2019-2020学年物理人教版选修3-5第十八章原子结构单元测试题(一)(含解析)

本章测评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，叫做原子核 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思路解析：由α散射实验可知，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被反弹回.使α粒子运动状态发生明显改变，这需要很强的相互作用力；除非原子的大部分质量和电荷集中到一个很小的核上，否则大角度散射是不可能的. 答案：ACD2.氢原子中巴耳末系中最短波长是( ) A.R4 B.34 C.RD.2R 思路解析：根据巴耳末公式有)1-21(122nR ＝λ)121(122n R -=λ最短波长为R R 4411=， 故A 项正确. 答案：A3.当用具有1.87 eV 能量的光子照射n =3激发态的氢原子时( ) A.氢原子不会吸收这个光子B.氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为0.36 eVC.氢原子吸收光子后被电离，电离后电子的动能为零D.氢原子吸收光子后不会被电离思路解析：处于n =3激发态的氢原子所具有的能量为eV 51.1-3213==E E .由于1.87 EV+(-1.51 eV)=0.36 eV ＞0，说明氢原子能够吸收该光子而电离，电离后电子的动能为0.36 eV .答案：B4.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( ) A.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C.原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D.原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大思路解析：根据玻尔理论，处于定态的氢原子中电子绕核做匀速圆周运动，在离核越远的轨道上运动能量越大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，且氢原子的核外电子绕核运动的向心力由原子核对电子的库仑力提供，即r m v r ke 222=，由此可判断动能与半径成反比；电子在不同轨道间跃迁时，库仑力做正功则电势能减小，库仑力做负功则电势能增加，故选项D 正确. 答案：D5.以下说法正确的是( )A.在一个氢原子的某一次跃迁中，可以发出一系列不同频率的光子B.在一个氢原子的某一次跃迁中，可以发出若干个同一频率的光子C.一个处于n =4能级的氢原子在向基态跃迁时，最多发出3种频率的光子D.一群处于n =4能级的氢原子在某一时刻发出的光子中可以包含6种不同频率的光子思路解析：一氢原子在一次跃迁中，只能发出一个某一频率的光子，选项A 、B 错误.一氢原子在从n =4能级跃迁到基态时，最多可跃迁3次，即n =4→n =3,n =3→n =2,n =2→n =1,故最多可发出3种不同频率的光子，选项C 正确.大量处于n =4能级氢原子发生跃迁时，各种可能的跃迁方式都可以发生，故发出的光中包含了624==C N （种）不同频率的光，选项D 正确. 答案：CD6.氢原子的基态能量E 1=-13.6 eV,第n 能级21n E E n =，若氢原子从n =3能级跃迁到n =2能级时放出的光能使某金属发生光电效应，则以下跃迁中放出的光也一定能使此金属产生光电效应的是( )A.从n =2能级跃至n =1能级B.从n =4能级跃至n =3能级C.从n =5能级跃至n =3能级D.从n =6能级跃至n =5能级思路解析：由21nE E n =可得各能级 eV E 46.132-==-3.4eV ,eV E 96.133-==-1.51eV ,eV E 166.134-==-0.85 eV,eV E 256.135-== -0.54eV, eV E 366.136-==-0.38 eV.氢原子由高能级向低能级跃迁时，辐射光子，由h ν=E -E ′可得h E E v 230-=,h E E v 121-=,h E E v 342-= , h E E v 653-=,hE E v 564-=，又E 3-E 2=1.89eV ,E 2-E 1=10.2 eV,E 4-E 3=0.66 eV,E 5-E 3= 0.97 eV , E 6-E 5=0.16 eV,故只有ν1＞ν0，A 选项正确.答案：A7.用能量为12.30 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后下列关于氢原子跃迁的说法正确的是( ) A.电子能跃迁到n =2的能级上去 B.电子能跃迁到n =3的能级上去 C.电子能跃迁到n =4的能级上去 D.电子不能跃迁到其他能级上去思路解析：根据玻尔理论，原子的能量是不连续的，即能量是量子化的，因此只有那些能量刚好等于两能级间的能量差的光子才能被氢原子吸收，使氢原子发生跃迁，氢原子由基态向n =2、3、4轨道跃迁时吸收的光子能量分别为：121212E E E -=∆=-3.4 eV-(-13.6) eV =10.20 eV 121313E E E -=∆=-1.51 eV -(-13.6) eV =12.09 eV 121414E E E -=∆=-0.85 eV -(-13.6) eV =12.75 eV 而外来光子能量12.30 eV 不等于某两能级间的能量差，故不能被氢原子吸收而产生能级跃迁，正确选项为D. 答案：D8.