【金牌学案】2012年高中物理 第十八章综合检测 新人教版选修3-5

用心 爱心 专心1 第十八章综合检测第十八章综合检测 本试卷共 4 页 满分为 100 分 考试时间 90 分钟 第第 卷卷 选择题选择题 共共 5050 分分 一 单项选择题 本大题 6 小题 每小题 3 分 共 18 分 每小题给出的四个选项中 只 有一个选项符合题目要求 请把符合题意的选项写在题目后的括号内 1 光子能量为E的一束光照射容器中的氢 设氢原子处于n 3 的能级 氢原子吸收 光子后 能发出频率为 1 2 3 4 5 6的六种光谱线 且 1 2 3 4 5 6 则E等于 A h 1 B h 6 C h 6 h 1 D h 1 2 3 4 5 6 2 氢原子从n 4 的激发态直接跃迁到n 2 的激发态时 发出蓝色光 则当氢原子从 n 5 的激发态直接跃迁到n 2 的激发态时 可能发出的是 A 红外线 B 红光 C 紫光 D 射线 3 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 E1 54 4 eV 氦离子能级的示意图如图 18 1 所示 在具有下列能量的光子中 不能被 基态氦离子吸收而发生跃迁的是 A 40 8 eV B 43 2 eV C 51 0 eV D 54 4 eV 图 18 1 4 下列说法正确的是 A 卢瑟福提出 枣糕 原子模型 B 汤姆孙发现电子 表明原子具有核式结构 C 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应 是因为该束光的波长太短 D 按照波尔理论 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时 电子 的动能减小 原子总能量增加 5 设氢原子的核外电子从高能级b向低能级a跃迁时 电子动能的增量 Ek Eka Ekb 电势能增量 Ep Epa Epb 则下列表述正确的是 A Ek 0 Ep 0 Ek Ep 0 B Ek0 Ek Ep 0 C Ek 0 Ep0 D Ek 0 Ep 0 Ek Ep 0 6 氢原子第一能级是 13 6 eV 第二能级是 3 4 eV 第三能级是 1 51 eV 如果 一个处于基态的氢原子受到一个能量为 11 eV 的光子的照射 则这个氢原子 A 吸收这个光子 跃迁到第二能级 放出多余的能量 B 吸收这个光子 跃迁到比第二能级能量稍高的状态 C 吸收这个光子 跃迁到比第二能级能量稍低的状态 D 不吸收这个光子 用心 爱心 专心2 二 双项选择题 本大题 8 小题 每小题 4 分 共 32 分 每小题给出的四个选项中 只 有两个选项符合题目要求 请把符合题意的选项写在题目后的括号内 7 许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献 下列符合历史事实的是 A 牛顿总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量 B 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构 C 奥斯特发现电流的磁效应 D 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子 8 在金属中存在大量的价电子 可理解为原子的最外层电子 价电子在原子核和核外 的其他电子产生的电场中运动 电子在金属外部时的电势能比它在金属内部作为价电子时 的电势能大 前后两者的电势能差值称为势垒 用符号 V 表示 价电子就像被关在深为 V 的方箱里的粒子 这个方箱叫做势阱 价电子在势阱内运动具有动能 但动能的取值是不 连续的 价电子处于最高能级时的动能称为费米能 用Ef表示 用红宝石激光器向金属发 射频率为 的光子 具有费米能的电子如果吸收了一个频率为 的光子而跳出势阱 则 A 具有费米能的电子跳出势阱时的动能Ek h V Ef B 具有费米能的电子跳出势阱时的动能Ek h V Ef C 若增大激光器的发光强度 具有费米能的电子跳出势阱时的动能增大 D 若增大激光器的发光强度 具有费米能的电子跳出势阱时的动能不变 9 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 214Po 的原子核从某一激发态回到基态时 可将能量E0 1 416 MeV 交给内层电子 如 K L M 层电子 K L M 标记原子中最靠近核的三个电子层 使其电离 实验测得从 214Po 原子的 K L M 层电离出的电子的动能分别为EK 1 323 MeV EL 1 399 MeV EM 1 412 MeV 则可能发射的特征 X 射线的能量为 A 0 013 MeV B 0 017 MeV C 0 076 MeV D 0 093 MeV 10 卢瑟福通过对 粒子散射实验结果的分析 提出 A 原子的核式结构模型 B 原子的正电荷都集中在一个很小的核里 C 电子是原子的组成部分 D 原子核是由质子和电子组成的 11 关于氢原子能级的跃迁 下列叙述中正确的是 A 用波长为 60 nm 的伦琴射线照射 可使处于基态的氢原子电离出自由电子 B 用能量为 10 3 eV 的光子照射 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 C 用能量为 11 0 eV 的自由电子轰击 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D 用能量为 12 5 eV 的光子照射 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 12 玻尔的原子理论的主要内容有 A 原子的轨道是量子化的 B 原子的能量是量子化的 C 电子的轨道是量子化的 D 电子的能量是量子化的 13 下列叙述中正确的是 A 卢瑟福通过 粒子散射实验提出原子核式结构 B 电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构 C 巴耳末公式适用于所有原子光谱 