【红对勾】2012高考物理 原子结构课时作业

用心 爱心 专心 1 课时作业课时作业 4444 原子结构原子结构 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 8 8 64 1 关于 粒子散射实验 A 绝大多数 粒子经过金属箔后 发生了角度不太大的偏转 B 粒子在接近原子核的过程中 动能减小 电势能减小 C 粒子在离开原子核的过程中 动能增大 电势能增大 D 对 粒子散射实验的数据进行分析 可以估算原子核的大小 解析 由于原子核很小 粒子十分接近它的机会很少 所以绝大多数 粒子基本上 仍按直线方向前进 只有极少数的粒子发生大角度偏转 从 粒子散射实验的数据可估算 出原子核的大小约为 10 15 10 14m A 错误 D 正确 粒子在接近原子核的过程中 电场 力做负功 动能减小 电势能增大 在离开时 电场力做正功 动能增大 电势能减小 B C 均错 答案 D 图 1 2 根据 粒子散射实验 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 图 1 中虚线表示原子核 所形成的电场的等势线 实线表示一个 粒子的运动轨迹 在 粒子从a 运动到b 再运 动到c的过程中 下列说法中正确的是 A 动能先增大 后减小 B 电势能先减小 后增大 C 电场力先做负功 后做正功 总功等于零 D 加速度先变小 后变大 解析 粒子从a到b 受排斥力作用 电场力做负动 动能减少 电势能增大 粒 子从b再运动到c 电场力做正功 动能增加 电势能减少 到达c点时 由于a c在同一 等势面上 所以从a到c 总功为零 故 A B 错 C 对 粒子从a到b 场强增大 加速 度增大 从b到c 场强减小 加速度减小 故 D 错 答案 C 3 氢原子辐射出一个光子后 则 A 电子绕核旋转的半径增大 用心 爱心 专心 2 B 电子的动能增大 C 氢原子的电势能增大 D 原子的能级值增大 解析 由玻尔理论可知 氢原子辐射光子后 应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨 道 在此跃迁过程中 电场力对电子做了正功 因而电势能应减小 另由经典电磁理论知 电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力 k m 所以Ek mv2 可 e2 r2 v2 r 1 2 ke2 2r 见 电子运动半径越小 其动能越大 再结合能量转化和守恒定律 氢原子放出光子 辐射 出一定的能量 所以原子的总能量减小 综上讨论 可知该题只有答案 B 正确 答案 B 4 如图 2 所示 是氢原子四个能级的示意图 当氢原子从n 4 的能级跃迁到n 3 的 能级时 辐射出光子a 当氢原子从n 3 的能级跃迁到n 2 的能级时 辐射出光子b 则以 下判断正确的是 图 2 A 光子a的能量大于光子b的能量 B 光子a的频率大于光子b的频率 C 光子a的波长大于光子b的波长 D 在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度 解析 参照提供的能级图 容易求得b光子的能量大 E h 所以b光子频率高 波 长小 所有光子在真空中速度都是相同的 正确答案是 C 该题考查光的本性问题 涉及到能 级的基本规律 答案 C 5 氢原子从n 3 激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中 只有一种光子不能使金 属A产生光电效应 则下列说法正确的是 A 不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n 3 激发态直接跃迁到基态时放出的 B 不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n 3 激发态直接跃迁到n 2 激发态时 放出的 C 从n 4 激发态跃迁到n 3 激发态 所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应 D 从n 4 激发态跃迁到基态 所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应 解析 氢原子从n 3 激发态向低能级跃迁时 各能级差为 E3 2 1 51 eV 3 4 eV 1 89 eV E3 1 1 51 eV 13 6 eV 12 09 eV E2 1 3 4 eV 13 6 用心 爱心 专心 3 eV 10 2 eV 故 3 2 能级差最低 据E h 可知此时辐射的频率最低 因此一定不能使 金属A产生光电效应 E4 3 0 66 eV 故一定不能使A发生光电效应 答案 BC 6 紫外线照射一些物质时 会发生荧光效应 即物质发出可见光 这些物质中的原子 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 D 先向高能级跃迁 再向低能级跃迁 且 E1 E2 解析 原子吸收紫外线 使原子由低能级向高能级跃迁 吸收 E1 再由高能级向低能 级跃迁 放出可见光 紫外线光子能量大于可见光 故 E1 E2 D 正确 答案 D 7 如图 3 中画出了氢原子的 4 个能级 并注明了相应的能量En 处在n 4 的能级的一 群氢原子向低能级跃迁时 能够发出若干种不同频率的光波 已知金属钾的逸出功为 2 22 eV 在这些光波中 能够从金属钾的表面打出光电子的总共有 A 二种 B 三种 C 四种 D 五种 图 3 解析 由题意和能级图知 能够发出 6 种不同频率的光波 而逸出功W h 02 的某一能级跃迁到n 2 的能级 辐射出能量为 2 55 eV 的光子 问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量 才能使它辐射上述能量的光子 请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图 图 6 解析 氢原子从n 2 的某一能级跃迁到n 2 的能级 满足 h En E2 2 55 eV En h E2 0 85 eV 所以n 4 用心 爱心 专心 5 基态氢原子要跃迁到n 4 的能级 应提供 E E4 E1 12 75 eV 跃迁图如图 6 答案 12 75 eV 见解析图 图 7 10 一群氢原子处于量子数n 4 能级状态 氢原子的能级的示意图如图 7 所示 则 1 氢原子可能发射几种频率的光子 2 氢原子由量子数n 4 的能级跃迁到n 2 的能级时辐射光子的能量是多少电子伏 3 用 2 中的光子照射下列中几种金属 哪些金属能发生光电效应 发生光电效应时 发射光电子的能量最大初动能是多大 几种金属的逸出功W 金属铯钙镁钛 逸出功W eV 1 92 73 74 1 解析 1 可能发射的光谱线条数与发射的频率相对应 因此有N 可得 n n 1 2 n 4 时发射的光子频率最多为N 6 种 4 4 1 2 2 由玻尔的跃迁理论可得光子的能量 E E4 E2 0 85 3 40 eV 2 55 eV 3 E只大于铯的逸出功 故光子只有照射到铯金属上时才能发生光电效应 根据爱因斯 坦光电效应方程可得光电子的最大初动能为Ekm E W 代入数据解得 Ekm 0 65 eV 或 1 1 10 19J 答案 1 6 种 2 2 55 eV 3 铯 0 65 eV 或 1 1 10 19J 11 氢原子处于基态时 原子能量E1 13 6 eV 已知电子电量e 1 6 10 19C 电 子质量m 0 91 10 30kg 氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1 0 53 10 10m 1 若要使处于n 2 的氢原子电离 至少要用频率多大的电磁波照射氢原子 2 氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流 则氢原子处于n 2 的定态时 核 外电子运动的等效电流多大 3 若已知钠的极限频率为 6 00 1014Hz 今用一群处于n 4 的激发态的氢原子发射的 光谱照射钠 试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应 解析 1 要使处于n 2 的氢原子电离 照射光光子的能量应能使电子从第 2 能级跃迁 用心 爱心 专心 6 到无限远处 最小频率的电磁波的光子能量应为 h 0 E1 4 得 8 21 1014Hz 2 氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动 库仑力作向心力 有 Ke2 r22 4 2mr2 T2 其中r2 4r1 根据电流强度的定义I e T 由 得I e2 16 r1 K mr1 将数据代入 得 I 1 3 10 4A 3 由于钠的极限频率为 6 00 1014Hz 则使钠发生光电效应的光子的