(2004江苏高考，10)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空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式解放出来，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，即原子中处于激发态的核跃迁回基态，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）.Po 214的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E 0=1.416 MeV 交给内层电子（如K 、L 、M 层电子，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Po214原子的 K 、L 、M 层电离出的电子的动能分别为E K =1.323MeV 、E L =1.399MeV 、E M =1.412MeV.则可能发射的特征X 射线的能量为（ ） A.0.013 MeV B.0.017 MeV C.0.076MeV D.0.093MeV思路解析：由题分析可知，电离后产生的电子动能在数值上与原子所处的激发态能级对应，即E k =1.323 MeV,E L =1.399 MeV ,E M =1.412 MeV.当发生能级跃迁时，释放的X 射线的能量可能值为E L -E K =0.076 MeV,E M -E L =0.013 MeV ,E M -E K =0.089 MeV.选项中A 、C 正确. 答案：AC9.(2004广东高考，1)图18-1所示为氢原子的能级图，用光子能量为13.07eV 的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有 …( )图18-1A.15种B.10种C.4种D.1种思路解析：处于基态的氢原子吸收光子的能量后向高能级跃迁，处于高能级的原子不稳定向低能级跃迁，共发射25C 种光.答案：B10.(2004全国高考理综Ⅲ，14)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多少？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11-n ( ) A.2 200 B.2 000 C.1 200 D.2 400思路解析：量子数n =4的激发态的1 200个氢原子分别跃迁到n =3、2、1的轨道上的数目均为400，此时发出1 200个光子，量子数n =3的激发态的400个氢原子分别跃迁到n =2、1的轨道上的数目均为200个，发出光子数为400个，量子数n =2的激发态的600个氢原子跃迁到n =1的轨道上的数目为600，发出光子数为600个，则发出光子总数为 1 200+400+600=2 200，所以A 正确. 答案：A11.（经典回放）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.图18-2的平面示意图中四条线表示α粒子运动的可能轨迹，请在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹.图18-2思路解析：注意α粒子离金原子核的远近不同时它们之间的斥力不同.在卢瑟福的α粒子散射实验中，观察到了离金原子较近的那些α粒子的运动方向发生了很大改变，有的甚至完全反弹，由此，卢瑟福提出原子的核式结构.答案：α粒子散射 如下图所示12.图18-3给出氢原子最低的四个能级，大量氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有________种，其中最小的频率等于________Hz.(保留两位有效数字)图18-3思路解析：由能级图可看出，能级越高，相邻能级间能差越小，则辐射光子的频率越小. 由数学知识可得放出不同光子种类为62)14(42)1(=-=-=n n N .又由h ν=E m -E n 得最小频率光子为Hz Hz h E E v 14341934106.11062.6106.1)51.1(85.0⨯=⨯⨯⨯---=-=--. 答案：6 1.6×101413.氢原子从m 能级跃迁到n 能级时，辐射出波长为λ1的光子，从m 能级跃迁到k 能级时，辐射出波长为λ2的光子，若λ1＞λ2,则氢原子从n 能级跃迁到k 能级时，将________波长为__________的光子.思路解析：由玻尔跃迁假设可得，1λhcE E n m =-2λhcE E k m =-两式相减得2121)(λλλλ-=-hc E E k n ,因为λ1＞λ2， 则E n ＞E k ,故氢原子由n 能级向k 能级跃迁，辐射光子. 又λhcE E k n =-，则λλλλλhchc =-2121)(解得辐射光子的波长2121λλλλλ-=.答案：辐射2121λλλλ-14.氢原子基态的能量E 1=-13.6 eV ，电子绕核运动的半径r 1=0.53×10-10m.求氢原子处于n =2的激发态时：（1）原子系统具有的能量为____________________________； （2）电子在轨道上运动的动能为_________________________； （3）电子具有电势能为_________________________________.思路解析：抓住原子在不同能量状态下，核外电子的动能E k n 、电势能E p 及E 的关系是本题解题关键.（1）由21n E E n =可得，2226.13-=E eV=-3.4eV,即为原子系统的能量. （2）由E k n =|E n |得，E k2=|E 2|=3.4 eV,即电子在轨道上动能为3.4 eV.(3)由E p n =2E n 得，E p2=2E 2=-6.8 eV ，即电子具有的电势能为-6.8 eV. 答案：(1)-3.4eV (2)3.4eV (3)-6.8 eV15.1911年前后，物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，获得惊人的发现，试由此实验根据下列所给公式或数据估算金原子核的大小.