【成才之路】2014-2015学年高中物理 第18章 原子结构限时测试题检测试题 新人教版选修3-5

第十八章原子结构(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分，共49分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)1．下列说法不．正确的是( )A．电子的发现表明原子核有复杂结构B．阴极射线的发现表明原子有复杂结构C．α粒子散射实验证明了原子的核式结构D．氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的解析：电子的发现说明电子是原子的组成部分，A错，B对；由α粒子散射实验建立了核式结构模型，C对；氢原子光谱是明线光谱，说明氢原子的能量是分立的，D对。

故选A。

答案：A2．向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通以如图1所示的电流，电子的偏转方向为( )图1A．向下B．向上C．向左D．向右解析：根据安培定则，环形磁铁右侧为N极、左侧为S极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项B正确。

答案：B3.卢瑟福通过α粒子散射实验判断出原子的中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构。

如图2所示的示意图中，①、②两条表示实验中α粒子的运动径迹，则沿③所示的方向射向原子核的α粒子可能的运动径迹为( ) 图2 A．轨迹a B．轨迹bC．轨迹c D．轨迹d解析：由于α粒子偏转的原因是原子核对α粒子的库仑斥力作用，所以α粒子可能的径迹为α，答案选A。

答案：A4．(2012·北京高考)一个氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级，该氢原子( ) A ．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少解析：氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，故选项B 正确。

答案：B5．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谱是连续谱B ．各种原子的线状谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应C ．气体发出的光只能产生线状谱D ．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱解析：由于通常看到的吸收光谱中的暗线比线状谱中的明线要少一些，所以B 不对；而气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状谱，故C 也不对；甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，所以D 错误，答案为A 。

