物质的最小单元，1919年卢瑟福依据α粒子散射实验中，发现α粒子发生了大角度散射现象，提出了原子的什么结构模型？23、在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转．此模型称原子的有核模型．最先提出原子有核模型的科学家是谁？他所根据的实验是什么？24、现代理论认为，反质子的质量与质子相同，约为电子质量的1836倍．若me=0.91×10﹣30kg ， e=1.6×10﹣19C ，求反质子的比荷．25、一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？答案解析部分一、选择题1、【答案】D【考点】原子核的组成【解析】【解答】α粒子的质量是电子质量的7000多倍，α粒子碰到电子，像子弹碰到灰尘，损失的能量极少，几乎不改变运动的轨迹．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【分析】在α粒子散射实验中，由于电子的质量较小，α粒子与电子相碰，就像子弹碰到灰尘一样．2、【答案】A【考点】原子核的组成【解析】【解答】本实验是α粒子散射实验，卢瑟福根据极少数α粒子产生大角度偏转，提出了原子的核式结构模型．故A正确．故选：A【分析】解答本题应抓住：该实验是卢瑟福和他的助手们做的α粒子散射实验，根据这个实验的结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．3、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成．故A正确．B、用中子轰击铀核使其发生裂变．故B错误．C、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一．故C正确．D、玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的．故D正确．故选：B．【分析】卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型；用中子轰击铀核使其发生裂变，产生中子，再次轰击，产生链式反应，释放出巨大的能量．4、【答案】C【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误；B、汤姆逊研究阴极射线，是发现电子的实验，故B错误；C、α粒子散射实验中极少数α粒子的大角度偏转说明原子内存在原子核．故C正确；D、元素放射性的发现揭示原子具有复杂的结构．故D错误．故选：C．【分析】本题比较简单，考查了近代物理中的几个重要试验及发现，要了解这些试验及发现的内容及其重要物理意义．5、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子，A正确；BC、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；D、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确．故选：B．【分析】正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．6、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、半衰期由原子核内部结构决定，与温度、压强等外在因素无关，则若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变，故A正确．B、α粒子散射实验可以估算出原子直径的数量级为10﹣10m ，原子核直径的数量级为10﹣15m ，故B 错误．C、β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化来的；故C错误．D、汤姆孙发现电子，只表明原子具有复杂结构，α粒子散射实验表明原子具有核式结构，故D错误．故选：A．【分析】本题根据半衰期与温度、压强等因素无关；原子核直径的数量级为10﹣15m；β衰变所释放的电子是中子转化来的；汤姆孙发现电子，表明原子具有复杂结构；根玻尔理论分析氢原子跃迁时是发出光子还是吸收光子．7、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、α粒子散射实验中少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说．故A正确．B、天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构．故B错误．C、电子的发现揭示了原子有复杂结构．故C错误．D、氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征．故D错误．故选：A【分析】α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构学说的实验依据．8、【答案】A【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、玻尔的原子理论：1．电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；2．可能的轨道不连续；3．当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由E=hν给出．玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律．故A正确；BD、卢瑟福的α粒子散射实验说明（1）原子中绝大部分是空的，（2）α粒子受到较大的库仑力作用，（3）α粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西，否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能说明原子内部存在带负电的电子，也不能解释原子的稳定性，故B错误，D不正确；C、玻尔提出的原子模型，但并没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，故C错误．故选：A．【分析】从玻尔理论及卢瑟福的α粒子散射实验的结果出发，即可解题．9、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，但没有测出电子的电量，是密立根测出了电子的电量；故A错误；B、密立根通过著名的油滴实验测出了电子的电量；并没有研究电子在电场中的匀速直线运动的研究；故B 错误；C、汤姆孙提出的原子模型中提出核外电子等于核内的正电荷；对外呈现电中性；故C错误；D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型；故D正确；故选：D．【分析】解答本题应明确对原子的认识过程，知道汤姆孙、密立根及卢瑟福在原子发现过程中所做出的贡献．10、【答案】D【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，1个质子的质量约等于1个中子的质量约等于一个电子质量的1836倍，所以电子的质量很小，原子的质量只要取决于质子和中子，所以主要质量集中在原子核上．故选：D【分析】根据原子的构成，质子、中子和电子的质量大小考虑，质子的质量约等于中子的质量，约为一个电子质量的1836倍．11、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出新的原子结构模型，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故AC正确，B错误；D、影响α粒子运动的主要是带正电的原子核．而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转，根据α粒子散射实验，可以估算出原子核的直径约为10﹣15米～10﹣14米，故D正确．故选：B【分析】α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进．12、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、此实验不能说明原子核内存在质子，故A错误；B、由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内，不能说明原子核是由质子和中子组成的．