已知点电荷的电势RkQU =R ，k =9.0×109 N·m 2/C 2 金原子序数为79α粒子的质量为6.64×10-27kg 质子质量m p =1.67×10-27kg α粒子的速度v α=1.60×107m/s 电子电荷量e =1.6×10-19C思路解析：α粒子接近金原子核，克服库仑做功，动能减小，电势能增加.当α粒子的动能完全转化为电势能时，离金原子核最近，距离为R ，R 可被认为是金原子核半径.由动能定理有U q v m ααα=221,又因R kQ U =,Q 为金原子核电荷量,则22αααv m kQ q R =,其中q α=2E ,Q =79E ,代入数据可得R =4×10-14 m.答案：4×10-14 m16.卢瑟福在α粒子散射实验中，测出当α粒子（He 42）与金核（Au 19779）发生对心碰撞时，α粒子接近金核的最小距离约为2.0×10-14m ，试估算金核的密度（结果保留一位有效数字）.思路解析：α粒子接近金核的最小距离认为是金核的半径,金核Au 19779中有197个核子,每个核子的质量约为1.67×10-27 kg,把金核看作一个球体,其半径约为r =2.0×10-14m,则金核的体积为：33143)100.2(14.33434m r V -⨯⨯⨯==π= 3.3× 10-41m 3 金核的质量为： m =197m 0=197×1.67×10-27 kg=3.3×10-25 kg 金核的密度为：Vm=ρ=1.0×1016 kg/m 3. 答案：1.0×1016 kg/m 317.(2005陕西安康中学模拟，6)用一束光子去激发处于基态的氢原子，氢原子吸收了光子后刚好发生电离.已知E 1=-13.6 eV ，求这束光子的频率.思路解析：基态氢原子的电离能为13.6 eV ，只要大于或等于13.6 eV 的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电离，不过入射光子能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大.处于基态的氢原子吸收光子发生电离，则光子能量E ≥E 1，由题意知，该光子能量E =13.6eV ，又E =h ν，则光子频率11191063.61060.16.13--⨯⨯⨯==h E v Hz =3.28×1015 Hz. 答案：3.28×1015 Hz18.氢原子的电子在第二条轨道和第三条轨道运动时，其动能之比、动量大小之比、周期之比分别是多少？思路解析：电子绕核运动，库仑引力提供向心力，则得rke E k 22=，则E k2∶E k3=r 3∶r 2又r n =n 2r 1,故E k2∶E k3=9∶4 由动能与动量关系知，k mE p 2=故p 2∶p 3=3∶2 由vrT π2=知，周期之比 27:832:94::332232===v r v r T T . 答案：9∶4 3∶2 8∶2719.我国研究人员用发射功率为2.0×105W 的钇铝石榴石激光器发出波长为0.532μm 的蓝光在蚕卵上打出直径为2μm 的小孔.激光器发射的激光是不连续的一道一道闪光，每道闪光称为一个光脉冲.若每个光脉冲持续时间为1×10-8s ，激光器每秒发射100个光脉冲.求： （1）每个光脉冲含光子数为多少？（2）每个脉冲时间内，蚕卵小孔上单位面积得到的光能是多少？（3）若光脉冲在折射率为1.46的光导纤维的一个端面射入恰能发生全反射，则光在一个光脉冲的时间内在光纤中传播的距离是多长？思路解析：(1)每个光脉冲的能量为100100.251⨯==n E E n J=2.0×103 J每个光子的能量783401032.5100.31063.6--⨯⨯⨯⨯==λhcE J=3.47×10-19 J 每个光脉冲含光子数193011047.3100.2-⨯⨯==E E n =5.35×1021（个） (2)每个脉冲时间内小孔上单位面积得到的光能263212)102(14.3100.2441-⨯⨯⨯⨯==d E E πJ/m 2=6.37×1014 J/m 2. (3)光导纤维中的光速46.1100.38⨯==n c v m/s=2.05×108 m/s.在一个光脉冲的时间内传播距离 L =vt =2.05×108×10-8 m=2.05 m. 答案：(1)5.35×1021个 (2)6.37×104 J/m 2 (3)2.05 m。

第十八章原子结构（时间：90分钟满分：100分）、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分）1.在a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 . a粒子一直受到金原子核的斥力作用B . a粒子的动能不断减小C . a粒子的电势能不断增大D . a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a粒子散射实验的解释有下列几种说法，其中错误的是（）A .从a粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小B .极少数a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a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 E n的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为h v= E nB .电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为V则其发光的频率也是VC. 一个氢原子中的电子从一个半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为「b的轨道,已知r a>r b,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斥E7cVW --------------w ------------ -0.54幷 ------------ 1.512 --------------- 3.4I -------------- 13.6图17.