第十八章原子结构(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的是()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．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5．对α粒子散射实验的解释有下列几种说法，其中错误的是()A．从α粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有个质量很大而体积很小的带正电的核存在C．原子核带的正电荷数等于它的原子序数D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的6．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是()A．若氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为hν＝En B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是νC．一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，已知ra>rb，则此过程原子要辐射某一频率的光子D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁图17．一个放电管发光，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1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()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8．设氢原子由n＝3的激发态向n＝2的激发态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子，则氢原子()A．跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B．由n＝2的激发态向n＝1的激发态跃迁时放出光子的能量大于EC．由n＝3的激发态向n＝1的激发态跃迁时放出光子的能量等于6.4ED．由n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时放出光子的频率大于ν图29．氢原子能级图的一部分如图2所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则①λb＝λa＋λc②1λb＝1λa＋1λc③λb＝λa·λc④Eb＝Ea＋Ec以上关系正确的是()A．①③B．②④C．①④D．③④图310．氢原子能级示意图如图3所示，一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的过程中() A．放出4种频率不同的光子B．放出6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13.0 eV的金属发生光电效应11．根据玻尔的氢原子模型，核外电子在第一和第三轨道运动时()A．半径之比1∶3 B．速率之比为3∶1C．周期之比为1∶9 D．动能之比为9∶112．氢原子部分能级的示意图如图4所示．不同色光的光子能量如下表所示.色光红橙黄绿蓝-靛紫光子能量 1.61～2.00 2.00～2.07 2.07～2.14 2.14～2.53 2.53～2.76 2.76～3.10范围(eV)图4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、紫题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 号答案二、非选择题(本题共4小题，共52分)13．(8分)已知氢原子基态能量为－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.14．(12分)将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为200 nm的紫外线照射n＝2的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子质量me＝9.1×10－31 kg)15．(15分)有一群氢原子处于n＝4的能级上，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？(3)这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？图516．(17分)电子所带电荷量最早是由科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原理如图5所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，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，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况．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．该油滴所带电荷量q为多少？(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，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，求此油滴所带电荷量Q.第十八章原子结构1．A2．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，提出了电子位于不连续的轨道上的假说．]3．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，提出了电荷分布的量子化概念，B 正确．]4．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．]5．D[从α粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小，A正确；极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在，B正确；由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数，C 正确；绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中是比较空旷的，D 错误．]6．C [氢原子由能量为En 的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，故A 错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B 错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C 正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D 错．]7．D [波长为1.22×10－7 m 的光子能量E ＝h c λ＝6.63×10－34×3×1081.22×10－7 J≈1.63×10－18 J≈10.2eV ，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是在氢原子从n ＝2的能级跃迁到n ＝1的能级的过程中形成的，故D 项正确．]8．BC [氢原子向低能级跃迁的辐射条件是hν＝E 初－E 末，且En ＝E1n2，E1＝－13.6 eV ，由已知条件知E ＝hν＝E3－E2＝－5E136≈1.89 eV ，A 项显然不正确；因E2－E1＝10.2 eV ，所以B 项正确；E3－E1＝－8E19＝6.4E ，C 项正确；E4－E3＝－7E1144≈0.66 eV ，可见释放的光子频率小于ν，D 项不正确．]9．B [根据玻尔的氢原子模型，Eb ＝Ea ＋Ec ，④正确．E ＝hν＝h c λ，则h c λb ＝h c λa ＋h c λc ，即1λb ＝1λa ＋1λc，②正确，选B.] 10．BC [氢原子由高能级跃迁到低能级时会辐射光子，由n ＝4能级回到n ＝1的过程中会放出6种频率的光子，选项A 错，B 正确．而光子的能量等于跃迁的两能级间的能量的差值，最小能量为n ＝4跃迁到n ＝3时，则E4－E3＝0.66 eV ；最高能量为n ＝4跃迁到n ＝1时，则E4－E1＝12.75 eV ，选项C 正确．发生光电效应的条件是入射光子的能量大于金属的逸出功，所以选项D 错误．]11．BD [因核外电子的轨道半径满足rn ＝n2r1，r3＝9r1，所以r1r3＝19，故选项A 错；k e2r21＝m v21r1(库仑力充当向心力)，v1＝ke2mr1，v3＝ke2mr3，所以v1v3＝r3r1＝31，故选项B 正确；k e2r21＝m ⎝⎛⎭⎫2πT12r1，T1＝4π2m r31ke2，T3＝4π2m r33ke2，所以T1T3＝r31r33＝127，故选项C 错误；Ek1＝12mv21，Ek3＝12mv23，所以Ek1Ek3＝91，故选项D 正确．] 12．A [由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 eV ～3.10 eV ，处于某激发态的氢原子在能级跃迁的过程中有：E3－E2＝(3.40－1.51)eV ＝1.89 eV ，此范围为红光．E4－E2＝(3.40－0.85) eV ＝2.55 eV ，此范围为蓝-靛光，故本题正确选项为A.]13．10.2 －1.51解析 ΔE21＝E2－E1＝[－3.4－(－13.6)] eV ＝10.2 eV ΔE32＝E3－E2E3＝ΔE32＋E2＝[1.89＋(－3.4)] eV ＝－1.51 eV 14．(1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s 解析 (1)n ＝2时，E2＝－13.622eV ＝－3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n ＝∞的轨道，n ＝∞时，E∞＝0.所以，要使处于n ＝2激发态的原子电离，电离能为 ΔE ＝E∞－E2＝3.4 eV ，则所用电磁波的频率为 ν＝ΔE h ＝3.4×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝8.21×1014 Hz(2)波长为200 nm 的紫外线所具有的能量E0＝hν＝6.63×10－34×3×108200×10－9 J ＝9.945×10－19 J电离能ΔE ＝3.4×1.6×10－19 J ＝5.44×10－19 J 由能量守恒得hν－ΔE ＝12mv2代入数值解得v ＝9.95×105 m/s 15．(1)6条 (2)3.1×1015 Hz (3)1.884×10－6 m 解析 (1)这群氢原子的能级如图所示，由图可以判断，这群氢原子可能发生的跃迁共有6种，所以它们的谱线共有6条．(2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级差也最大，即从n ＝4跃迁到n ＝1发出的光子能量最大，根据玻尔第二假设，发出光子的能量：hν＝E4－E1 代入数据解得ν＝3.1×1015 Hz.(3)波长最长的光子能量最小，对应的跃迁的能级差也最小．即从n ＝4跃迁到n ＝3 所以h cλ＝E4－E3λ＝ch E4－E3 ＝3×108×6.63×10－34－0.85＋1.51×1.6×10－19m＝1.884×10－6 m16．(1)m1gd U0 (2)m2d U1(g －2d t2)或m2d U1(2d t2－g)解析 (1)油滴匀速运动过程中受到的电场力和重力平衡，可见所带电荷为负电荷，即q U0d ＝m1g解得q ＝m1gdU0.(2)油滴加速下落，若油滴带负电荷，电荷量为Q1，油滴受电场力方向向上，设此时的加速度大小为a1，根据牛顿第二定律，得m2g －Q1U1d ＝m2a1而d ＝12a1t2解得Q1＝m2d U1(g －2dt2)．若油滴带正电荷，电荷量为Q2，油滴受电场力方向向下，设此时的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，得 m2g ＋Q2U1d＝m2a2解得该电荷量为Q2＝m2d U1(2dt2－g)．。