故B错误；C、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，说明原子中的电子只能绕核旋转，而玻尔提出原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动，故C错误．D、卢瑟福的α粒子散射实验的结果得出：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上．故D正确．故选：D．【分析】本题比较简单，只要正确理解a粒子散射实验现象、结论及意义即可正确解答．13、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】（1）A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型：原子中心有一个很小的核，内部集中所有正电荷及几乎全部质量，所以α粒子散射实验是估算原子核半径最简单的方法之一．故A正确．B、光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．故B不正确．C、玻尔原子模型：电子的轨道是量子化，原子的能量是量子化，所以他提出能量量子化．故C错误．D、光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小，波长长．故D错误．故选：A【分析】卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面，玻尔原子模型提出能量量子化，光照到某金属上不能发生光电效应，是因为该光频率小．14、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子核式结构模型，故A正确；B、电子从半径大的ra 的轨道自发地直接跃迁至半径小的rb的轨道时，必须辐射一定频率的光子，故B不正确；C、玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大，故C错误；D、一对正负电子对湮灭后生成光子，说明质量对应着一定能量，不能说明质量守恒定律是有适用范围的，故D错误；故选：A【分析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立模型；B、当半径增加时，则必须吸收能量，当半径减小时，则必须释放能量；C、辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，动能增大；D、由质能方程可知，质量对应一定的能量；15、【答案】B【考点】原子的核式结构【解析】【解答】A、普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说．故A正确．B、波尔将量子观点引入到原子模型中，成功解释了氢原子的发光现象，故B错误．C、汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，故C正确．D、我国科学家钱三强和何泽彗夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分．故D正确．故选：B．【分析】普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说；玻尔理论能够很好解释氢原子发光现象；汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子．二、填空题16、【答案】α粒子散射；核式【考点】原子的核式结构【解析】【解答】卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：α粒子散射，核式【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．17、【答案】原子；查德威克；负；电子【考点】原子的核式结构【解析】【解答】一直以来人们都认为原子是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家查德威克发现了带负电的电子，从此打破了原子不可再分的神话．故答案为：原子；查德威克；负；电子．【分析】构成物质的基本微粒是分子、原子、离子，分子和原子不能比较大小，且原子还可以再分来回答本题．18、【答案】负；电子；正；原子核【考点】原子的核式结构【解析】【解答】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积虽然很小，但可以再分，原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的．故答案为：负；电子；正；原子核．【分析】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核的体积很小，但质量很大，原子的质量主要集中在原子核上；原子核的体积虽然很小，但还可以再分，分成带正电的质子和不带电的中子．19、【答案】电子；天然放射性现象【考点】原子核的组成【解析】【解答】解；电子发现后，科学家们开始认为原子是可以再分的，说明原子有结构问题；卢瑟福提出的核式结构模型为：原子由位于原子中心的原子核及绕核转动的电子组成，天然放射性现象说明原子核也可以再分．故答案为：电子，天然放射性现象【分析】解答本题应掌握：原子结构的发现过程及核式结构模型的内容．20、【答案】错误【考点】原子的核式结构【解析】【解答】根据波尔的原子模型中轨道半径量子化观点，电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动；不同轨道间跃迁会辐射或者吸收一定频率的光子；故答案为：错．【分析】根据波尔的原子模型，轨道半径量子化，即电子只能在一些特定的轨道上做圆周运动，不向外辐射能量；从一个轨道跃迁到另一个轨道时会辐射或者吸收一定频率的光子．三、解答题21、【答案】解答：电子云形成的原因：在距离原子核很远处的电子出现的概率几乎为零，而有些非常靠近原子核的电子出现的概率也几乎为零．电子云的特点：把电子在原子核外各处区域出现的概率分布用图象表示，以不同的浓淡程度表示出现的概率大小，象电子在原子核外周围形成的云雾．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的运动．在这个模型里，某个点附近的密度表示电子在该处出现的机会的大小．密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；反之，则表明电子出现的机会少．电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”．22、【答案】解答：汤姆逊发现了电子，卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图，此实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．故答案为：核式；【考点】原子的核式结构【解析】【分析】汤姆逊的枣糕模型被卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验所否定，他提出了原子的核式结构模型．23、【答案】解答：卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构；故答案为：卢瑟福；α粒子散射实验．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构．24、【答案】解答：根据比荷的定义式，反质子的比荷： C/kg答：反质子的比荷是9.58×107C/kg【考点】原子核的组成【解析】【分析】根据比荷的定义式即可求出．25、【答案】解答：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．U的原子序数为92，即质子数为92，中子数等于质量数减去质子数，即为235﹣92=143．答：它的核子数，质子数和中子数分别是235、92、143．【考点】原子的核式结构【解析】【分析】原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．原子序数等于质子数，质子数与中子数的和等于质量数．。

