20182019学年鲁科版高中物理选修35 第2章 原子结构 单元测试

2019-2019学年鲁科版高中物理选修3-5 第2章 原子结构 单元测试一、单选题1.氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中光速为c，则（ ） A.吸收的光子的波长为 B.辐射的光子的波长为 C.吸收的光子的波长为 D.辐射的光子的波长为 2.卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现粒子（ ） A.全部穿过或发生很小的偏转B.全部发生很大的偏转，甚至有的被反弹回C.绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被弹回D.绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过3.下列说法不正确的是（） A.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征B.氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少C.在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固D.一群处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，可能发射出的谱线为6条4.光子能量为E的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n=3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、的十种光谱线，且12345678910 ， 已知朗克常量为h，则E等于（） A.h1B.h10C.h（101）D.h35.下面关于结合能和平均结合能的说法中，正确的有（ ） A.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B.平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C.重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和平均结合能都大D.中等质量原子核的结合能和平均结合能均比轻核的要大6.下列说法正确的是（） A.射线为原子的核外电子电离后形成的电子流B.一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生3个不同频率的光子C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D.原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量7.根据氢原子的能级图，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，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（ ）A.13.6eVB.3.4eVC.12.75eVD.12.09eV8.如图所示为氢原子的能级图，A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中（ ）A.频率最大的是AB.波长最长的是CC.频率最大的是AD.波长最长的是B二、多选题9.电子的运动受波动性的支配，对于氢原子的核外电子，下列说法正确的是（ ） A.氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置B.电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它的轨道C.电子绕核运动时，不遵从牛顿运动定律D.电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的10.英国物理学家卢瑟福通过对粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构学说，该学说包括的内容有（ ） A.原子的中心有一个很小的原子核B.原子的全部正电荷集中在原子核内C.原子的质量几乎全部集中在原子核内D.原子是由质子和中子的组成的11.关于核力，下列说法中正确的是（ ） A.核力是一种特殊的万有引力B.原子核内任意两个核子间都有核力作用C.核力是原子核能稳定存在的原因D.核力是一种短程强作用力三、填空题12.一直以来人们都认为_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 13.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） 14.如图甲为卢瑟福的原子核式结构模型图，原子的中间有一个体积很小、带正电的核，卢瑟福推算出原子核的直径约为_m；如图乙为粒子散射实验现象模拟图，图中只有极少数粒子有机会从离核很近的地方经过，是因为受到比较大的_力，才会发生大角度的偏转四、解答题15.如图是恒星演化过程的示意图，请填写相应星球的名称五、综合题16.回答问题： （1）科学家常用中子轰击原子核，这是因为？ （2）一个U原子中含有多少个质子？含有多少个中子？含有多少个电子？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】解：氢原子从能量为E1的较高能级跃迁到能量为E2的较低能级，辐射的光子能量为E1E2 根据 ，则光子波长 故D正确，A、B、C错误故选：D【分析】根据从高能级向低能级跃迁，辐射光子，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，结合 解答即可2.【答案】C 【解析】【解答】解：当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核远则粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小只有当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，故C正确，ABD错误 故选：C【分析】粒子散射实验的现象为：粒子穿过原子时，只有当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3.