物理选修3-5《第18章原子结构》章节测试卷B（含答案）1．在α粒子散射实验中，当α粒子穿过金箔时，下下列理解正确的是( )A．与金原子核相距较远的α粒子，可能发生大角度偏转B．与金原子核相距较近的α粒子，可能发生大角度偏转C．α粒子与金原子核距离最近时，系统的能量最小D．α粒子与金原子核距离最近时，系统的电势能最大2．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，则氢原子将( )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．以上三种说法均不正确3．根据玻尔原子结构理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，下列判断正确的是( )A．原子的能量增加，电子的动能减少B．原子的能量增加，电子的动能增加C．原子的能量减少，电子的动能减少 D．原子的能量减少，电子的动能增加4．卢瑟福的原子结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有( )A．圆满解释氢原子发光的规律性 B．圆满解释α粒子散射现象C．结合经典理论解释了原子的稳定性 D．用α粒子散射的数据估算原子核的大小5．下列对原子结构的认识中，正确的是( )A．原子中绝大部分是空的，原子核小 B．电子在核外旋转，库仑力提供向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核上 D．原子核的直径大约是10—10m6．根据玻尔原子理论，原子中电子绕核运动的轨道半径( )A．可以取任意值 B．可以在某一范围任意取值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7．如图所示，O 点表示金原子核的位置，曲线ab 和cd 表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中可能正确的是( )8．卢瑟福α粒子散射实验的结果 （ C ）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.证明了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里 D 说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动9．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 ．10．下图给出氢原子最低四个能级，氢原子在这些能级间跃迁所辐射的光子的频率最多有 种，其中最大频率等于 Hz ．(保留两位有效数字)11．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 ．若在如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”“向外”)偏转．12．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a 运动到b ，再运动到c 的过程中，α粒子的动能先 ，后 ；电势能先 后 ．(填“增大”“减小”或“不变”)13．氢原子基态能量E 1=-13.6eV ，电子绕核运动半径r 1=0.53×10-10m ．,21nE E n = 12r n r n =求氢原子处于n=4激发态时：(电子的质量m=0.9×10-30kg)（1）原子系统具有的能量；（2）电子在轨道上运动的动能；（3）电子具有的电势能；（4）向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少（保留两位有效字）14、对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A、B两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动，当它们之间的距离大于等于某一定值d时，相互作用力为零，当它们之间的距离小于d时，存在大小恒为F的斥力。

高中物理第十八章原子结构单元测试题三含解析新人教版选修35062515一、选择题1．关于阴极射线，下列说法正确的是（）A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流C．阴极射线是组成物体的原子D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转2．关于电子的下列说法中，正确的是（）A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分C．电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同3．下列说法中正确的是（）A．使电子束射到金属膜上，发现较高速度的电子很容易穿透原子，是因为原子之间有空隙B．原子是一个实心球体C．高速电子很容易穿透原子，说明原子不是一个实心球体D．电子束射到金属膜上，大部分被反向弹回4．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量符合下列哪些情况( )A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小D．α粒子所受金原子核的斥力最大5．如图2为卢瑟福和他的助手们做α粒子散射实验的装置示意图，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，观察到的现象下列描述正确的是（）A．在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在位置时稍少些C．在位置时，屏上观察不到闪光D．在位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少6．如图3所示的四个图中，点表示某原子核的位置,曲线ab，和曲线cd表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，正确的图是（）7．氢原子的基态能量为E1，如图4所示，四个能级图能正确代表氢原子能级的是( )8.利用氢气光谱管发光,可以产生氢的线状谱,这些谱线的产生是由于( )A．大量氢原子处于不同的激发状态,从而辐射不同频率的光子B．大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁,从而辐射不同频率的光子C．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁,从而辐射不同频率的光子D．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁,从而吸收不同频率的光子9．关于太阳光谱,下列说法正确的是( )A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C．根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成D．根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素图4图310．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。