第十八章原子结构课前自主学习（学案）一、请学生自主复习教材第十八章原子结构P46至P63。

二、结合复习的内容思考如下问题：1、人类对原子结构认识的历史是从电子的发现开始的。

1890年英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现了电子。

在研究原子结构时，他提出了枣糕模型，请说出这种模型的特点。

2、1909年--1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验，即著名的“α粒子散射实验”，该实验的结果是什么？（注意几个关键词）3、请绘制一幅简图，描绘原子核式结构模型的α粒子散射的图景。

4、原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾主要体现在哪两个方面？1913年丹麦的物理学家玻尔提出了原子结构的三个基本假设，建立了玻尔原子模型，请说出玻尔原子模型的三个基本假设的内容。

5、请用玻尔理论解释：为什么原子的发射光谱都是一些分立的亮线？如果大量氢原子处在n=4能级，可辐射出几种频率的光？其中波长最短的光是在哪两个能级之间跃迁时发出的？三、自主解答几道题目：1、卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（）A．原子的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕着核旋转2、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3、卢瑟福通过_______________实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型，平面示意图中的四条线表示α粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹．4．一个氢原子中的电子从一半径为r a的轨道自发地直接跃迁至另一半径为r b的轨道，已知r a>r b，则在此过程中（）A．原子发出一系列频率的光子B．原子要吸收一系列频率的光子C．原子要吸收某一频率的光子D．原子要辐射某一频率的光子参考答案：1．ACD 2．C 3 ．4．D课堂主体参与（教案）【学习目标】1、知道并理解原子核式结构模型，了解科学家探究原子结构的过程2、知道原子的能级的概念，并能进行一些简单的应用【重点、难点】1、核式结构模型对α粒子散射实验的解释2、玻尔的原子模型【学习内容】一、课前自主学习检查1、原子结构的认识过程是非常曲折的，请回答核式结构和玻尔模型提出的背景分别是：①___________________________________________________________②___________________________________________________________2、如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到现象的说法中正确的是（）A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少3、氢原子的能级和电子可能轨道半径公式分别是：①氢原子的能级公式E n=________E1（其中E1为基态能量，E1=－13.6eV）②氢原子的电子轨道半径公式: r n= ________r1（其中r1内基态半径，r1=0.53×10－10m）4.氢原子的能级图，如图：(1)能级图中的横线表示_____________________(2)横线左端的数字“1，2，3…”表示__________，右端的数字“一13.6，一3.4，…”表示__________________．(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越_________． (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：_____________． 5．根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E ’的轨道，辐射出波长为γ的光，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，求能量E ’． 参考答案：1．①汤姆孙的“枣糕模型”无法解释α粒子散射实验②卢瑟福的核式结构无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特性 2．AD 3．21n ；n 4．氢原子可能的能量状态——定态；量子数；氢原子的能级；小；h γ=E m －E n5．解析：根据玻尔理论，原子从一种定态(设能量为E)跃迁到另一种定态(设能量为E ’)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 h γ=E －E ’，又光在真空中传播时λcv =，联立得E'=E 一λch二、构建知识框架，剖析典型概念1．人类对原子结构的认识史是从电子的发现开始的。

【优化设计】2015-2016学年高中物理第十八章原子结构测评A 新人教版选修3-5(基础过关卷)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。

在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.关于阴极射线的性质,下列说法正确的是()A.阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B.阴极射线本质是电子C.阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电D.阴极射线的比荷比氢原子小解析:阴极射线是原子受激发射出的电子流,故选项A、C错,B对;电子电荷量与氢原子相同,但质量是氢原子的,故阴极射线的比荷比氢原子大,选项D错。

答案:B2.关于密立根“油滴实验”的科学意义,下列说法正确的是()A.证明电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元B.提出了电荷分布的量子化观念C.证明了电子在原子核外绕核转动D.为电子质量的最终获得作出了突出贡献解析:该实验第一次测定了电子的电荷量,由电子的比荷就可确定电子的质量,D正确。