—个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为 1.22 X 10「7m,已知氢原子的能级示意图如图1所示，普朗克常量h= 6.63X 10 34J s，电子电荷量e= 1.60X 10 19C,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&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v 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 En= 1的激发态跃迁时放出光子的能量等于 6.4E n=3的激发态跃迁时放出光子的频率大于9 .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 E a 、E b 、E c 和/a 、 ^、尼，贝 V111 ① /= /+ / ②三二丁 + 匚 ③尼=/ • c 入 ④E b = E a + E c/ / /以上关系正确的是（ ） A .①③B .②④C.①④D .③④n£/eV4 -------------- 0.85eV3 --------------- L51eV 2 ------------- -3.40eV1 ----------- 13.60 K V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 12.75eV,最小能量是 0.66eVD .放出的光能够使逸出功为 13.0eV 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 : 3B .速率之比为3 : 1C .周期之比为1 : 9D .动能之比为9 : 1 12.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 范围（eV ）1.61 〜2.00 2.00 〜2.072.07-2.142.14 〜2.53 2.53 〜2.76 2.76 〜3.10H (J4 ------------ 0.«5 3 ------------ -L512 -------------- 3,40图4C .由n= 3的激发态向D .由n= 4的激发态向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（）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— 13.6eV,第二能级E 2=-3.4eV,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 1.89eV 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 E 3= e V.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？ ⑵若用波长为200nm 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= 1.6X 10 C,电子质量 m e = 9.1 x 10 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 E 1 = — 13.6eV,普朗克常量h = 6.63X 10 34J 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.A .红、蓝-靛 C .红、紫B .黄、绿（1）调节两金属板间的电势差 U,当U = U o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？⑵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a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a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 a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E n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.］—34 8—7 c 6.63X 10 x 3x 10 —7 . D ［波长为 1.22x 10 m 的光子能量 E = h-= 〔22x 10-7 J~ 1.63x 1018J- 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.］E18. BC ［氢原子向低能级跃迁的辐射条件是h尸E 初—E末，且E n =孑，E1=— 13.6eV, 由已知条件知 E = h v= E3— E2= —宇~ 1.89eV, A项显然不正确；因 E?— E j= 10.2eV,所以368E1 7E1B项正确；E3 — E1=—= 6.4E, C项正确；E4— E3= —［石〜0.66eV，可见释放的光子频率小于v D项不正确.］9. B ［根据玻尔的氢原子模型，E b= E a+ E c,④正确.E = h v=h—则h— = h— + h —, 111即十=十+十，②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，贝U巳一E B= 0.66 eV；最高能量为n = 4跃迁到n=1时，则巳—E= 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.