第十八章限时测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，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．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是()A．阴极射线本质是氢原子B．阴极射线本质是电磁波C．阴极射线本质是电子D．阴极射线本质是X射线答案：C解析：由汤姆孙对阴极射线的研究结果，不难判断正确答案为C.2．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是()A．在实验中，观察到的现象是：绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，极少数发生了较大角度的偏转B．使α粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转；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和全部原子的质量答案：AC解析：在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向运动，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A、C对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显力作用的空间在原子内很小，α粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于α粒子，α粒子打在电子上，α粒子不会有明显偏转，故B错，D错．3．(2010·吉林二模)关于原子结构和原子核，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答案：AD解析：核外电子对粒子几乎没有什么阻挡作用，故无法估算核外电子的运动半径，选项B 错误；玻尔的氢原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，选项C错误．4．(2010·沈阳市高二联考)有以下说法，正确的是()A．根据α粒子散射实验数据可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成C．光电效应提示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动答案：A5．(2010·大庆实验中学高二检测)欲使处于基态的氢原子被激发，下列措施可行的是() A．用12.09eV的光子照射B．用12eV的电子照射C．用12eV的光子照射D．用10eV的电子照射答案：AB解析：根据氢原子能级图算出12.09eV为第3能级与基态之间的能级差所以A对，C错；用12eV电子照射时可使氢原子激发到第2能级B对D错．6．如图表示卢瑟福α粒子散射实验的原子核和两个α粒子的径迹，其中正确的是()答案：A解析：注意α粒子轰击原子核时，受原子核斥力的作用，因此A对，B、C、D不正确．7．(2009·广东汕头模拟)可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内．若氢原子从高能级跃迁到低能级，根据氢原子能级图(如图)可判断()A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级时发出可见光B．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时发出可见光C．从n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出可见光D．从n＝4能级跃迁到n＝1能级时发出可见光答案：B解析：发出可见光的能量hν＝|En－Em|，故四个选项中，只有B选项的能级差在1.61eV～3.10eV范围内，故B选项正确．8．氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别为Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则()①λb＝λa＋λc②＝＋③λb＝λa·λ c ④Eb＝Ea＋EcA．①③B．②③C．①④D．②④答案：D9．若原子的某内层电子被电离形成空位，其他层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线．内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子).214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E0＝1.416 MeV交给内层电子(如K、L、M层电子，以K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离．实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为Ek＝1.323MeV，EL＝1.399 MeV，EM＝1.412 MeV.则可能发射的特征X射线的能量为()A．0.013 MeV B．0.017 MeVC．0.076 MeV D．0.093 MeV答案：AC解析：当发生能级跃迁时，释放的X射线的能量可能值为EL－EK＝0.076 MeV，EM－EL＝0.013 MeV，EM－EK＝0.089 MeV，选项A、C正确．10．如图(1)所示为氢原子的能级，图(2)为氢原子的光谱．已知谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子()A．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光B．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光C．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时的辐射光D．从n＝1的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光答案：B解析：由图(2)看出b谱线对应的光的频率大于a谱线对应的光的频率，而a谱线是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，所以b谱线对应的能级差应大于n＝4与n＝2间的能级差，故选项B正确．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共4小题，每小题5分，共20分．把答案直接填在横线上)11．原子发出的光谱是________谱，而不是________谱，原因是______________________________________．答案：线状连续原子核外电子绕核运动时只能处于一系列不连续的能级上，向外辐射的光子频率也是一系列不连续的分立值，因此原子发光的光谱是线状谱．12．氢原子核外电子质量为m，绕核运动的半径为r，绕行方向如图所示，则电子在该轨道上运动的加速度大小为________，假设核外电子绕核运动可等效为一环形电流，则这一等效电流的值为________，若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，则电子绕核运动的轨道半径将________．(填“增大”或“减小”)答案：减小解析：根据库仑力提供电子绕核旋转的向心力．可知：k＝ma∴a＝设电子运动周期为T，则k＝mr电子绕核的等效电流强度：I＝＝＝若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面，电子的向心力增大，将做向心运动，所以电子绕核运动的轨道半径将减小．13．1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了________(选填“大”或“小”)角度散射现象，提出了原子的核式结构模型．若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，其速度约为________m/s.(质子和中子的质量均为1.67×10－27kg,1MeV＝106eV)答案：大 6.9×106解析：设α粒子的速度为v，Ek＝mv2，v＝＝m/s＝6.9×106m/s.14．(2010·山东聊城模拟)原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁．如图所示为氢原子的能级图．现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光，则照射氢原子的单色光的光子能量为________eV.用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是________eV.答案：12.097.55解析：由能级图可知n＝3，故照射光的光子能量为E3－E1＝12.09eV.由Ek＝hν－W知Ek＝(12.09－4.54)eV＝7.55eV.三、论述·计算题(共5小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(7分)如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：(1)有可能放出________种能量的光子．(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？答案：(1)6(4)4→3 1.88×10－6m解析：(1)由N＝＝＝6种．(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，辐射的光子波长最长．由hν＝E4－E3，得：h＝E4－E3，所以λ＝＝m＝1.88×10－6m.16．(7分)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？答案：7.65eV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能级发出的光子波长为λ，则E4－E2＝h，E2－E1＝h根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为Ek＝h－h＝hc(－)＝hc(－)＝2E2－E1－E4＝2×(－3.4)＋13.6＋0.85＝7.65(eV)17．(8分)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，问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)答案：不能使基态氢原子发生能级跃迁解析：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＝2mv，mv＝mv2＋mv2＋ΔEmv＝Ek＝13.6eV解得，ΔE＝·mv＝6.8eV因为ΔE＝6.8eV<10.2eV所以不能使基态氢原子发生跃迁．18．(9分)氢原子处于n＝2的激发态，能量E2＝－3.4eV，则(1)若要使处于n＝2的激发态的氢原子电离，要用多大频率的电磁波照射该原子？(2)若用波长为200nm的紫外线照射处于n＝2的激发态的氢原子，则电子飞到无穷远处时的动能是多少？答案：(1)8.21×1014Hz(2)4.51×10－19J解析：(1)由E＝hν知ν＝＝Hz＝8.21×1014Hz(2)由能量守恒可知，电子飞到无穷远处时的动能为Ek＝h－E2＝J－3.4×1.6×10－19J≈4.51×10－19J19．(9分)氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10m，能量E1＝－13.6eV，求氢原子处于基态时：(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？答案：(1)13.6eV(2)－27.2eV(3)0.914×10－7m解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，则：k＝.所以电子动能Ek1＝mv＝.＝eV＝13.6eV.(2)因为E1＝Ek1＋Ep1所以Ep1＝E1－Ek1＝－13.6eV－13.6eV＝－27.2eV.(3)设用波长λ的光照射可使氢原子电离：＝0－E1，所以λ＝－＝m＝0.914×10－7m.。

