第3章章末综合检测

(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1(2011年高考天津卷)下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A光电效应实验B伦琴射线的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现解析：选C.光电效应实验说明了光的粒子性，伦琴射线的发现说明X射线是一种比光波波长更短的电磁波，氢原子光谱的发现促进了氢原子模型的提出C正确2仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是()A氢原子只有几个能级B氢原子只能发出平行光C氢原子有时发光，有时不发光D氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的解析：选D.光谱中的亮线对应不同频率的光，“分离的不连续的亮线”对应着不同频率的光，B、C错氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射出不同能量的光子，并且满足Eh.能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，A错误，D正确3一个处于基态的氢原子吸收光子后，跃迁到另一定态，下列说法中正确的是()A电子绕原子核运动的动能将会变大B电子绕原子核运动的频率将会变大C向低能级跃迁时，发出光子的频率等于吸收光子的频率D吸收光子属于紫外线，发出的光子可能含有可见光解析：选D.基态的氢原子吸收光子后，半径变大，由k得Ekmv2，即电子的动能减小，A错误；由42mf2r得f2，即电子绕核运动的频率减小，B错误；因基态与激发态能级差大，吸收光子属于紫外线，若跃迁到n2的能级，发出的光子与吸收的光子频率相同，若跃迁到其他能级，可能先跃迁到n2的能级，再跃迁到基态，故C错误，D正确4汞原子的能级图如图33所示，现让一束光子能量为8.8 eV的单色光照射到大量处于基态(能级数n1)的汞原子上，能发出6种不同频率的色光下列说法中正确的是()图33A最长波长光子的能量为1.1 eVB最长波长光子的能量为2.8 eVC最大频率光子的能量为2.8 eVD最大频率光子的能量为4.9 eV解析：选A.由题意知，吸收光子后汞原子处于n4的能级，向低能级跃迁时，最大频率的光子能量为(1.610.4) eV8.8 eV，最大波长(即最小频率)的光子能量为(1.62.7) eV1.1 eV，故A正确5如图34所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是()图34A原子A可能辐射出3种频率的光子B原子B可能辐射出3种频率的光子C原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4解析：选B.原子A从激发态E2跃迁到E1，只有一种频率光子，A错原子B从激发态E3跃迁到基态E1可能有三种频率光子，B对由原子能级跃迁理论可知，原子A可能吸收原子B由E3跃迁到E2时放出的光子并跃迁到E3，但不能跃迁到E4，C错A原子发出的光子能量EE2E1大于E4E3，故不可能跃迁到能级E4，D错6处于n3的激发态的大量氢原子向基态跃迁的过程中，只有一种光子不能使某金属W产生光电效应，则下列说法正确的是()A不能使金属W产生光电效应的是从n3激发态跃迁到基态发出的光子B不能使金属W产生光电效应的是从n2激发态跃迁到基态发出的光子C若光子从n4激发态跃迁到n3激发态，一定不能使金属W产生光电效应D若光子从n4激发态跃迁到n2激发态，一定不能使金属W产生光电效应解析：选C.只有光子能量大于金属逸出功时才能发生光电效应，从n3能级向n2能级跃迁时光子能量最小，A、B错误；因E42E32，故可能发生光电效应，D错误；E432，则另一个波长可能是()A12B12C. D.解析：选CD.设另一个波长可能是3，当123时，氢原子在三个相邻的能级之间发生跃迁，辐射光子的能量关系为，可得3，故C项是正确的当312时，同理可得，解得3，D项也是正确的11已知氢原子的能级图如图35所示，现用光子能量介于10 eV12.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是()图35A在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种D照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种解析：选BC.根据跃迁规律hEmEn和能级图，可知A错B对；氢原子吸收光子后能跃迁到最高为n4的能级，能发射的光子的波长有C6种，故C对D错12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，即原子中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)钋214的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E01.416 MeV交给内层电子(如K、L、M层电子，K、L、M标记为原子中最靠近核的三个电子层)使其电离实验测得从钋214原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK1.323 MeV、EL1.399 MeV、EM1.412 MeV.则可能发射的特征X射线的能量为()A0.013 MeVB0.017 MeVC0.076 MeV D0.093 MeV解析：选AC.钋214的原子核从某一激发态回到基态时，内层电子获得能量E01.416 MeV，E0与相应原子能级的能量和为该电子电离后的动能，设相应原子能级的能量分别为EK、EL、EM，故钋214原子的K、L、M三个能级的能量分别为EKEKE0(1.3231.416)MeV0.093 MeVELELE0(1.3991.416) MeV0.017 MeVEMEME0(1.4121.416) MeV0.004 MeVK、L、M三个能级间跃迁可以从能级M跃迁到能级K、从能级M跃迁到能级L、从能级L跃迁到能级K，发射特征X射线(光子)的能量分别为EMK0.004 MeV(0.093 MeV)0.089 MeVEML0.004 MeV(0.017MeV)0.013 MeVELK0.017 MeV(0.093 MeV)0.076 MeV.三、计算题(本题共4小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8分)用粒子轰击金箔时，测得粒子能接近金箔的最小距离为2.01014m.金原子核的平均密度约为多少？(阿伏加德罗常数NA61023mol1，金元素的摩尔质量M197 gmol1)解析：可以把粒子能接近金箔的最小距离看做金原子核的半径R，金原子核的体积VR3(2.01014)3m33.31041m3，一个金原子的质量：m0kg3.31025kg，则金原子核的平均密度kg/m311016kg/m3.答案：11016kg/m314(10分)氢原子光谱谱线波长遵循公式R，R为里德伯常量，莱曼系是从高能级向基态跃迁时产生的，巴耳末系是从高能级向第二能级跃迁时产生的，帕邢系是从高能级向第三能级跃迁时产生的，则各线系的第一条谱线的波长之比为多少？解析：莱曼系的第一条谱线RR巴耳末系的第一条谱线RR帕邢系的第一条谱线RR故波长之比12335189540.答案：3518954015(10分)氢原子第n能级的能量为En，其中E1是基态能量，而n1,2，若一氢原子发射能量为E1的光子后处于比基态能量高出E1的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？解析：设氢原子发射光子前后分别位于第l与第m能级，依题意有E1E1E1解得：m2，l4因此氢原子发射光子前后分别处于第四与第二能级答案：第四、第二能级16(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)若要使处于n2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的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度为多大？(电子电荷量e1.61019 C，电子质量me0.911030 kg)解析：(1)n2时，E2 eV3.4 eV