］1211.BD [因核外电子的轨道半径满足 r n = n 质，「3= 9「，所以三=9,故选项A 错；眞 m#(库仑力充当向心力)，V 1 =、£吕,v3 =2 n 2 nmr 3m 「1, T 1= 严,T 3 =T 1 ke E k3= 2mv 3,所以害=1，故选项2 E k3 1 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 eV3.10 eV 处于某激发态 的氢原子在能级跃迁的过程中有： 巳一£= (3.40- 1.51)e= 1.89 eV 此范围为红光.巳—£= (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 AE 21= E 2— E 1= [ — 3.4— (— 13.6)eV = 10.2eV△E 32 = E 3 — E 2 E 3= AE 32+ E 2= [1.89+ (— 3.4)]eV =— 1.51eV14 5 14. (1)8.21 X 10 Hz (2)9.95 X 10 m/s 解析 (1)n = 2 时，E 2=— 1326eV =— 3.4eV 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 E 8= 0. 所以，要使处于 n = 2激发态的原子电离，电离能为 AE= E ^— E 2= 3.4eV ，则所用电磁波的频率为 —19AE 3.4X 1.6 X 10 14v=—= —^Hz = 8.21 X 10 Hz h 6.63 X 10 (2)波长为200nm 的紫外线所具有的能量 —34 3 X 10 —19E 0= h v= 6.63X 10 34X rj= 9.945X 10 19J200 X 10 电离能 AE = 3.4X 1.6X 10—19j= 5.44X 10—19J h v — AE= |mv 2 v= 9.95X 10 5m/s15 —6 (2)3.1 X 10 Hz (3)1.884 X 10 m 由能量守恒得r ike ，所以£=•• '=3，故选项B 正确；扈= mr 3 v 3 r i 1 r i ;器3,所以= 分，故选项 C 错误；Ek 1 = ^mv f , D 正确.] -靛兀， n=g 的轨道，n=g 时,代入数值解得 15. (1)6 条 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： h v= E 4— E 1 代入数据解得 v= 3.1 X 1015H z. (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 所以 n= 4跃迁到n = 3 E 4— E 3ch入=E 4— E 33X 108X 6.63 X 10—34—19—0.85+ 1.51 X 1.6X 10=1.884 X 10—6mmgd —Ed 2d 亠 m 2d 2d16.⑴世(2)m"(g —7)或6(孑—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，即晋=m1g解得q=讐.U o（2）油滴加速下落，若油滴带负电荷，电荷量为Q i,油滴受电场力方向向上，设此时的加U i速度大小为a i,根据牛顿第二定律，得 m2g — 0益=m2a i而 d= 2a i t2m2d 2d解得Q i =应9 —产）-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，得小U im2g+ Q2"d = m2a2解得该电荷量为Q2=罟（爷-g）.。

第十八章单元测试题、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阴极射线杲组成物体的原子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.姿现址干是臥研阳川酣一线卄给怕B.汗匸期航屮色㈡丄子」丈唱子金U讣分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a粒子散射实验中，当在a粒子最接近原子核时，关于描述a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.a粒子与金原子核组成的系统能量最小D.a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a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a粒子的运动轨迹，正确的图是（）图37.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10.氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为v的光子；氢原子从能级B跃迁到能级，从而辐射不同频率的光子，从而辐射不同频率的光子，从而吸收不同频率的光子BC时，吸收频率为v的光子。

