鲁科版 高中物理 选修3-5 第2章 原子结构 寒假复习题含答案

( 时间：60 分钟满分： 100 分 )一、选择题( 共 8 小题，每题 6 分，共48分)1．卢瑟福经过对α 粒子散射实验结果的剖析，提出了原子内部存在( )A．电子B．中子C．质子D．原子核分析：选 D卢瑟福在α 粒子散射实验中察看到绝大部分α 粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有很少量的α 粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。

应选项D正确。

2．在卢瑟福α 粒子散射实验中，金箔中的原子核能够看做静止不动；以下各图画出的是此中两个α 粒子经历金箔散射过程的径迹，此中正确的选项是()分析：选 C 金箔中的原子核与α粒子都带正电，α 粒子靠近原子核过程中遇到斥力而不是引力作用， A、 D 错误；由原子查对α粒子的斥力作用，及物体做曲线运动的条件，知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方，选项 B 错、 C对。

3．氢原子从n＝4的激发态直接跃迁到n＝2的激发态时，发出蓝色光，则当氢原子从n＝5的激发态直接跃迁到n＝2的激发态时，可能发出的光是( )A．红外线B．红光C．紫光D．γ射线分析：选 C 氢原子从n＝4、5 的能级向n＝2 的能级跃迁时辐射的光为可见光，且辐射光子的能量知足hν＝ E m－ E n，能级差越大，光频次越高，而紫色光的频次高于蓝色光的频次，综上所述，选项 C 正确。

4．一个氢原子中的电子从一半径为r a的轨道自觉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．原子发出一系列频次的光子B．原子要汲取一系列频次的光子C．原子要汲取某一频次的光子D．原子要辐射某一频次的光子分析：选 D电子的轨道半径减小，电子从高能级直接跃迁到低能级，只好放出拥有对应当能量差的频次的光子，故D正确。

5. 如下图为氢原子的能级图，用光子能量为13.06 eV的光照耀一群处于基态的氢原子，可能观察到氢原子发射的不一样波长的光有()A ．15 种B ．10 种C ．4 种D ．1种分析：选B处于基态的氢原子汲取入射光子的能量后由低能级向高能级跃迁，处于不稳固状态，而后由高能级向低能级跃迁，依据题意，h ν ＝ E 5－ E 1＝ 13.06 eV，故可能发射C 52＝ 10 种光。

高中鲁科版物理新选修3-5第二章原子结构章节练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列射线中，来自于原子核内部，且穿透能力最强的射线是（） A ．γ射线B ．α射线C ．阴极射线D ．X 射线2．关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ） A ．α射线是由氦原子核衰变产生 B ．β射线是由原子核外电子电离产生C ．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关D ．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生3．图示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（ ）A ．氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，释放一定频率的光子，核外电子动能增加，电势能减小B ．氢原子从n=3能级跃迁到n=4能级时，需要吸收的光子能量必须大于0.66eVC ．氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的频率相同D ．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以释放6种频率的光子 4．已知12n E E n，基态氢原子能量E 1=﹣13.6eV ，欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施不可行的是（ ） A ．用10.2eV 的光子照射 B ．用14eV 的光子照射 C ．用11eV的光子照射D ．用11eV 的电子碰撞5．关于α粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构，下列说法正确的是（） A ．α粒子散射实验揭示了原子核的组成B ．少数α粒子发生了较大偏转，卢瑟福认为是环境的影响C ．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径D ．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验 6．下列粒子流中贯穿本领最强的是（） A ．α射线B ．阴极射线C ．质子流D ．中子流7．我国的“神舟”六号载人飞船已发射成功，“嫦娥”探月工程也已正式启动．据科学家预测，月球上的土壤中吸附着数百万吨的23He ，每百吨23He 核聚变释放出的能量，相当于目前人类一年消耗的能量．下列关于23He 的叙述正确的是（ ） A ．23He 和31H 互为同位素 B ．23He 原子核内中子数为2C ．23He 的原子核外电子数为2D ．23He 代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子8．如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中，只有一种能使某金属产生光电效应．以下判断正确的是（ ）A ．该光子一定是氢原子从激发态n=3跃迁到n=2时辐射的光子B ．该光子一定是氢原子从激发态n=2跃迁到基态时辐射的光子C ．若氢原子从激发态n=4跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应D ．若氢原子从激发态n=4跃迁到n=3，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应二、填空题9．为了研究原子的结构，卢瑟福和他的同事做了如图所示的________实验，显微镜是图中的________．（选填“A”、“B”、“C”或“D”）10．卢瑟福通过如图所示的实验装置发现了质子．①卢瑟福用α粒子轰击________核，第一次实现了原子核的________． ②关于该实验，下列说法中正确的是________ A ．通过显微镜来观察荧光屏上α粒子所产生的闪光 B ．银箔可以吸收产生的新粒子 C ．实验必须在真空、密封容器内进行D ．测出新产生的粒子的质量和电量，明确这就是氢原子核．11．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是________．12．氢原子从能级A 跃迁到能级B 时，辐射出波长为1λ的光，从能级A 跃迁到能级C 时，辐射出波长为2λ的光，若12λλ>，则氢原子从能级B 跃迁到能级C 时，将__________光子，光子的波长为__________．三、解答题13．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问： （1）镭核中有几个质子？几个中子？ （2）镭核所带电荷量为多少？（3）若镭原子呈中性，它核外有几个电子？ （4）是镭的一种同位素，让22688Ra 和22888Ra 以相同速度垂直射入磁应强度为B 的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？14．若氢原子的核外电子质量为m ，电量为e ，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半径为r 1 ． 求： （1）电子运动的动能E k 是多少？ （2）电子绕核转动的频率f 是多少？（3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为多大？15．利用学过的知识解释实验室中电子云的形成原因和特点。