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 )。

第十八章原子结构水平测试本试卷分第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。

第Ⅰ卷(选择题，共36分)一、选择题(本题共9小题，每题4分，共36分，其中1～6题为单项选择，7～9题为多项选择)1．关于阴极射线的性质，以下说法正确的选项是()A．阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B．阴极射线实质是电子流C．阴极射线在电磁场中的偏转表示阴极射线带正电D．阴极射线的比荷比氢原子核小答案B剖析阴极射线是原子受激发射出的电子流，故A、C错误，B正确；电子电荷量与氢原子核相同，但质量是氢原子核的11836，故阴极射线的比荷比氢原子核大，D错误。

2．在氢原子光谱中，可见光地域中有4条，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，则以下判断正确的选项是()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和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够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答案B剖析从n＝3、4、5、6能级向n＝2能级跃迁，其中从n＝6向n＝2能级跃迁，辐射的光子能量最大，频率最大，而红光的频率最小，故A错误；在四条谱线中，紫光的频率大于蓝光的频率，蓝光的频率大于红光的频率，因此两条紫色光谱线是氢原子从n＝6和n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的，因此B正确；由于从n＝6向n＝1能级跃迁产生的光子频率大于n＝6向n＝2能级跃迁产生的紫光的光子频率，因此从n＝6能级向n＝1能级跃迁时，能够产生紫外线，故C错误；由于从n＝6向n＝2能级跃迁产生的光子频率大于从n＝6向n＝3能级跃迁产生的光子频率，因此原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的光子不能够使某金属发生光电效应，则原子从n＝6能级向n＝3能级跃迁时辐射的光子也不能够使该金属发生光电效应，故D错误。