D 光电效应放出的粒子与阴极射线中是同一种粒子 14 2005 年被联合国定为 世界物理年 以表彰爱因斯坦对科学的贡献 爱因斯坦 对物理学的贡献有 A 创立 相对论 B 发现 X 射线 C 提出 光子说 D 建立 原子核式模型 用心 爱心 专心3 第第 卷卷 非选择题非选择题 共共 5050 分分 三 非选择题 本大题共 4 小题 共 50 分 按题目要求作答 解答题应写出必要的文字 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 15 13 分 氢原子的电子轨道半径与能级遵循rn n2r1 En E1 n2 其中E1 13 6 eV 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 问 1 若要使n 2 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 的紫外线照射处于n 2 激发态的氢原子 则电子飞到离核无穷 远处时速度多大 电子电量e 1 6 10 19 C 电子质量me 0 91 10 30 kg 16 12 分 用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态 设原子基态和激发态的能量 差为 E 现分别用电子和质子轰击质量为M的静止原子 试问欲使上述跃迁发生 所需 的最小动能是否相等 对你的回答给出相应的分析和计算 17 13 分 氢原子中质子不动 电子绕质子做匀速圆周运动的半径为r 电子动量大 小mv与半径r的乘积mvr等于 h为普朗克常量 如果把电子换成 子绕质子做匀速 h 2 圆周运动 子带电量与电子相同 质量约为电子的 210 倍 子动量大小与半径的乘积 也等于 求 子的轨道半径r h 2 用心 爱心 专心4 18 12 分 一速度为v的高速 粒子 He 与同方向运动的氖核 Ne 发生弹性正碰 4 22010 碰后 粒子恰好静止 求碰撞前后氖核的速度 不计相对论修正 用心 爱心 专心5 第十八章综合检测第十八章综合检测 1 A 解析 发出六种光子 说明是从n 4 的能级自发跃迁 所以吸收的光子的能量 等于 3 4 两级的能级差 是六种谱线中能量最小的 2 C 解析 n 5 的激发态直接跃迁到n 2 发出的光子的能量大于n 4 的激发态直 接跃迁到n 2 上的 所以是紫光 射线是由内层电子受到激发发出的 所以不属于此 种情况 3 B 解析 根据玻尔模型 电子跃迁是在不同能级间发生的 只有光子能量恰好等 于两能级之差才吸收 h E终 E初 43 2 eV E终 54 4 eV E终 11 2 eV 不 在确定的能级上 故不发生电子跃迁 4 D 解析 卢瑟福提出核式结构 汤姆生提出的是 枣糕 原子模型 A 不正确 汤姆生发现电子证明了原子具有复杂结构 而卢瑟福的 粒子散射实验证明了核式结构 B 不正确 发生光电效应 波长相对较短 C 不正确 5 D 解析 从高到低 要放出光子 总能量减小 Ek Ep 0 从高到低 库仑力 做正功 电势能减小 动能增大 6 D 解析 该光子能量不能恰好等于氢原子两能级差 也不大于它的电离能 所以 不能被吸收 7 CD 8 BD 解析 根据能量守恒定律可得 B 由 B 的结论 入射光的频率决定电子动能 与入射光的光强无关 9 AC 解析 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 就是原子的特征 X 射线 由于能量守恒 电 子在原能级上运动时所具有的能量是动能与获得能量之差 由于各能级获得的能量是相同 的 所以各能级之差就是它们电离后具有的动能之差 E Ek 由此放出光子的可能能量 值E1 1 412 1 323 MeV 0 089 MeV E2 1 412 1 399 MeV 0 013 MeV E3 1 399 1 323 MeV 0 076 MeV 10 AB 解析 卢瑟福通过对 粒子散射实验结果的分析 提出了原子的核式结构模 型 其理论要点就是 原子的中心有一个核 称为原子核 原子的正电荷和几乎全部质量 都集中在原子核里 带负电的电子绕着原子核旋转 所以选项 A B 正确 11 AC 解析 波长为 60 nm 的伦琴射线 光子能量大于氢原子基态电离能 13 6 eV 所以能使它电离 10 3 eV 稍大于 1 2 两能级之差 不能被氢原子吸收 11 0 eV 大 于基态与能级 2 的能级差 碰撞时可使原子跃迁 12 5 eV 即不大于基态电离能 也不等 于基态与某个激发态之间的能级差 所以不会被吸收 12 BC 13 AD 14 AC 15 13 分 解 1 n 2 时 E2 eV 3 4 eV 13 6 22 n 时 E 0 要使n 2 激发态的原子电离 必吸收 E E E2 3 4 eV 故 Hz 8 21 1014 Hz E h 3 4 1 6 10 19 6 63 10 34 2 波长为 200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量 E0 h 6 63 10 34 J 9 945 10 19 J 3 108 200 10 9 而电离能 E 3 4 1 6 10 19 J 5 44 10 19 J 无穷远处电子势能为零 根据能量守恒 h E mv2 1 2 电子飞到无穷远处速度为v 1 0 106 m s 用心 爱心 专心6 16 12 分 解 原子跃迁所需要的能量来自粒子与原子碰撞过程中损失的机械能 要 使入射粒子的动能最小 E一定 据能量守恒知 需碰撞过程中机械能损失最大 即必 须发生完全非弹性碰撞 设入射粒子的质量为m 与原子碰撞前后根据动量和能量守恒分 别得 mv1 mv2 Mv mv mv Mv2 E 1 22 1 1 22 2 1 2 又因为v2 v 因为完全非弹性碰撞 由以上三式得入射粒子的最小动能为 E mv E 1 22 1 M m 1 令电子 质子质量分别为m1 m2 因m1 m2 则由 式知 电子的最小动能E1小于质 子的最小动能E2 17 13 分 解 电荷绕核做圆周运动 向心力由库仑力提供 有 k