[最新]人教物理选修3-5：高中同步测试卷(四) 含解析

1、最新教学资料人教版物理高中同步测试卷 (四)第四单元原子的核式结构和能级跃迁(时间：90 分钟，满分：100 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分在每小题给出的四个选项中，至 少有一个选项正确全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得 0 分)1卢瑟福的 粒子散射实验的结果( )a 证明原子中绝大部分是空的b 证明了质子的存在c 证明了原子核是由质子和中子组成的d 说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上2卢瑟福对 粒子散射实验的解释是( )a 使 粒子产生偏转的力主要是原子中电子对 粒子的作用力b 使 粒子产生偏转的力是库仑力

2、c 原子核很小， 粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的 粒子仍沿原来的方向前 进d 能产生大角度偏转的 粒子是穿过原子时离原子核近的 粒子3在 粒子散射实验中，当在 粒子最接近原子核时，关于描述 粒子的有关物理量 符合下列哪些情况( )a动能最小b势能最小c 粒子与金原子核组成的系统能量最小d 粒子所受金原子核的斥力最大4关于原子结构理论与 粒子散射实验的关系，下列说法正确的是( )a 粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小， 粒子接 近原子核的机会很小b 使 粒子发生大角度偏转的原因是 粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对 粒子的斥力不相等c 卢瑟福的 粒子散射实验是

3、为了验证核式结构理论的正确性d 卢瑟福依据 粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论5如图所示，x 表示金原子核， 粒子射向金核被散射，设入射的动能相同，其偏转 轨道可能是图中的( )16根据 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势面，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7关于 粒子散射实验的下列说法中正确的是( )a 在实验中观察到的现象是绝大多数 粒子穿过金箔后，仍沿原

4、来方向前进，少数发 生了较大偏转，极少数偏转超过 90，有的甚至被弹回，接近 180b 使 粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子；当 粒子接近电子时，是电 子的吸引力使之发生明显偏转c 实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分d 实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量8.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 ( )a 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大b 原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小c 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小d 原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大9下列叙述中，符合

5、玻尔理论的是( )a 电子可能轨道的分布是不连续的b 电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或吸收一定的能量c 电子在可能的轨道上绕核做圆周运动，不向外辐射能量d 电子没有确定的轨道，只存在电子云e10已知氢原子处于激发态的能量 e ，式中 e 为基态的能量，e 13.6 ev.对于n n2 1 1处于 n4 激发态的一群氢原子来说，可能发生的辐射是( )a 能够发出五种能量不同的光子b 能够发出六种能量不同的光子c 发出的光子的最大能量是 12.75 ev，最小能量是 0.66 evd 发出的光子的最大能量是 13.6 ev，最小能量是 0.85 ev1 2 31 2 31231 2

6、 311处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率分别为 、 、 的三种光， 且 ，则该照射光的光子能量为( )ahchbhdh( )12氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.623.11 ev.下列说法 正确的是( )a 处于 n3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离b 大量氢原子从高能级向 n3 能级跃迁时，可能发出可见光c 大量处于 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 6 种不同频率的光 d一个处于 n3 能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出 3 种不同频率的光题号答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12二、非选择题(本题

7、共 4 小题，共 40 分解答时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)13(8 分)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几个激发态能级上， 其中最高能级的能量值是多少(基态能量为13.6 ev)?14(8 分)如图给出氢原子最低的四个能级氢原子在这些能 级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有几种，其中最低的频率为多 少(保留两位有效数字)?p7915(10 分)1911 年前后，物理学家卢瑟福用

8、粒子轰击金箔，获得惊人的发现试由 此实验并根据下面所给的公式或数据估算金原子核的大小kq点电荷的电势 ，k9.0109rnm2/c2.金原子序数为 79，粒子的质量 m 6.641027kg ，质子的质量 m 1.6710 27kg ， 粒子的速度 v 1.60107m/s ，电子电荷量 e1.6010 19 c.16.(14 分)在 粒子散射实验中，测得 粒子与金核197au 对心正碰所能达到的最近距离为 2.01014m，以此为依据，估算金核的平均密度是多少？(阿伏加德罗常数 n6.01023mol1)参考答案与解析1 导学号 13050049 【解析】选 ad.卢瑟福的 粒子散射实验的结