高中物理学习材料第十八章 原子结构单元测试题一、选择题1．卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有 （ AD ）wA ．解释α粒子散射现象B ．用α粒子散射数据估算原子核的大小C ．结合经典电磁理论解释原子的稳定性D ．结合经典电磁理论解释氢光谱2．如图所示为氢原子能级图，A 、B 、C 分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，以下叙述正确的是 ( ＡＢ )Ａ、频率最大的是Ｂ Ｂ、波长最长的是ＣＣ、频率最大的是Ａ Ｄ、波长最长的是Ｂ3、图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E . 处在n =4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为 2.22eV. 在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（ C ）A ．二种B ．三种C ．四种D ．五种4、卢瑟福α粒子散射实验的结果 （ C ） （α粒子散射实验，核式结构） 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.证明了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里D 说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动5、氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1λ=0.6328µm ，2λ=3.39µm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ∆=1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。

用2E ∆表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则2E ∆的近似值为（ D ）A ．10.50eVB ．0.98eVC ．0.53eVD ．0.36eV6、氢原子的部分能级如图所示。

已知可见光的光子能量在1.62eV 到3.11eV 之间。

由此可推知, 氢原子（ D ） n E /eV 1 -13.63 -1.512 -3.45 -0.58 4 -0.85A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光7．一群处于基态的氢原子受某种单色光照射时，只能发射甲、乙、丙三种单色光，其中甲光的波长最短，丙光的波长最长，则甲、丙这两种单色光的光子能量之比E甲:E丙等于（C ）A. 3:2B.6:1C.32:5D.9:48．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中（D ）A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大9．紫外线照射一些物质时，会发生萤光效应，即物质发出可见光。

第十八章第三节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．卢瑟福的原子核式结构说初步建立了原子核结构的正确图景，解决的问题有( )A．解释了α粒子散射现象B．原子中存在电子．结合经典电磁论解释原子的稳定性D．结合经典电磁论解释氢光谱答案：A解析：通过α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，而经典电磁论并不能解释原子的稳定性和氢原子光谱，A正确，B、、D错误。

2．下列关于光谱的说法正确的是( )A．月光是连续光谱B．日光灯产生的光谱是连续光谱．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱是线状谱D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状谱答案：解析：月光是反射的太阳光，是吸收光谱，故选项A错。

日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线光谱，故选项B错。

酒精灯中燃烧的钠蒸气属于低压气体发光产生线状谱，故选项正确，选项D错。

3．对于巴耳末公式下列说法正确的是( )A．所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B．巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长．巴耳末公式确定了氢原子发光一组谱线的波长，其中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长答案：解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一组谱线的波长，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，故A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出的，但它也适用于可见光和紫外光，故B错误，正确。

4．关于巴耳末公式＝R(－)(＝3,4,5…)的解，正确的是( )A．此公式只适用于氢原子发光B．公式中的可以是任意，故氢原子发光的波长是任意的．公式中的是大于等于3的正整，所以氢原子光谱不是连续的D．该公式包含了氢原子的所有光谱线答案：A解析：巴耳末公式是分析氢原子的谱线得到的一个公式，它只反映氢原子谱线的一个线系，故A对D错；公式中的只能取不小于3的正整，B错对。

5．关于太阳光谱，下列说法正确的是(导号 96140297)( )A．太阳光谱为连续谱B．太阳光谱为吸收光谱．研究太阳光谱，可以了解太阳大气层的物质成分D．研究太阳光谱，可以了解地球大气层的物质成分答案：B解析：弄清太阳光谱的成因。

