2019-2020学年高中物理 综合测试6 粤教版选修3-5

1 阶段测试阶段测试 6 6 原子结构之谜原子结构之谜 二二 一 选择题 本题共 7 小题 每小题 7 分 共 49 分 在每小题给出的四个选项中 第 1 3 题只有一项符合题目要求 第 4 7 题有多项符合题目要求 全部选对的得 7 分 选 对但不全的得 4 分 有选错的得 0 分 1 一个镭核ra 中 有 22688 a 226 个质子 88 个中子 b 88 个质子 226 个中子 c 138 个质子 88 个中子 d 88 个质子 138 个中子 答案 d 解析 由题意可知该原子的质子数是 88 由质子数 中子数 质量数 得中子数 质量数 质子数 226 88 138 所以 d 正确 a b c 错误 2 玻尔认为 围绕氢原子核做圆周运动的核外电子 轨道半径只能取某些特殊的数值 这种现象叫做轨道的量子化 若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1 则第n条可能的 轨道半径为rn n2r1 n 1 2 3 其中n叫量子数 设氢原子的核外电子绕核近似做 匀速圆周运动形成的等效电流 在n 2 状态时其强度为i 则在n 3 状态时等效电流强 度为 a i b i 3 2 3 2 c i d i 4 9 8 27 答案 d 解析 根据k mr 解得t n 2 和n 3 轨道半径之比为 4 9 e2 r2 4 2 t2 4 2r3m ke2 则n 2 和n 3 两个轨道上的周期比为 8 27 根据i 知 电流比为 27 8 所以n 3 e t 状态时等效电流强度为i 故 d 正确 a b c 错误 8 27 3 按照玻尔理论 氢原子若从能级a跃迁到能级b时 吸收频率为 1的光子 若从 能级a跃迁到能级c时 释放频率为 2的光子 已知 2 1 而氢原子从能级c跃迁到 能级b时 则 a 释放频率为 2 1的光子 b 释放频率为 2 1的光子 c 吸收频率为 2 1的光子 d 吸收频率为 2 1的光子 2 答案 d 解析 由能级关系得 h 1 eb ea h 2 ea ec h 3 eb ec 由以上三式得 3 1 2 d 正确 4 下列说法中正确的是 a 卢瑟福首先提出原子核式结构学说 b 卢瑟福在 粒子散射实验中发现了质子 c 玻尔理论认为原子的能量是连续的 d 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱 答案 ad 解析 卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子核式结构学说 a 对 b 错 玻尔引 入量子理论 认为轨道 能量都是不连续的 成功地解释了氢原子光谱 故 c 错 d 对 5 有关原子光谱 下列说法正确的是 a 原子光谱间接地反映了原子结构特征 b 氢原子光谱跟氧原子光谱是一样的 c 太阳光谱是连续谱 d 鉴别物质的成分可以采用光谱分析 答案 ad 解析 不同的原子发出的谱线不相同 每一种原子都有自己的特征谱线 利用光谱 分析可以用来确定元素 但原子光谱可以间接反映原子结构的特征 a d 项正确 b 错 误 太阳光谱是不连续的 故 c 项不正确 6 对玻尔原子结构假说 下列描述正确的是 a 电子的运行轨道是连续的 不是量子化的 b 电子在固定轨道上绕行 虽不停地辐射能量 但轨道半径不变 c 原子的能量分布是不连续的 d 能量最低的状态叫基态 答案 cd 7 如图为氢原子的能级图 若用能量为 12 75 ev 的光子去照射大量处于基态的氢原 子 则氢原子吸收该入射光后 a 氢原子能从基态跃迁到n 4 的激发态上去 b 有的氢原子能从基态跃迁到n 3 的激发态上去 c 氢原子最多能发射 3 种波长不同的光 3 d 氢原子最多能发射 6 种波长不同的光 答案 ad 解析 氢原子只能吸收或放出一定能量的光子实现能级跃迁 且满足 e em en m n 而e4 e1 12 75 ev 故用能量为 12 75 ev 的光子照射大量基态的 氢原子 氢原子将吸收光子后跃迁到n 4 的能级 a 对 b 错 处于n 4 能级的氢原子向 基态跃迁可以发出 6 种不同频率的光 d 对 c 错 二 非选择题 本题共 5 小题 共 51 分 计算题要有必要的文字说明和解题步骤 8 5 分 如图为氢原子能级图 