高中鲁科版物理新选修3-5 第二章原子结构章节练习一、单选题1.下列射线中，来自于原子核内部，且穿透能力最强的射线是（）A. γ射线B. α射线C. 阴极射线D. X射线2.关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A. α射线是由氦原子核衰变产生B. β射线是由原子核外电子电离产生C. 半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关D. γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生3.图示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（）A. 氢原子从较高能级跃迁到较低能级时，释放一定频率的光子，核外电子动能增加，电势能减小B. 氢原子从n=3能级跃迁到n=4能级时，需要吸收的光子能量必须大于0.66eVC. 氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的频率相同D. 一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以释放6种频率的光子4.已知E n= ，基态氢原子能量E1=﹣13.6eV，欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施不可行的是（）A. 用10.2eV的光子照射B. 用14eV的光子照射C. 用11eV的光子照射D. 用11eV的电子碰撞5.关于α粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构，下列说法正确的是（）A. α粒子散射实验揭示了原子核的组成B. 少数α粒子发生了较大偏转，卢瑟福认为是环境的影响C. 利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径D. 原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验6.下列粒子流中贯穿本领最强的是（）A. α射线B. 阴极射线C. 质子流D. 中子流7.我国的“神舟”六号载人飞船已发射成功，“嫦娥”探月工程也已正式启动．据科学家预测，月球上的土壤中吸附着数百万吨的He，每百吨He核聚变释放出的能量，相当于目前人类一年消耗的能量．下列关于He的叙述正确的是（）A. He和H互为同位素B. He原子核内中子数为2C. He的原子核外电子数为2D. He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子8.如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中，只有一种能使某金属产生光电效应．以下判断正确的是（）A. 该光子一定是氢原子从激发态n=3跃迁到n=2时辐射的光子B. 该光子一定是氢原子从激发态n=2跃迁到基态时辐射的光子C. 若氢原子从激发态n=4跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应D. 若氢原子从激发态n=4跃迁到n=3，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应二、填空题9.为了研究原子的结构，卢瑟福和他的同事做了如图所示的________实验，显微镜是图中的________．（选填“A”、“B”、“C”或“D”）10.卢瑟福通过如图所示的实验装置发现了质子．①卢瑟福用α粒子轰击________核，第一次实现了原子核的________．②关于该实验，下列说法中正确的是________A．通过显微镜来观察荧光屏上α粒子所产生的闪光B．银箔可以吸收产生的新粒子C．实验必须在真空、密封容器内进行D．测出新产生的粒子的质量和电量，明确这就是氢原子核．11.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是________．12.氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光，从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光，若λ1＞λ2，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将________光子，光子的波长为________．三、综合题13.已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：（1）镭核中有几个质子？几个中子？（2）镭核所带电荷量为多少？（3）若镭原子呈中性，它核外有几个电子？（4）是镭的一种同位素，让R a和R a以相同速度垂直射入磁应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？14.若氢原子的核外电子质量为m，电量为e，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半径为r1．求：（1）电子运动的动能E k是多少？（2）电子绕核转动的频率f是多少？（3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为多大？四、解答题15.利用学过的知识解释实验室中电子云的形成原因和特点．答案解析部分一、单选题1.【答案】A【解析】【解答】题目要求射线来自原子核内部，所以只有AB选项符合，α射线的电离作用最强，γ射线的穿透能力最强，故A正确，BCD错误．故选：A．【分析】首先知道常见的射线，利用常见射线的本质和特点分析即可，还常考查射线的用途．2.【答案】C【解析】【解答】A、α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．故A错误；B、β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．