人教版高中物理选修35第十八章《原子结构》单元检测题（解析版）一、单项选择题1.依据玻尔实际，氢原子的电子由n＝1轨道跃迁到n＝2轨道，以下说法正确的选项是( )A．原子要吸收某一频率的光子B．原子要放出一系列频率不同的光子C．原子的能量添加，电子的动能添加D．原子的能量增加，电子的动能增加2.α粒子散射实验中，使α粒子散射的缘由是( )A．α粒子与原子核外电子碰撞B．α粒子与原子核发作接触碰撞C．α粒子发作清楚衍射D．α粒子与原子核的库仑斥力作用3.关于α粒子散射实验，以下说法正确的选项是( )A．该实验可以在空气环境中停止B．不用显微镜也可以在不同方向上观察到散射的α粒子C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上构成的D．荧光屏只要正对α粒子源收回射线的方向才有闪光4.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讨中有重要作用．如图为μ氢原子的能级表示图，假定光子能量为E的一束光照射容器中少量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，收回频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν和ν6的光子，且频率依次增大，那么E等于( )5A．h(ν3－v1) B．h(ν3＋ν1) C．hν3 D．hν45.如下图，1、2、3、4为玻尔实际中氢原子最低的四个能级．处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能收回假定干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是( )A．n＝4跃迁到n＝1时辐射的光子B．n＝4跃迁到n＝3时辐射的光子C．n＝2跃迁到n＝1时辐射的光子D．n＝3跃迁到n＝2时辐射的光子6.氢原子从能级M跃迁到能级N，吸收频率为ν1的光子，从能级M跃迁到能级P释放频率为ν2的光子．那么当它从能级N跃迁到能级P时将( )A．放出频率为|ν1－ν2|的光子B．吸收频率为|ν2－ν1|的光子C．放出频率为ν1＋ν2的光子D．吸收频率为ν1＋ν2的光子7.氢原子能级的表示图如下图，少量氢原子从n＝4的能级向n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，那么( ) A．可见光光子能量范围在1.62 eV到2.11 eV之间B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．a光的频率大于b光的频率D．氢原子在n＝2的能级可吸收恣意频率的光而发作电离8.关于光谱，以下说法正确的选项是( )A．一切光源收回的光谱都是延续谱B．一切光源收回的光谱都是线状谱C．稀薄气体收回的光谱是线状谱D．做光谱剖析时，应用延续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学成分9.氢原子的能级如下图．可见光的光子能量在1.62 eV～3.11 eV之间，由此可推出，氢原子( )A．从n＝2能级向n＝1能级跃迁时收回的光为可见光B．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时收回的光为可见光C．从高能级向n＝2能级跃迁时收回的光均为可见光D．从高能级向n＝3能级跃迁时收回的光均为可见光10.氢原子核外电子区分在n＝1、n＝2的轨道上运动时，以下相关物理量的关系正确的有( )A．电子运动的向心力F1<F2B．电子的轨道半径r1>r2C．电子运动的角速度ω1<ω2D．氢原子总能量E1<E211.卢瑟福应用α粒子轰击金箔的实验研讨原子结构，正确反映实验结果的表示图是( )A． B． C． D．12.白炽灯发光发生的光谱是( )A．延续光谱 B．明线光谱 C．原子光谱 D．吸收光谱二、多项选择题13. 卢瑟福原子核式结构实际的主要内容有( )A．原子的中心有个核，叫原子核B．原子的正电荷平均散布在整个原子中C．原子的全部正电荷和简直全部的质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕核旋转14. 在α粒子散射实验中，假设一个α粒子跟金箔中的电子相撞，那么( ) A．α粒子的动能和动量简直没有损失B．α粒子损失了局部的动能和动量C．α粒子不会发作清楚的偏转D．α粒子将发作较大角度的偏转15. 以下对玻尔原子实际的说法中，正确的选项是( )A．玻尔原子实际承袭了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假定B．玻尔原子实际对经典电磁实际中关于做减速运动的电荷要辐射电磁波的观念，提出了电子在能够轨道上运动时不辐射电磁波的假定C．玻尔原子实际用能量转化与守恒的观念树立了原子发光频率与原子能质变化之间的定量关系D．玻尔原子实际保管了较多的经典物理实际，圆满解释了原子光谱16. 要失掉钠元素的特证谱线，以下做法正确的选项是( )A．使固体钠在空气中熄灭B．将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C．使炽热固体收回的白光经过高温钠蒸气D．使炽热固体收回的白光经过高温钠蒸气17. 如图为氢原子在n＝1,2,3,4各个能级的能量，一群处于n＝4能级的氢原子，当它们回到n＝1能级的进程中，以下说法中确定的是( )A．能够收回3种不同频率的光B．能够收回6种不同频率的光C．能够收回的光子的最大能量为12.75 eVD．能够收回的光子的最小能量为0.85 eV三、计算题18.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？(保管三位有效数字)19.氢原子的核外电子可以在半径为2.12×10－10m的轨道上运动，试求电子在这个轨道上运动时，电子的速度是多少？(m e＝9.1×10－31kg)20.将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激起态脱离原子核的约束而成为自在电子．(1)假定要使n＝2激起态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)假定用波长为200 nm的紫外线照射氢原子，那么电子飞到离核无量远处时的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，电子质量m e＝9.1×10－31kg)答案解析1.【答案】A【解析】氢原子从基态向激起态跃迁，氢原子将吸收光子，取得能量，A正确，B错误；氢原子的电子由n＝1轨道跃迁到n＝2轨道，氢原子将吸收光子，取得能量．