第十五章 第二讲 创新演练·大冲关.doc

(时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题7分，共70分至少一个选项符合题目要求)1关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是()A利用粒子散射实验可以估算原子核的半径B利用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错误答案：AD2(2011盘锦模拟)仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，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：光谱中的亮线对应不同频率的光，“分离不连续亮线”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连续的亮线，A错误D正确答案：D3图1甲所示为氢原子的能级，图1乙为氢原子的光谱已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子()图1A从n3的能级跃迁到n2的能级时的辐射光B从n5的能级跃迁到n2的能级时的辐射光C从n4的能级跃迁到n3的能级时的辐射光D从n1的能级跃迁到n2的能级时的辐射光解析：b谱线的波长小于a谱线的波长，由知，b谱线的频率大于a谱线的频率，又a谱线是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级产生的，故b谱线只能是从n5的能级跃迁到n2的能级产生的，则B项正确答案：B4处于基态的氢原子在某单色光束照射下，能发出频率为1、2、3的三种光，且123，则该照射光的光子能量为()Ah1Bh2Ch3 Dh(123)解析：处于基态的氢原子被单色光照射后释放出三种不同频率的光子，这说明这时的氢原子处于第三能级，则吸收光子的能量为h3，C选项正确答案：C5.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2所示为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)，下列判断正确的是()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 图2C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解析：根据题意，粒子运动过程中，电场力对粒子先做负功后做正功，所以其电势能先增大后减小，而动能先减小后增大，B正确，A、D错误根据库仑定律和牛顿第二定律可知粒子加速度先增大后减小，C错误答案：B6(2011达州模拟)紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出了可见光这些物质在吸收紫外线和发出可见光的过程中，物质中的原子要先后发生两次跃迁，其能量变化分别为E1和E2，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是()A两次均向高能级跃迁，且|E1|E2|B两次均向低能级跃迁，且|E1|E2|C先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|E1|E2|解析：紫外线的频率高于可见光，紫外线光子能量大于可见光子的能量，原子吸收紫外线光子的能量|E1|后从低能级跃迁到高能级，然后从高能级向较低能级跃迁，释放出的可见光子的能量|E2|，故|E1|E2|，D项正确答案：D7.氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E154.4 eV，氦离子的能级示意图如图3所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是() 图3A42.8 eV(光子) B43.2 eV(电子)C41.0 eV(电子) D54.4 eV(光子)解析：由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收，故A项中光子不能被吸收；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，均可能被吸收，故B、C两项中电子均能被吸收，D项中的光子恰好使氦离子电离答案：A8氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的光已知其中的两个波长分别为1和2，且12，则另一个波长可以是()A12 B12C. D.解析：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，C选项正确当132或312时，同理可得，得3，D选项正确答案：CD9.如图4为氢原子能级图，可见光的能量范围为1.623.11 eV，用可见光照射大量处于n2的氢原子，可观察到多条谱线，若是用能量为E的实物粒子轰击大量处于n2的氢原子，至少可观察到两条具有显著热效应的红外线，则实物粒子的能量E() 图4A一定有4.73 eVE1.62 eVBE的值可能使处于基态的氢原子电离CE一定大于2.86 eVDE的值可能使基态氢原子产生可见光解析：红外线光子能量小于可见光光子能量，由实物粒子轰击大量处于第2能级的氢原子，至少可观察到两种红外线光子，则说明处于第2能级的氢原子受激发后至少跃迁到第5能级所以实物粒子的最小能量为EE5E20.54 eV(3.4 eV)2.86 eV，A、C错；因为E可以取大于或等于2.86 eV的任意值，则B、D正确答案：BD10.(2011贵阳模拟)一群处于n3激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以入射角照射到一平行玻璃砖A上，经玻璃砖又照到某一块金属板B，如图5所示，则下列说法中正确的是() 图5A入射光经玻璃砖A后会分成相互平行的三束光线B从n3直接跃迁到基态发出的光经玻璃砖A后的出射光与入射光线间的距离最大C经玻璃砖A后有些光子的能量将减小，有些光在玻璃砖的下表面可能产生全反射D若从n3能级跃迁到n2能级放出的光子刚好能使金属板B发生光电效应，则从n2能级跃迁到基态放出的光子一定能使金属板B发生光电效应解析：氢原子从n3向基态跃迁可以放出三种频率不同的光子，光由空气进入玻璃砖A，由于折射率各不相同，由一束分为三束射出玻璃砖，三束出射光不相互平行，A错误；n3直接跃迁到基态发出的光频率最高，折射角最小，故其出射光线与入射光线间的距离最大，B正确；光子的能量仅与频率有关，并且光线都不会发生全反射，C错；从n3能级跃迁到n2能级放出的光子能量最低，由光电效应规律可知，D正确答案：BD二、计算题(本题共2小题，共30分)11(15分)卢瑟福和他的助手做了用粒子轰击金箔的实验，获得了重要发现：(1)关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()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(2)在粒子散射实验中，现有一个粒子以2.0107 m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为Epk，粒子质量为6.641027 kg)解析：粒子散射实验使人们认识到原子的核式结构，从能量转化角度看，当粒子靠近原子核运动时，粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，可以估算原子核的大小(1)粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错玻尔提出了电子轨道量子化，D错(2)设粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则mv2k.d m2.71014 m.答案：(1)C(2)2.7104 m12(15分)氢原子在基态时轨道半径r10.531010 m，能量E113.6 eV.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？解析