故B错误；C、半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关，故C正确；D、γ射线是原子核在发生α衰变和β衰变时产生的能量以γ光子的形式释放．故D错误；故选：C．【分析】β衰变中产生的电子是原子核中的一个中子转化而来的；α衰变过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核．β衰变过程中，一个原子核释放一个β粒子（电子）．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期取决于原子核与外界因素无关．3.【答案】A【解析】【解答】解：A、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径减小，能量减小，释放一定频率的光子，根据=m 知，电子动能增大，则电势能减小，故A正确；B、根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知，E4﹣E3=△E，因此氢原子从n=3能级跃迁到n=4能级时，需要吸收的光子能量必须等于0.66eV．故B错误；C、处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不同．故C错误；D、根据=6，可知，大量处于n=4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出6种频率的光子，但如今只有一个氢原子，则n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以释放3种频率的光子，故D错误；故选：A．【分析】A、根据轨道半径的变化，通过库仑引力提供向心力比较出电子动能的变化，通过能量的变化得出电势能的变化；B、能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差；C、核外电子在各处出现的频率不同；D、根据数学组合公式求出氢原子可能辐射光子频率的种数．4.【答案】C【解析】【解答】解：A、用10.2eV的光子照射，即﹣13.6+10.2eV=﹣3.4eV，跃迁到第二能级．故A不符合题意．B、用14eV的光子照射，即﹣13.6+14eV＞0，氢原子被电离．故B不符合题意．C、因为﹣13.6+11eV=﹣2.6eV，不能被吸收．故C符合题意．D、用11eV的动能的电子碰撞，可能吸收10.2eV能量，故D不符合题意本题选择不能使处于基态的氢原子激发或电离，故选：C【分析】能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差．或吸收的能量大于基态氢原子能量，会发生电离．5.【答案】C【解析】【解答】A、α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来）是由于斥力，且质量较大，故A错误，B也错误；C、利用α粒子散射实验现象，极少数大角度偏转，可以估算原子核的半径，故C正确；D、α粒子散射实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，而玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故D错误．故选：C．【分析】明确α粒子散射实验现象的内容以及造成这种现象的原因，正确利用物体受力和运动的关系判断．6.【答案】D【解析】【解答】α射线射线的穿透能力最弱，一张纸即可把它挡住，但是其电离能力最强，阴极射线是电子流，能穿透0.5mm的铝板；质子流比电子流的穿透能力要强一些，中子不带电，相同的情况下中子的穿透能力最强．故选：D．【分析】本题比较简单，明确α射线、阴极射线、质子流与中子流的穿透能力、电离能力等性质即可正确解答．7.【答案】C【解析】【解答】解：A、He的质子数为2，H质子数1，不是同位素，故A错误；B、He的质子数为2，中子数为3﹣2=1，故B错误；C、He的质子数为2，核外电子数=质子数=2，故C正确；D、He含有的质子数为2，中子数为1，故D错误；故选：C．【分析】元素符号的左上角数字表示质量数，左下角数字表示质子数，中子数=质量数﹣质子数，质子数=核外电子数；具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素．8.【答案】C【解析】【解答】解：A、大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中，只有一种能使某金属产生光电效应，知频率最大的光子，即从n=3跃迁到n=1辐射的光子能使金属发生光电效应．故A、B错误．C、因为n=4跃迁到n=1辐射的光子能量大于n=3跃迁到n=1辐射的光子能量，所以一定能使金属发生光电效应．故C正确．D、n=4跃迁到n=3辐射的光子能量小于n=3跃迁到n=2辐射的光子能量，所以该光子一定不能使金属发生光电效应．故D错误．故选C．【分析】大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，可以辐射出3种不同频率的光子，只有一种能使某金属产生光电效应．知最大频率的光子能使金属发生光电效应．二、填空题9.【答案】α粒子散射；D【解析】【解答】卢瑟福和他的同事做了α粒子散射实验；A装置产生α粒子，然后α粒子穿过金箔，也就是B装置，发生散射现象，从D装置也就是显微镜观察．故答案为：α粒子散射；D．【分析】根据卢瑟福和他的同事做的α粒子散射实验的实验装置图即可分析求解．10.【答案】氮；人工转变；D【解析】【解答】（1）卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子，并首次实现原子核的人工转变（2）卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变并发现了质子，实验装置中银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏，但是不能阻挡其它粒子的穿过，这样可判断是否有新的粒子产生试验中根据质量数和电荷数守恒，明确了新产生的粒子就是氢原子核．