高中物理 第十八章 原子结构单元检测1 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8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得8分，选不全的得4分，有选错或不答的得0分)1下列说法中正确的是()a康普顿发现了电子b卢瑟福提出了原子的核式结构模型c密立根提出原子的枣糕模型d密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量2从粒子散射实验结果出发推出的结论有：金原子内部大部分都是空的；金原子是一个球体；汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；原子核的半径约是1015 m，其中正确的是()abc d3下列关于氢光谱的叙述，正确的是()a从光谱上看，氢原子辐射光波的频率只有若干分立的值b稀薄氢气通电时能发出连续谱c氢原子从低能级向高能级跃迁时产生原子光谱d氢原子从高能级向低能级跃迁时产生原子光谱4若用|e1|表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n能级的能量为en，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出的能量的是()a bc d5一个运动的氢原子与静止的氢原子发生完全非弹性碰撞后，可使两个均处于基态的氢原子都跃迁到n2的能级上，则碰撞前氢原子的动能为()a13.6 ev b20.4 evc27.2 ev d40.8 ev6氢原子的能级示意图如图所示。一个自由电子的动能为12.89 ev，与处于基态的氢原子发生正碰，假定不计碰撞过程中氢原子的动能变化，则碰撞后该电子剩余的动能可能为()a0.14 ev b0.54 evc0.80 ev d2.80 ev7氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则()a氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出射线b氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线c在水中传播时，a光较b光的速度小d氢原子在n2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离8原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如，在某种条件下，铬原子n2能级上的电子跃迁到n1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应。以这种方式脱离了原子的电子叫俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示en，式中n1,2,3表示不同能级，a是正的已知常数。则上述俄歇电子的动能是()a b c d二、填空题(本题共3小题，共24分)9(8分)氢原子的基态能量e113.6 ev，电子绕核运动的半径r10.531010 m。则氢原子处于n2的激发态时，(1)原子系统具有的能量为_；(2)电子在轨道上运动的动能为_；(3)电子具有的电势能为_。10(8分)有大量的氢原子吸收某种频率的光子后从基态跃迁到n3的激发态，已知氢原子处于基态时的能量为e1，则吸收光子的频率_，当这些处于激发态的氢原子向低能态跃迁发光时，可发出_条谱线，辐射光子的能量为_。11(8分)氢原子从能级a跃迁到能级b时，辐射光子的波长为1，从能级b跃迁到能级c时，辐射光子的波长为2，则氢原子从能级a跃迁到能级c时，辐射光子的波长为_。三、解答题(本题共2小题，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)12(12分)氢原子的电子在第二条轨道和第三条轨道上运动时，其动能之比、动量之比、周期之比分别为多少？13(16分)(1)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的光子后处于比基态能量高出的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？(2)一速度为v的高速粒子()与同方向运动的氖核()发生弹性正碰，然后粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)。参考答案1. 答案：bd点拨：汤姆孙研究阴极射线时发现了电子；卢瑟福分析粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型；汤姆孙提出原子的“枣糕”模型；密立根用“油滴实验”测出了电子的电荷量。选项a、c错误，b、d正确。2. 答案：b点拨：由于粒子发生大角度散射，说明原子中心有一个几乎集中了全部质量和集中了全部正电荷的核存在，原子中绝大部分是空的，“枣糕式”模型不符合实际情况，根据散射实验数据可估计原子核的大小应在1015 m左右。至于把原子看成一个球体，是人们为研究方便引入的模型，不是由散射实验推出的结果。所以说正确。3. 答案：ad点拨：由于氢原子能级是不连续的，所以氢原子辐射光波从光谱上看只有若干分立值，属于线状谱，a正确；稀薄气体通电发光时发出的是线状谱，b错误；根据能级理论，原子由低能级向高能级跃迁时要吸收光子，且光子能量等于两个能级差，c错，d对。4. 答案：b点拨：氢原子处于激发态的能量分别为、，向基态跃迁时发出光子的能量分别为、，故b正确。5. 答案：d点拨：设碰撞前氢原子的速度为v0，由动量守恒定律mv02mv，得v，原子的动能转化为原子能量，e，因e2(13.63.4) ev20.4 ev，故ek040.8 ev。6. 答案：ac点拨：由氢原子的能级图可知，从基态(n1)跃迁到n2、3、4、5各激发态所需的能量依次为e2e110.20 ev，e3e112.09 ev，e4e112.75 ev，e5e113.06 ev。因此，动能为12.89 ev的电子与基态氢原子发生正碰，可能的跃迁只有前三种，由能量守恒定律可知，碰撞中电子剩余的动能依次为2.69 ev,0.80 ev,0.14 ev。故选项a、c正确，b、d错误。7. 答案：c点拨：由题意a光光子能量大于b光光子能量，a光频率大于b光频率，由v水，可知c正确。射线是伴随、衰变而产生的，a错。8. 答案：c点拨：铬原子从n2的能级跃迁到n1的能级上，释放的能量e，n4能级上的电子获得这一能量后脱离原子，电子脱离原子后的动能为，c正确。9. 答案：(1)3.4 ev(2)3.4 ev(3)6.8 ev点拨：抓住原子在不同能量状态下，核外电子的动能ekn、电势能epn及e的关系是解答本题的关键。(1)由en可得e2 ev3.4 ev，即为原子系统的能量。(2)由ekn|en|得，ek2|e2|3.4 ev，即电子在轨道上的动能为3.4 ev。(3)由epn2en得，ep22e26.8 ev，即电子具有的势能为6.8 ev。10. 答案：3，点拨：据跃迁理论he3e1，而e3，所以。由于是大量原子，可从n3跃迁到n1，从n3跃迁到n2，再从n2跃迁到n1，故应有三条谱线，光子能量分别为e3e1，e3e2，e2e1，即e1，e1，e1。11. 答案：点拨：根据玻尔理论，氢原子从能级a跃迁到能级b时heaeb，从能级b跃迁到能级c时hebec，所以当氢原子从能级a跃迁到能级c时eaec，可见辐射光子的波长应是。12. 答案：9432827点拨：电子绕核运动，库仑力提供向心力，则f。得ek，则ek2ek3r3r2。又rnn2r1，故ek2ek394。由动能与动量的关系知p，故p2p334且v2v3p2p332由t知，周期之比t2t3827。13. 答案：(1)氢原子发射光子前后分别处于第4与第2能级。(2)氖核在碰撞前后的速度分别为vne与vne。点拨：