下列说法正确的是 a 一个处于n 3 能级的氢原子 可以吸收一个能量为 0 7 ev 的光子 b 一个处于n 3 能级的氢原子 可以吸收一个能量为 2 ev 的光子 c 大量处于n 3 能级的氢原子 跃迁到基态的过程中可以释放出 3 种频率的光子 d 氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于 13 6 ev e 用能量为 10 ev 和 3 6 ev 的两种光子同时照射大量氢原子 有可能使处于基态的 氢原子电离 答案 bcd 解析 根据 e em en 可知 0 7 ev 不在 e范围内 故 a 错误 n 3 能级的 氢原子 e3 1 51 ev 当吸收能量为 2 ev 的光子 出现电离现象 故 b 正确 易知 这些n 3 能级的氢原子可以辐射出三种不同频率的光子 故 c 正确 根据辐射的光子能量 等于两能级间的能级差 可知 从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量最大值 小于 13 6 ev 故 d 正确 由于氢原子的能级 基态的氢原子为能级为 13 6 ev 要出现 电离 则光子的能量要不少于 13 6 ev 因此 10 ev 和 3 6 ev 的两种光子不可能出现电离 现象 故 e 错误 9 5 分 氢原子辐射出一个光子之后 根据玻尔理论 下面叙述正确的是 a 原子从高能级跃迁到低能级 b 电子绕核运动的半径减小 c 电子绕核运动的周期不变 d 原子的电势能减小 e 电子绕核运动的动能减小 答案 abd 4 解析 氢原子辐射出一个光子后 从高能级向低能级跃迁 氢原子的能量减小 能 级减少 故 a 正确 氢原子的能量减小 轨道半径减小 根据k m 得轨道半径减小 e2 r2 v2 r 电子速率增大 动能增大 由于氢原子能量减小 则氢原子电势能减小 故 b 正确 d 正 确 e 错误 根据k m 得轨道半径减小 电子绕核运动的周期减小 故 c 错误 e2 r2 4 2r t2 10 5 分 以下关于玻尔原子理论的说法正确的是 a 电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的 b 电子在绕原子核做圆周运动时 稳定地产生电磁辐射 c 电子从量子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时要辐射光子 d 不同频率的光照射处于基态的氢原子时 只有某些频率的光可以被氢原子吸收 e 氢原子光谱有很多不同的亮线 说明氢原子能发出很多不同频率的光 但它的光谱 不是连续谱 答案 ade 解析 由于氢原子的轨道是不连续的 而氢原子在不同的轨道上的能级en e1 1 n2 故氢原子的能级是不连续的 即是分立的 故 a 错误 电子在绕原子核做圆周运动时 不 会产生电磁辐射 只有跃迁时才会出现 故 b 错误 氢原子在不同的轨道上的能级 en e1 电子从量子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时要吸收光子 故 c 错误 1 n2 由于氢原子发射的光子的能量e en em e1 e1 h 不同频率的光照射处于基态 1 n2 1 m2 的氢原子时 只有某些频率的光可以被氢原子吸收 故 d 正确 光谱有很多不同的亮线 说明氢原子能发出很多不同频率的光 是特征谱线 但它的光谱不是连续谱 故 e 正确 11 16 分 氢原子从能级a跃迁到能级b时 辐射出波长为 1的光子 从能级a跃 迁到能级c时 辐射出波长为 2的光子 若 1 2 则氢原子从能级b跃迁到能级c时 将 填 吸收 或 辐射 光子 光子的波长为 答案 辐射 1 2 1 2 解析 由辐射条件h em en 又 1 2 则可判断b能级值较高 则 c 从b到c将辐射光子 由题意 ea eb h c 1 ea ec h c 2 5 由 得eb ec h h h c 2 c 1 c 则 即从b到c辐射光子波长为 1 2 1 2 1 2 1 2 12 20 分 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 答案 不能 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变为