【答案】C 【解析】【解答】A、玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，但不能解释其它元素原子光谱的特征故A正确B、氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，轨道半径减小，原子能量减小故B正确C、在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固故C错误D、处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，根据数学组合 =6，可能发射出的谱线为6条故D正确故选：C【分析】半衰期与外界因素无关；玻尔理论将量子观念引入原子领域，提出定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱；核外电子的轨道半径减小，原子能量增大；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固；并根据数学组合 ，即可求解4.【答案】D 【解析】【解答】解：根据题意：氢原子处于n=3的能级，氢原子吸收光子后，能发出十种频率的光谱线，可知，光子吸收的能量等于n=3和n=5之间的能级差，氢原子吸收光子后，能发出频率为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、的十种光谱线，且12345678910 ， 因为v3到数第三小，知频率为v3的光子能量等于等于n=3和n=5之间的能级差，即E=hv3 D符合题意，ABC不符合题意故答案为：D【分析】氢原子可从n能级直接跃迁到基态，则最少只产生一条谱线，若当氢原子从n能级逐级往下跃迁时，则最多可产生n1条谱线；一群氢原子处于n能级时可能辐射的谱线条数则为Cn2条，结合光子能量公式进行求解。5.【答案】D 【解析】【解答】解：A、将原子核拆散成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能故A错误B、比结合能越大，原子核越稳定原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，则原子核越大，它的结合能越高故B错误C、重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能大，而平均结合能比较小故C错误D、中等质量原子核的结合能和平均结合能均比轻核的要大故D正确故选：D【分析】根据爱因斯坦质能方程，分析将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量关系核力与万有引力性质不同核力只存在于相邻的核子之间比结合能越大，原子核越稳定6.【答案】C 【解析】【解答】A、射线即电子是由核内的中子变为质子同时放出电子产生的，而非核外电子电离后形成的电子流，故A错误；B、一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生2个不同频率的光子，若是一批氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，最多能产生3个不同频率的光子，故B错误；C、半衰期只与元素本身有关，与所处的物理、化学状态以及周围环境、温度等无关，故C正确；D、在衰变过程中伴随着质量亏损，因此新核质量一定小于原核质量，故D错误故选：C【分析】解答本题要掌握：、三种射线的区别，衰变过程遵循规律以及半衰期的物理意义7.【答案】C 【解析】【解答】解：由题意应该有6= ，得n=4即能发出6种频率光的一定是n=4能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为：0.85ev（13.6ev）=12.75ev故选：C【分析】根据氢原子只发出6种不同频率的色光，根据公式N= 确定单色光照射大量处于基态的氢原子使它跃迁到哪一个激发态，从而根据能极差求出照射光子的能量8.【答案】B 【解析】【解答】由Eh 可知，B频率最大，C波长最长。【分析】由Eh h c/ 可知能级差越大，频率越大，波长越小。二、多选题9.【答案】C,D 【解析】【解答】解：AB、微观粒子的波动性是一种概率波，对应微观粒子的运动，牛顿运动定律已经不适用了，所以氢原子的核外电子不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置，故AB错误；CD、电子的“轨道”其实是没有意义的，电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置，故CD正确；故选：CD【分析】最新的原子理论指出，原子中电子不能用确定的坐标描述，但是它们在空间各处出现的几率是有一定规律的，是一种概率波描述电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动的原子模型是玻尔原子模型10.【答案】A,B,C 【解析】【解答】解：卢瑟福和他的同事们所做的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其内容：当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核远则粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小只有当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因此原子全部的正电荷集中在原子核内，且几乎全部质量也集中在其内ABC符合题意，D不符合题意；故答案为：ABC【分析】该题目考查的是卢瑟福提出的原子的核式结构模型，需要明确其结构模型的内容。11.【答案】CD 【解析】【解答】解：核力与万有引力、库伦力的性质不同，核力是短程力，作用范围在1.51015m，原子核的半径数量级在1015m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核能稳定存在的原因，故CD正确 故选：CD【分析】核力与万有引力性质不同核力只存在于相邻的核子之间三、填空题12.【答案】原子；查德威克；负；电子 【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13.【答案】错误 【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14.【答案】1015；排斥 【解析】【解答】原子核直径的数量级为1015m ， 在粒子散射实验中，极少数粒子从离核很近的地方经过，发生大角度偏转是受到了原子核较大的排斥力作用故答案为：1015；排斥【分析】卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，原子核直径的数量级为1015m ， 原子核带正电荷且质量很大，粒子也带正电荷，由于同种电荷相互排斥和粒子被质量较大的原子核弹回四、解答题15.【答案】解答：根据恒星的演化可知，超巨星演化为原恒星或白矮星或者是主序星；白矮星进一步演化，进入晚年期后形成黑矮星；而主序星进入晚年期时形成黑洞或中子星；故答案如图所示：【解析】【解答】根据恒星的演化可知，超巨星演化为原恒星或白矮星或者是主序星；白矮星进一步演化，进入晚年期后形成黑矮星；而主序星进入晚年期时形成黑洞或中子星；故答案如图所示：【分析】恒星是有寿命的，实际上我们观测到的超巨星、巨星、主序星、白矮星等恒星形态，明确恒星不同年龄阶段的形态