高中物理 第十八章 原子结构单元检测2 新人教版选修3-5.doc

第十八章 原子结构 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分)1关于阴极射线的性质，下列说法正确的是()。a阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的b阴极射线本质是电子c阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电d阴极射线的比荷比氢原子小2卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是()。a解释粒子散射现象b用粒子散射的实验数据估算原子核的大小c结合经典电磁理论，解释原子的稳定性d结合经典电磁理论，解释氢原子光谱3对粒子散射实验装置的描述，下列说法正确的是()。a主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜b金箔的厚薄对实验无影响c如果改用铝箔就不能发生散射现象d实验装置应放在真空中4根据玻尔模型，原子中电子绕核运转的半径()。a可以取任意值b可以在某一范围内取任意值c可以取一系列不连续的任意值d是一系列不连续的特定值5用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1、2、3的三条谱线，且321。下列说法正确的是()。a01b321c0123 d.6若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为13.6 ev的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 ev的光子照射氢原子，则()。a两种方法都可能使氢原子电离b两种方法都不可能使氢原子电离c前者可使氢原子电离d后者可使氢原子电离7已知金属钙的逸出功为2.7 ev，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n4能级状态，则()。a氢原子可能辐射6种频率的光子b氢原子可能辐射5种频率的光子c有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应d有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应8利用氢气光谱管发光，可以产生氢的明线光谱， 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，从而辐射不同频率的光子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，从而辐射不同频率的光子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，从而吸收不同频率的光子9处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场影响下，引起高能态向低能态跃迁，同时这两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。那么发生受激辐射时，产生激光的原子总能量en、电子的电势能ep、电子的动能ek的变化关系是()。aep增大，ek减小，en减小bep减小，ek增大，en减小cep增大，ek增大，en增大dep减小，ek增大，en不变10现有1 200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(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)()。a2 200 b2 000c1 200 d2 400二、填空题(本题共2个小题，每小题8分，共16分。把正确答案填在题中的横线上)111911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1.671027 kg,1 mev1106 ev)。12大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 ev、10.2 ev、12.09 ev。跃迁发生前这些原子分布在_个激发态能级上，其中最高能级的能量值是_ ev(基态能量为13.6 ev)。三、计算题(本题共3个小题，共34分。13题8分、14题12分、15题14分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13已知氢原子量子数为n的能级值为en ev，试计算处于基态的氢原子吸收频率为多少的光子，电子可以跃迁到n2的轨道上？14原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)。一个具有13.6 ev动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰，问是否可以使基态氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级如图所示)15已知氢原子基态的能级值e113.6 ev，第一激发态能级值e23.4 ev，第二激发态能级值为e31.51 ev。(1)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一个能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线。(2)如果普朗克常量h6.631034 js，则这几条谱线中最长的波长为多少？参考答案1. 答案：b阴极射线是原子受激发射出的电子流，故选项a、c错，b对；电子带电荷量与氢原子相同，但质量是氢原子的，故阴极射线的比荷比氢原子大，选项d错。2. 答案：ab3. 答案：ad粒子散射实验是指用粒子轰击很薄的金箔(或铝箔)物质层，通过观察粒子穿过物质层后的偏转情况，获得原子结构的信息。为准确观察粒子的偏转情况，荧光屏和显微镜能够围绕金箔转，且整个装置放在真空环境中。金箔厚度不同，粒子穿过时所遇金原子数目不同，对散射产生影响不同；若改用铝箔，由于铝原子核质量、电荷量较小，使散射受影响，但仍能发生散射，故选项a、d正确，b、c错误。4. 答案：d电子的运转半径只能是一系列不连续的特定值。5. 答案：b大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有h3h2h1，解得321，选项b正确。6. 答案：d电子是有质量的，撞击氢原子时发生弹性碰撞。由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把13.6 ev 的能量全部传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故选项d正确。7. 答案：ac由n知，氢原子可能放出6种频率的光子，选项a正确，b错，原子由n4向低能级跃迁放出的6种频率的光子中，由hemen知有3种频率的光子的能量大于金属钙的逸出功2.7 ev，所以选项c正确，d错。8. 答案：b大量氢原子从较高的能级向较低的能级跃迁时，发出不同频率的光，从而产生明线光谱。9. 答案：b当原子发出光子后，总能量减小，电子的电势能减小，而动能增大，且电势能的减少量大于动能的增加量。b选项正确。10. 答案：a量子数n4的激发态的1 200个氢原子分别跃迁到n3、2、1的轨道上的数目均为400个，此时发出1 200个光子；量子数n3的激发态的400个氢原子分别跃迁到n2、1的轨道上的数目均为200个，发出光子数为400个；量子数n2的激发态的600个氢原子跃迁到n1的轨道上的数目为600个，发出光子数为600个。则发出的总光子数为1 2004006002 200(个)，所以a选项正确。11. 解析：通过粒子散射实验可观察到的现象是绝大多数粒子几乎不偏转，有少数粒子发生大角度偏转，甚至有的原方向返回；粒子由两个质子和两个中子构成。由动能ek得，粒子的速度v m/s6.9106 m/s。答案：大6.910612. 解析：e(13.6 ev)12.09 ev，e1.51 ev。答案：21.5113. 解析：氢原子基态时的能量为e1 ev13.6 ev氢原子在n2能级的能量为e2 ev3.4 ev氢原子由基态跃迁到n2轨道需要的能量为ee2e13.4(13.6) ev10.2 ev1.631018 j根据玻尔理论he得得 hz2.461015 hz。答案：2.461015 hz14. 解析：设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能e被基态氢原子吸收。若e10.2 ev，则基态氢原子可由n1跃迁到n2，由动量守恒定律和能量守恒定律得：mv02mveek13.6 ev解得，e6.8 ev因为e6.8 ev10.2 ev所以不能使基态氢原子