第十八章《原子结构》测试卷一、单选题(共15小题)1.根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指()A．电子的动能B．电子的电势能C．电子的电势能与动能之和D．电子的动能、电势能和原子核能之和2.按照玻尔理论，关于处于基态的氢原子，下列说法正确的是()A．电子的电势能为－13.6 eVB．电子的电势能与动能之和为13.6 eVC．此能量状态下的氢原子较其它能量状态下更容易电离D．此能量状态下，电子绕核运动的速率最大3.从阴极射线管发射出的一束电子，通过图示的磁场，以下四幅图中能正确描绘电子偏转情况的是()A．B．C．D．4.根据玻尔理论，氢原子有一系列能级，以下说法正确的是()A．当氢原子处于第二能级且不发生跃迁时，会向外辐射光子B．电子绕核旋转的轨道半径可取任意值C．处于基态的氢原子可以吸收10 eV的光子D．大量氢原子处于n＝4能级向下跃迁时会出现6条谱线5.根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后()A．原子的能量增加，电子的动能减少B．原子的能量增加，电子的动能增加C．原子的能量减少，电子的动能减少D．原子的能量减少，电子的动能增加6.关于光谱，下列说法正确的是()A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学成分7.若用|E1|表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n能级的能量为En＝，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是()A．B．|E1|C．|E1|D．8.1995年科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成．反质子和质子有相同的质量，带有等量异种电荷．反氢原子和氢原子有相同的能级分布，氢原子能级图如图所示，则下列说法中正确的是()A．反氢原子光谱与氢原子光谱不相同B．基态反氢原子的电离能是13.6 eVC．基态反氢原子能吸收11 eV的光子发生跃迁D．在反氢原子谱线中，从n＝2能级跃迁到基态辐射光子的波长最长9.白炽灯发光产生的光谱是()A．连续光谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱10.现有1 200个氢原子被激发到量子数为4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． 2 200个B． 2 000个C． 1 200个D． 2 400个11.正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质－反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是()A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成12.氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E1，其次为E2，则为()A．B．C．D．13.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．波长最大的光是由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．从n＝2能级跃迁到n＝1能级电子动能增加14.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15.氦原子的一个核外电子被电离，会形成类似氢原子结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示．可以推知，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A． 40.8 eVB． 43.2 eVC． 51.0 eVD． 54.4 eV二、计算题(共3小题)16.已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m，电子质量me＝9.1×10－31kg，电荷量为1.6×10－19C，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各是多少？17.氢原子的能级图如图所示，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？18.根据巴耳末公式＝R(－)，n＝3,4,5，…，计算n＝3,4,5,6时的波长．三、简答题(共3小题)19.线状谱和连续谱的区别是什么？20.氢原子发光形成的光谱是一系列不连续的光谱线，由此我们能推测出原子的能量状态是什么样的？21.氢原子光谱是怎样获得的？研究氢原子光谱对于探索原子结构有什么意义？答案解析1.【答案】C【解析】根据玻尔理论，电子绕核在不同轨道上做圆周运动，库仑引力提供向心力，故电子的能量指电子的总能量，包括动能和势能，所以C选项是正确的．2.【答案】D【解析】氢原子在基态时所具有的能量为－13.6 eV，将其电离是使电子跃迁到无穷远，根据玻尔理论所需的能量为13.6 eV的能量，此能量状态下的氢原子较其它能量状态下更难电离，所以A、B、C错误；根据牛顿第二定律，结合库仑力提供向心力，则有：半径越小时，动能越大，因此此能量状态下，电子绕核运动的速率最大，D正确．3.【答案】B【解析】4.【答案】D【解析】氢原子处于第二能级且向基态发生跃迁时，才会向外辐射光子．故A错误．根据玻尔原子理论可知，电子绕核旋转的轨道半径是特定值．故B错误.10 eV的能量不等于基态与其他能级间的能级差，所以该光子能量不能被吸收．故C错误．