同时由于电子的轨道半径变大，依据库仑力提供向心力，得：k＝m，所以粒子的动能：E k＝mv2＝k，即粒子的动能随r的增大而减小，C、D错误．2.【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粒子发作大角度偏转甚至反向弹回，使α粒子散射的缘由是库仑斥力，B、C错误，D正确．3.【答案】C【解析】由于α粒子有很强的电离作用，其穿透才干很弱，所以该实验要在真空中停止，故A错；为观察α粒子穿过金箔后在各个方向上的散射状况，必需用带有荧光屏的显微镜来观察，直接用肉眼无法观察到，故B错；荧光屏上的闪光是α粒子打在荧光屏上惹起的，并且在各个方向上都能观察到闪光，故C正确，D错．4.【答案】C【解析】μ氢原子吸收光子后，能收回六种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级向低能级跃迁，那么吸收的光子的能量为ΔE＝E4－E2，E4－E2恰恰对应着频率为ν3的光子，故光子的能量为hν3.5.【答案】B【解析】由辐射光子的能量为ΔE＝Em－En＝－＝hν＝h，可知量子数n越大，能级越密，所以B正确．6.【答案】C【解析】氢原子从能级M跃迁到能级N吸收光子，那么N能级的能量大于M能级的能量，从能级M跃迁到能级P，释放光子，那么M能级的能量大于P能级的能量，可知N 与P能级间的能量为hν1＋hν2.那么由N能级跃迁到P能级放出光子，有hν＝hν1＋hν2，ν＝ν1＋ν2，C正确，A、B、D错误．7.【答案】C【解析】由能级跃迁公式ΔE＝Em－En得：ΔE1＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4 eV)＝2.55 eVΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV故A错；据ΔE＝＝hν知，C对；ΔE3＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，所以氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段，B错；氢原子在n＝2的能级时能量为－3.4 eV，所以只要吸收光子能量大于等于3.4 eV时才干电离，D错．8.【答案】C【解析】物体发光的发射光谱分为延续谱和线状谱，A、B错；做光谱剖析可运用吸收光谱也可以运用线状谱，D错．9.【答案】B【解析】从n＝2能级向n＝1能级跃迁时收回的光子能量为(13.6－3.4) eV＝10.2 eV，大于3.11 eV，不是可见光，A错误．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时收回的光子能量为(3.4－1.51) eV＝1.89 eV，介于 1.62 eV～3.11 eV之间，是可见光，B正确．从高能级向n＝2能级跃迁时收回的最大光子能量为3.4 eV，大于3.11 eV.知不全是可见光，C错误；从高能级向n＝3能级跃迁时收回的最大光子能量为1.51 eV.可知都不是可见光，D错误．10.【答案】D＝n2r1，量子数n＝1、n＝2对应的电子的轨道半径【解析】氢原子核外电子半径rnr<r2，B错误；电子运意向心力F＝k＝mω2r，解得：ω＝，所以F1>F2，1ω>ω2，A、C错误；能级En＝，由于第一能级为负值，所以量子数越大，氢原子能1级越高，D正确．11.【答案】D【解析】实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被前往，故A、B、C错误，D正确．12.【答案】A【解析】白炽灯发光是由于灯丝在炽热形状下收回的光，是延续谱．13.【答案】ACD【解析】14.【答案】AC【解析】α粒子的质量比电子的质量大得多，所以一个α粒子跟金箔中的电子相撞后，α粒子的动能和动量简直没有损失，α粒子不会发作清楚的偏转．A、C正确，B、D错误．15.【答案】ABC【解析】玻尔原子实际承袭了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假定，A正确；玻尔实际以为电子绕核旋转，不向外辐射能量，处于定态，B正确；能级间跃迁时辐射或吸收光子能量等于两能级间的能级差，C正确；玻尔原子实际保管了较多的经典物理实际，只能解释氢原子光谱现象，关于复杂的原子无法解释，D 错误．16.【答案】BC【解析】炽热固体收回的是延续谱，熄灭固体钠不能失掉特征谱线，A错误；稀薄气体发光发生线状谱，B正确；剧烈的白光经过高温钠蒸气时，某些波长的光被吸收发生钠的吸收光谱，C正确，D错误．17.【答案】BC【解析】依据玻尔实际当电子从高能级跃迁到低能级时要发光，由能级图可知可收回6种不同频率的光，B正确．从能级图中可看出当电子从n＝4能级跃迁到n＝1能级时放出光子的能量最大，由ΔE＝E4－E1，E4＝－0.85 eV，E1＝－13.6 eV，代入可得ΔE ＝12.75 eV，所以C正确．18.【答案】6.55×10－17m 3.64×10－7m【解析】依据巴耳末公式：＝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.19.【答案】1.09×106m/s【解析】由k＝m e得v＝＝m/s≈1.09×106m/s20.【答案】(1)8.21×1014Hz (2)9.95×105m/s【解析】(1)n＝2时，E2＝＝－3.4 eV所谓电离，就是使处于基态或激起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激起态的氢原子电离，电离能为ΔE＝E∞－E2＝3.4 eVν＝≈8.21×1014Hz(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E＝＝9.945×10－19J电离能ΔE＝3.4×1.6×10－19J＝5.44×10－19J由能量守恒得m e v2＝E0－ΔE代入数值解得v≈9.95×105m/s。