故ABC错，D正确．故选D故答案为：（1）氮，人工转变；（2）D【分析】卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子，并首次实现原子核的人工转变，11.【答案】α粒子的散射实验【解析】【解答】卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型；故答案为：α粒子的散射实验．【分析】卢瑟福在α粒子的散射实验基础上提出了原子的核式结构模型，要了解各种模型提出的历史背景以及物理意义．12.【答案】辐射；【解析】【解答】解：因为λ1＞λ2，根据γ= ，知γ1＜γ2．A到B辐射光子的能量小于A到C辐射光子的能量，所以B能级能量比C能级能量大，跃迁时辐射光子，B、C间的能级差△E= ﹣．又知△E= ，解得λ3= ．故答案为：辐射，．【分析】比较出B、C能级哪个能级能量高，通过h =E m﹣E n．求出辐射光子的波长．三、综合题13.【答案】（1）镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数之差，即N=A﹣Z=226﹣88=138．（2）镭核所带电荷量Q=Ze=88×1.6×10﹣19C=1.41×10﹣17C ．（3）核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88．（4）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqv=m ．r= ，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故【解析】【分析】根据原子中质子数和中子数以及质量数存在关系【解答】中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数．14.【答案】（1）解：原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律及库仑定律得：=电子运动的动能E k= mv2=答：电子运动的动能E k是（2）解：原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律及库仑定律得：=m电子绕核转动的频率f= =答：电子绕核转动的频率f是（3）解：根据点电荷的场强公式E= 得氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E=答：氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为【解析】【分析】根据库仑定律求出氢原子核与核外电子的库仑力．根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律求出线速度和周期．根据点电荷的场强公式求出氢原子核在电子轨道处产生的电场强度．四、解答题15.【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．【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”．。

鲁科版高中物理选修3-5第二章原子结构测试卷（A卷）一、选择题1．卢瑟福的原子核式结构学说能解决的问题是（）A．解释原子光谱B．解析光电效应现象C．解析α粒子散射的实验D．结合经典电磁理论，解释原子的稳定性2.下列说法正确的是（）A．太阳辐射能量与目前采用核电站发电的能量均来自核聚变反应B．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C．一群氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小3．关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有（）A．它彻底否定了经典的电磁理论B．它很好地解释了所有原子的光谱C．它完全继承了经典的电磁理论D．它引入了普朗克的量子观念4．（多选）右图为卢瑟福和他的同事们做 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是（）A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少C．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最多D．放在C、D位置时屏上也能观察到闪光5．（多选）氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n=3轨道；第二次核外电子再从n=3轨道跃迁到n=2轨道，下列说法中正确的是（）A．两次跃迁原子的能量减少量相等B．第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C．二次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D．两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量较小6．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定（）A. Hα对应的前后能级之差最小B.同一介质对Hα的折射率最大C.同一介质中Hδ的传播速度最大D.用Hδ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能二、计算题7．红宝石激光器的工作物质红宝石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．铬离子的能级如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E3，然后自发跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，试求这种激光的波长λ。