根据C＝6知，大量处于n＝4能级的氢原子向下跃迁时能辐射出6种不同频率的光子，即出现6条谱线．故D正确．5.【答案】D【解析】电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据k＝m，可知半径越小，动能越大，所以A、B、C错误，D正确．6.【答案】C【解析】物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A、B错；做光谱分析可使用吸收光谱也可以使用线状谱，D错．7.【答案】B【解析】氢原子处于激发态的能量分别为E1、E1、E1、E1…，向基态跃迁时发出光子的能量分别为|E1|、|E1|、|E1|、|E1|…，故B正确．8.【答案】B【解析】9.【答案】A【解析】白炽灯发光是由于灯丝在炽热状态下发出的光，是连续谱．10.【答案】A【解析】如图所示，各能级间跃迁的原子个数及处于各能级的原子个数分别为：n＝4到n＝3，N1＝1 200×＝400，n＝3能级的原子个数为400个．n＝4到n＝2，N2＝1 200×＝400，n＝3到n＝2，N3＝400×＝200，n＝2能级的原子个数为600.n＝4到n＝1，N4＝1 200×＝400，n＝3到n＝1，N5＝400×＝200，n＝2到n＝1，N6＝600.所以发出的光子总数为N＝N1＋N2＋…＋N6＝2 200个．11.【答案】B【解析】12.【答案】A【解析】由＝R(－)，n＝3,4,5…得：当n＝3时，波长最长，＝R，当n＝4时，波长次之，＝R，解得＝，由E＝h得＝＝.13.【答案】D【解析】核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量ΔE＝En－Em＝hν，故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，根据ν＝可知频率越大，波长越小，由图可知当核外电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故A、B错误．当电子从n＝4向低能级跃迁时，跃迁的种类有4→3,4→2,4→1,3→2,3→1,2→1.即辐射光的种类为C＝6种，故C错误．电子从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射光子，根据引力提供向心力，即＝m，可知，电势能减小，但动能增加．故D正确．14.【答案】D【解析】在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，通过高电压对电子加速使电子获得能量，与玻璃发生撞击而产生荧光．故D正确．15.【答案】B【解析】基态氦离子吸收40.8 eV能量，能量变为－54.4 eV＋40.8 eV＝－13.6 eV，跃迁到第二能级，A正确；基态氦离子吸收43.2 eV能量，能量变为－54.4 eV＋43.2 eV＝－11.2 eV，不能跃迁，B错误；基态氦离子吸收51.0 eV能量，能量变为－54.4 eV＋51.0 eV＝－3.4 eV，跃迁到第四能级，C正确；基态氦离子吸收54.4 eV能量，能量变为－54.4 eV＋54.4 eV＝0，氦离子发生电离，该光子能被吸收，D正确．16.【答案】－1.51 eV 1.51 eV－3.02 eV【解析】氢原子能量可由氢原子能级公式En＝求出，而动能可由氢原子轨道半径公式以及向心力公式求出，氢原子的能量为电子的动能和电势能之和，氢原子的能量E3＝≈－1.51 eV电子在第三轨道时半径为r3＝32r1＝9r1①电子绕核做圆周运动向心力由库仑力提供，所以k＝m②由①②可得电子动能为E k3＝mv＝k≈1.51 eV由于E3＝E k3＋E p3，所以电子电势能为E p3＝E3－E k3＝－3.02 eV17.【答案】7.65 eV【解析】根据玻尔理论可知，氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出的光子能量为hν＝E4－E2①据题意知，该金属的逸出功为W0＝hν②氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，所辐射出的光子能量为hν′＝E2－E1③据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能E k满足E k＝hν′－W0④①②③④联立可得：E k＝2E2－E1－E4将E1＝－13.6 eV，E2＝－3.4 eV和E4＝－0.85 eV代入上式，可得E k＝7.65 eV.18.【答案】654.55 nm484.85 nm432.90 nm409.09 nm【解析】由巴耳末公式＝R(－)，n＝3,4,5，…可得当n＝3时，＝1.10×107×(－) m－1，故λ1＝6.545 5×10－7m＝654.55 nm同理：当n＝4时，λ2＝4.848 5×10－7m＝484.85 nm当n＝5时，λ3＝4.329 0×10－7m＝432.90 nm当n＝6时，λ4＝4.090 9×10－7m＝409.09 nm.19.【答案】【解析】20.【答案】原子的能量状态是不连续的，是量子化的．【解析】氢原子光谱是由氢原子从一个能量状态变化到另一个能量状态时所发的光形成的，也就是氢原子光谱是氢原子在不同能级之间跃迁时放出的，只有氢原子所处的能级是不连续的，在不同能级之间跃迁所放出光子的能量才是不连续的．由此可推测出原子的能级是不连续的．其他原子的光谱比氢原子光谱复杂，但同样是不连续的线状谱，说明其他原子的能级也是不连续的．从光谱线与原子结构之间的关系思考．尽管我们研究的是氢光谱，但得到的一些结论却适合于所有的原子，以至所有的微观粒子．21.【答案】氢原子光谱是从氢气放电管发光得到的．因为许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，所以光谱研究是探索原子结构的一条重要途径【解析】。