高中物理第三章原子结构之谜过关检测粤教版选修.docx

第三章原子结构之谜过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.在卢瑟福进行的粒子散射实验中,少数粒子发生大角度偏转的原因是()A.正电荷在原子中是均匀分布的B.原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上C.原子中存在带负电的电子D.原子核中有中子存在答案B解析粒子散射实验证明了原子的核式结构模型,卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域,才有可能出现粒子的大角度散射,选项B正确.2.以下说法中正确的是()A.进行光谱分析可以用连续谱,也可以用吸收光谱B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C.分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得吸收光谱进行分析D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素答案B解析进行光谱分析不能用连续谱,只能用线状谱或吸收光谱,故A错误.光谱分析的优点是灵敏而迅速,故B正确.分析某种物质的组成,可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行,故C错误.月球不能发光,它只能反射太阳光,故其光谱是太阳光谱,不是月球的光谱,不能用来分析月球上的元素,故D错误.3.如图,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()(导学号51160184)A.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答案B解析根据氢原子能级理论,处于激发态的氢原子向较低能级跃迁时会放出相应频率的光子.氢原子向较高能级跃迁时会吸收相应频率的光子.氢原子A在第二能级向基态跃迁时只能放出一种频率的光子,再跃迁到第四能级需要更多的能量.4.根据粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型.如图表示了原子核式结构模型的粒子散射图景.图中实线表示粒子的运动轨迹.其中一个粒子在从a运动到b再运动到c的过程中(粒子在b点时距原子核最近),下列判断中正确的是()(导学号51160185)A.粒子的动能先增大后减小B.粒子的电势能先增大后减小C.粒子的加速度先变小后变大D.电场力对粒子先做正功后做负功答案B解析根据原子核式结构的特点以及电场力做功与电势能的变化关系判断电势能的变化,再由动能定理(或能量守恒)判断动能变化情况.粒子先靠近原子核,然后又远离原子核,则在运动过程中,电场力(库仑斥力)对粒子先做负功后做正功,所以其电势能先增大后减小,由动能定理知,动能先减小后增大,则B选项正确,而A、D选项错误;粒子受到的库仑斥力先增大后减小,由牛顿第二定律知,加速度先增大后减小,C选项错误.故应选择B.5.氢原子从能级A跃迁到能级B时,释放频率为1的光子;氢原子从能级B跃迁到能级C时,吸收频率为2的光子.若21,则氢原子从能级C跃迁到能级A时,将()(导学号51160186)A.吸收频率为2-1的光子B.吸收频率为2+1的光子C.释放频率为2-1的光子D.释放频率为2+1的光子答案C解析从能级A跃迁到能级B时,有EA-EB=h1从能级B跃迁到能级C时,有EC-EB=h2由两式可得EC-EA=h(2-1),因21,所以ECEA,则从能级C跃迁到能级A时,放出光子,光子频率为2-1,故选项C正确.6.如图,汤姆生的气体放电管的示意图,下列说法中正确的是(不考虑电子重力)()(导学号51160187)汤姆生的气体放电管的示意图A.若在D1、D2之间不加电场和磁场,则阴极射线应打到最右端的P1点B.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向下偏转C.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场,则阴极射线应向上偏转D.若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场,则阴极射线不偏转答案AC解析实验证明,阴极射线是电子,它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧,可知选项C正确,选项B错误;加上磁场时,电子在磁场中受洛伦兹力,要发生偏转,因而选项D错误;当不加电场和磁场时,电子所受的重力可忽略不计,故打在P1点,选项A正确.7.如图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种不同频率的光.关于这些光,下列说法正确的是()A.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子能量最大B.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应答案AD解析根据h=Em-En,原子由n=4能级跃迁到n=1能级时,能级差最大,产生的光子能量最大,选项A正确.原子由n=4能级跃迁到n=3能级时,能级差最小,产生的光子能量最小,频率最小,选项B错误.这些氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子,选项C错误.原子由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量为E=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,大于铂的逸出功,能使铂发生光电效应,选项D正确.8.下列关于巴耳末公式=R的理解,正确的是()(导学号51160188)A.此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B.公式中n可取任意值,故氢原子光谱是连续谱C.公式中n只能取不小于3的整数值,故氢原子光谱是线状谱D.公式不但适用于氢原子光谱的分析,也适用于其他原子的光谱答案AC解析此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的14条谱线中得到的,只适用于氢原子光谱的分析,且n只能取大于等于3的整数,则不能取连续值,故氢原子光谱是线状谱.所以选项A、C正确.二、非选择题(共4小题,共52分)9.(10分)1911年卢瑟福依据粒子散射实验中,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1 MeV的粒子轰击金箔,则其速度约为m/s.(质子和中子的质量均为1.6710-27 kg,1 MeV=1106 eV) 答案大6.9106解析卢瑟福在粒子散射实验中发现了大多数粒子没有大的偏转,少数发生了较大的偏转,卢瑟福抓住了这个现象进行分析,提出了原子的核式结构模型;1 MeV=11061.610-19 J=mv2,解得v=6.9106m/s.10.(10分)氢原子第n能级的能量为En=,其中E1为基态能量.当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为1;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为2,则=.(导学号51160189)答案解析根据En=可得h1=,h2=-E1,两式联立解得.11.(16分)如图,氢原子最低的四个能级,当氢原子在这些能级间跃迁时,求:(导学号51160190)(1)有可能放出几种能量的光子?(2)在哪两个能级间跃迁时,所发出光子波长最长?波长是多少?答案(1)6(2)由第4能级向第3能级跃迁1.881 m解析要放出光子,原子只能从高能级向低能级跃迁,当它们跃迁时,有的氢原子由n=4的激发态跃迁到n=3,然后再跃迁到n=2直到n=1的基态,或由n=3直接到n=1;也有的氢原子由n=4直接跃迁到n=2或n=1等,对大量的氢原子而言,发生上述各种跃迁都是可能的.根据数学知识,可求出放出光子的种类,波长最长的光子,能量最小,因而波长最长的光子应由能级差最小的跃迁发出.(1)由N=可得N=6(种).(2)氢原子由第4能级向第3能级跃迁时,能级差最小,辐射的光子波长最长,根据h=E4-E3=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV= m1.881 m.12.(16分)美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子的电荷量.油滴实验的原理如图所示,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作用.(导学号51160191)(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的油滴恰好做匀速直线运动,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直线运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所