因带电体的电荷量均为某一个电荷量值(电子电荷量)的整数倍,故提出了电荷分布的量子化概念,B正确。

答案:BD3.根据玻尔模型,原子中电子绕核运转的半径()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解析:电子的运转半径只能是一系列不连续的特定值。

答案:D4.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。

答案:B5.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)()A. B.k C. D.2k解析:处在量子数为3的k个氢原子跃迁到量子数为2和量子数为1的氢原子个数各为,而处于量子数为2的个氢原子还会向量子数为1的基态跃迁,故发出的光子总数为k。

高中物理学习材料桑水制作物理选修3-5《第18章原子结构》章节测试卷A（含答案）【说明】本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。

请将第Ⅰ卷的答案填入答题栏内，第Ⅱ卷可在各题的相应位置直接作答。

第Ⅰ卷(选择题，共60分)一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)1．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的( )A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用B．α粒子的动能不断减小C．α粒子的电势能不断增大D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果2．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3．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是( )A．证明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元B．提出了电荷分布的量子化观念C．证明了电子在原子核外绕核转动D．为电子质量的最终获得做出了突出贡献4．在燃烧的酒精灯芯上放上少许食盐，用摄谱仪得到的光谱应为( )A．钠的发射光谱B．钠的吸收光谱C．钠的连续光谱D．钠的线状光谱5．(2008·广东高考)有关氢原子光谱的说法正确的是( )A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关图16．(2009·广州测试)氢原子的能级图如图1所示，一群氢原子处于n＝3的激发态，这群氢原子辐射出的光子的能量可能是( )A．13.6 eV B．12.09 eVC．10.2 eV D．1.89 eV7．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1n－1)( )A.k2B．kC.3k2D．2k8．在氢原子光谱中，可见光区域中有14条，其中有4条属于巴耳末系，其颜色为一条红色，一条蓝色，两条紫色．它们分别是从n＝3、4、5、6能级向n＝2能级跃迁时产生的，则( )A．红色光谱线是氢原子从n＝6能级到n＝2能级跃迁时产生的B．紫色光谱线是氢原子从n＝6或n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的C．若从n＝6能级跃迁到n＝1能级将产生红外线D．若从n＝6能级跃迁到n＝2能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，则从n ＝6能级向n＝3能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属产生光电效应图29．一个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10－7 m，已知氢原子的能级示意图如图2所示，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子电荷量e＝1.60×10－19 C，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10．(2009·茂名模拟)按照玻尔的理论，氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能．当一个氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是( )A．氢原子系统的电势能增加，电子的动能增加B．氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小C．氢原子可能辐射6种不同波长的光D．氢原子可能辐射3种不同波长的光11．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为( )A.49ν B.34νC.2516ν D.274ν图312．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．如图3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的取值正确的是( )A．E＝158.1 eVB．E＞158.1 eVC．2371.5 eV＜E＜2428.4 eVD．只能等于2371.5 eV第Ⅱ卷(非选择题，共40分)二、计算题(本题包括4小题，共40分．解答题应写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位)图413．(8分)如图4所示是氢原子的能级图．(1)有一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，在图上用箭头标出这些氢原子发出的光谱线中属于巴耳末线系的光谱线．(2)计算发出的所有光谱线中波长最长的一条的波长．(已知静电常量k＝9.0×109 N·m2/C2，h＝6.63×10－34J·s，e＝1.6×10－19 C)14．(9分)如图5所示为氢原子能级示意图，现有动能是E(eV)的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞．已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等．碰撞后氢原子受激发跃迁到n＝5的能级．