9、果只能说明原子 的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上，原子中绝大部分是空的，不能证明 质子的存在、原子核是由质子和中子组成的和电子只能在某些不连续的轨道上运动，所以选 项 a、d 正确2 导学号 13050050 【解析】选 bcd.原子核带正电，与 粒子间存在库仑力，当 粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，故 b 对，a 错；由于原子核非常小，绝大多数粒子经 过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的 粒子受到的库仑力较大，方向改 变较多，故 c、d 对3 导学号 13050051 【解析】选 ad. 粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥 力，两者距离减小，库仑力做负功，故

10、 粒子动能减少，电势能增加；系统的能量守恒，由 库仑定律可知，随着距离的减小，库仑斥力逐渐增大4 导学号 13050052 【解析】选 ad. 粒子穿过原子时，只有少数 粒子发生大角 度偏转的原因是原子核很小， 粒子接近原子核的机会很小，故 a 正确；造成 粒子散射角 度大的原因是在原子中极小的区域内存在对 粒子产生库仑力的正电荷， 粒子受到的斥力 比较大，故 b 错误；卢瑟福依据 粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论，c 错 误，d 正确；故选 a、d.r2r 2 2rkk1 2 312333345 导学号 13050053 【解析】选 d.离金核越远的 粒子受到的斥力越小，偏转角度

11、也就越小，离核较近的粒子方向变化较大，故 d 正确，a、b、c 均错6 导学号 13050054 【解析】选 c. 粒子从 a 点经 b 点到达等势点 c 的过程中电场 力先做负功，后做正功， 粒子的电势能先增加，后减少，回到同一等势线上时，电场力做 的总功为零，故 c 项正确7 导学号 13050055 【解析】选 ac.a 项是对该实验现象的正确描述，正确；b 项 中，使 粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故b 错；c 项是对实验结论之一的正确表述；原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电 子，故 d 错故正确选项为 a、c.8 导学号 1305005

12、6 【解析】选 d.根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨 道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较 远的轨道，故 b 错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心e2 v2 1 ke2力，即：k m ，又 e mv2，所以 e .由此式可知：电子离核越远，即 r 越大时，电子的动能越小，故 a、c 错；由 r 变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大， 从而判断 d 正确9 导学号 13050057 【解析】选 abc.根据玻尔理论可知电子可能轨道的分布是不连 续的，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，原子将辐射或吸收一定

13、的能量，电子在可能 的轨道上绕核做圆周运动，不向外辐射能量，所以选项 a、b、c 符合题意10 导学号 13050058 【解析】选 bc.最大能量是从 n4 的激发态跃迁到基态，最 小能量是从 n4 的激发态跃迁到 n3 的激发态11 导学号 13050059 【解析】选 c.处于基态的氢原子吸收光子的能量跃迁到激发态 后，能且只能向外辐射三种频率的光，由此可推出该激发态为第 3 轨道，因 e e 1.51 ev，可以使氢原子电离，a 正确；大量氢原子从紫 高能级向 n3 能级跃迁时，最大能量为 1.51 ev ，即辐射出光子的能量最大为 1.51 ev ，小于可见光光子的能量，b 错误；n

14、4 时跃迁发出的频率数为 c26 种，c 正确；一个处于 n3 能级的氢原子向低能级跃迁时最多可能发出(31)2 种不同频率的光，d 错误 13导学号 13050061 【解析】由题知 x(13.6 ev)12.09 ev，解得 x1.51 ev. 【答案】2 1.51 ev14导学号 13050062 【解析】法一：利用跃迁规律画出可能辐射光谱线条数，如图4 34 32 3 300所示，共 6 种n（n1） 43法二：利用数学中的组合公式计算辐射的光子的频率有：n 6(种)2 2从 n4 跃迁到 n3，能量差最小，辐射的光子的频率最低由he e ，得其频率 e e 0.85（1.51）1.610 19为 hz1.61014hz.h 6.6310 34【答案】6 种 1.61014hz15导学号 13050063 【解析】设 粒子接近金原子核最近时的距离为 r，则 r 可认1为是金原子核的半径由动能定理得 m v2 q kq 2q kq又因为 ，q 为金原子核电荷量，则 r ，其中 q 2e，q79e