(粒子的质量m与氢原子的质量m H之比为k)求：(1)碰前氢原子的动能；(2)若有一群氢原子处在n＝5的能级，会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光子能量多大？图515．(11分)用α粒子和质子分别做散射实验，它们跟金原子核的最近距离分别为d 1和d 2.(1)如果α粒子和质子都由静止开始经相同的电压加速后做实验，则d 1∶d 2为多少？ (2)如果α粒子和质子具有相同的动量值，则d 1∶d 2又为多少？(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为E p ＝kq 1q 2r)16．(12分)美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子电量．油滴实验的原理如图6所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况．两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力．(1)调节两金属板间的电势差U，当U＝U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动，求该油滴所带的电荷量．(2)若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差U＝U1时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量．图6答案1.A2．选B 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．3．选BD 该实验第一次测定了电子的电荷量．由电子的比荷就可确定电子的质量，D 正确．因带电体的电荷量均为某一个电量值(电子电荷量)的整数倍，故提出了电荷分布的量子化概念，B正确．4．选AD 该光谱为钠蒸汽的发射光谱，也是钠原子的特征光谱，必然为线状光谱，A、D正确．5．选BC 原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于氢原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱；原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光．综上所述，选项A 、D 错，B 、C 对．6．选BCD 从n ＝3到n ＝2，－1.51－(－3.4)＝1.89 (eV)，D 对．从n ＝3到n ＝1，－1.51－(－13.6)＝12.09 (eV)，B 对．从n ＝2到n ＝1，－3.4－(－13.6)＝10.2 (eV)，C 对．7．选C 处在量子数为3的k 个氢原子跃迁到量子数为2和量子数为1的氢原子个数各为k 2，而处于量子数为2的k 2个氢原子还会向量子数为1的基态跃迁，故发出光子总数为32k .8．选B 其能级跃迁图如图所示，由图可以看出n ＝6到n ＝2的能量最大则应为紫光，A 错．n ＝5到n ＝2是其次最值，故也应为紫光，因此B 正确．从n ＝6到n ＝1的能级差大于n ＝6到n ＝2能级差，故将产生紫外线，C 错．从n ＝6到n ＝2跃迁辐射的光子不能使该金属发生光电效应，则其他的就更不能使该金属发生光电效应，因此D 错．9．选D 波长为1.22×10－7m 的光子能量E ＝h c λ＝6.63×10－34×3×1081.22×10－7J ≈1.63×10－18J ≈10.2 eV ，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是氢原子从n ＝2的能级跃迁到n ＝1的能级的过程中释放的，故D 项正确．10．选D 氢原子从能级4向低能级跃迁的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，A 、B 选项错误．由于只有一个氢原子，若从能级4跃迁到能级3再跃迁到能级2再跃迁到基态，此时发出光子最多，会发出3种光子，C 选项错误，D 选项正确．11．选D 氢原子从n ＝3的能级跃迁到n ＝2的能级，h ν＝E 3－E 2＝E 19－E 14＝－536E 1 ①则从基态跃迁到n ＝4的能级，吸收光子能量h ν′＝E 4－E 1＝E 116－E 1＝－1516E 1 ②由①②得ν′＝274ν，选项D 正确．12．选C 因为μ氢原子吸收能量后至多发出6种不同频率的光，所以μ氢原子被激发到n ＝4的激发态，因此有2371.5 eV ＜E ＜2428.4 eV ，即C 选项正确．13.解析：(1)从4→2和从3-2跃迁发出的光子属于巴耳末线系，如图所示． (2)原子由n=4的激发态跃迁到n=3的激发态发出光子的波长最长． h=E4-E3λ== m=1.88×10-6 m答案：(1)见解析图 (2)1.88×10-6 m14．解析：(1)设v 和v H 分别表示粒子和氢原子的速率，由题意可知：mv －m H v H ＝0E H ＝12m H v 2H ＝kE(2)辐射出光子的频率种数N ＝C 2n ＝C 25＝10频率最高的光子能量ΔE ＝E 5－E 1＝－0.54 eV －(－13.6) eV ＝13.06 eV 答案：(1)kE (2)13.06 eV15．解析：(1)α粒子或质子在向金原子核靠近时，动能向电势能转化，相距最近时，动能为0，电势能E p ＝kq ·q ′r则E k α＝U ·q α ①E kH ＝U ·q H ② E k α＝kq ·q αd 1 ③E kH ＝kq ·q Hd 2④由③④得d 1d 2＝kq ·q αE k αkq ·q H E kH＝q αq H ·E kHE k α将①②代入上式得：d 1d 2＝q αq H ·Uq H Uq α＝11(2)当α粒子和质子具有相同的动量值时，设为p则E k α＝p 22m α，E kH ＝p 22m H又E k α＝kq ·q αd 1，E kH ＝kq ·q Hd 2得d 1d 2＝kq · q αp 22m α×p 22m H kq ·q H ＝q α·m αq H ·m H ＝81. 答案：(1)1∶1 (2)8∶116．解析：(1)当U ＝U 0时，油滴恰好做匀速直线运动，满足m 1g －q U 0d ＝0，即q ＝m 1gd U 0(2)当U ＝U 1时，质量为m 2的油滴做匀加速运动，满足d ＝12at 2， m 2g －q ′U 1d＝m 2a由此得q ′＝m 2d U 1(g －2d t 2)＝m 2d U 1t2(gt 2－2d )． 答案：(1)m 1gd U 0 (2)m 2d U 1t2(gt 2－2d )。