高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)章末質(zhì)量評估 新人教版選修35

1、第十八章 原子結(jié)構(gòu)章末質(zhì)量評估(三)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是()a光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)b倫琴射線的發(fā)現(xiàn)c粒子散射實(shí)驗(yàn) d氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解析：光電效應(yīng)現(xiàn)象證明了光的粒子性本質(zhì)，與原子結(jié)構(gòu)無關(guān)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；倫琴射線的發(fā)現(xiàn)以及氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)都與原子的能級結(jié)構(gòu)有關(guān)，都是原子能級躍遷的結(jié)論，選項(xiàng)b、d錯(cuò)誤；盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)c正確答案：c2關(guān)于玻爾理論，下列說法中不正確的是()a繼承了盧瑟福的原子模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假

2、設(shè)b原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個(gè)狀態(tài)都對應(yīng)一定的能量c用能量轉(zhuǎn)化與守恒建立了原子發(fā)光頻率與原子能量變化之間的定量關(guān)系d氫原子中，量子數(shù)n越大，核外電子的速率越大解析：玻爾的原子模型對應(yīng)的是電子軌道的量子化，盧瑟福的原子模型核外電子可在任意軌道上運(yùn)動(dòng)，故a正確；玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型中，原子的能量是量子化的，盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型中，原子的能量是連續(xù)的，故b正確；玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型中，核外電子從高能級向低能級躍遷后，原子的能量減小，從而建立了he2e1，故c正確；氫原子中，量子數(shù)n越大，核外電子的速率越小，而電子的電勢能越大，故d不正確；本題選擇不正確的，故選d.答案：d3太陽光譜是吸收光譜

3、，這是因?yàn)樘杻?nèi)部發(fā)出的白光()a經(jīng)過太陽大氣層時(shí)某些特定頻率的光子被吸收后的結(jié)果b穿過宇宙空間時(shí)部分頻率的光子被吸收的結(jié)果c進(jìn)入地球的大氣層后，部分頻率的光子被吸收的結(jié)果d本身發(fā)出時(shí)就缺少某些頻率的光子解析：太陽光譜是一種吸收光譜，是因?yàn)樘柊l(fā)出的光穿過溫度比太陽本身低得多的太陽大氣層，而在這大氣層里存在著從太陽里蒸發(fā)出來的許多元素的氣體，太陽光穿過它們的時(shí)候跟這些元素的特征譜線相同的光都被這些氣體吸收掉了答案：a4有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是 ()a氫原子的光譜是連續(xù)譜b氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光c氫原子光譜說明氫原子能級不是分立的d巴耳末公式反映了氫原子輻射電磁波波長的分立特

4、性解析：由于氫原子發(fā)射的光子的能量：eenem，所以發(fā)射的光子的能量值e是不連續(xù)的，只能是一些特殊頻率的譜線，故a錯(cuò)誤b正確；由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，故氫原子的能級是不連續(xù)的即是分立的，故c錯(cuò)誤；由于躍遷時(shí)吸收或發(fā)射的光子的能量是兩個(gè)能級的能量差，所以氫原子光譜的頻率與氫原子能級的能量差有關(guān)，巴耳末公式反映了氫原子輻射光子頻率的分立特性，d錯(cuò)誤.答案：b5根據(jù)玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)n越大，則()a電子軌道半徑越小 b核外電子運(yùn)動(dòng)速度越大c原子能量越大 d電勢能越小解析：由rnn2r1可知a錯(cuò)氫原子在n能級的能量en與基態(tài)能量e1的關(guān)系為en.因?yàn)槟芰縠為負(fù)值，所以n越大，則en越大，

5、所以c正確核外電子繞核運(yùn)動(dòng)所需的向心力由庫侖力提供k.可知rn越大，速度越小，則b錯(cuò)由eekep可知d錯(cuò)答案：c6光子能量為的一束光照射容器中的氫(設(shè)氫原子處于n3的能級)，氫原子吸收光子后，能發(fā)出頻率為1，2，6的六種光譜線，且126，則等于()ah1 bh6ch(51) dh(126)解析：對于量子數(shù)n3的一群氫原子，當(dāng)它們向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時(shí)，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為3，由此可判定氫原子吸收光子后的能量的能級是n4，且從n4到n3放出的光子能量最小，頻率最低即為1，因此，處于n3能級的氫原子吸收頻率為1的光子(能量h1)，從n3能級躍遷到n4能級后，方可發(fā)出6種頻率的光譜線，選項(xiàng)a正確

6、答案：a7氫原子的部分能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62 ev到3.11 ev之間由此可推知，氫原子()a從高能級向n1能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的波長比可見光的長b從高能級向n2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光c從高能級向n3能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高d從n3能級向n2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見光答案：d8氦原子被電離出一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子已知基態(tài)的氦離子能量為e154.4 ev，氦離子的能級示意圖如圖所示，在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是()a42.8 ev(光子) b43.2 ev(電子)c41.0 ev(電子) d54.4 ev(光

7、子)解析：由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于兩能級能量差的光子才能被氦離子吸收，故選項(xiàng)a中光子不能被吸收，選項(xiàng)d中光子能被吸收；而實(shí)物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級能量差，均可被吸收故選項(xiàng)b、c中的電子均能被吸收答案：a9氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為10.632 8 m，23.39 m，已知波長為1的激光是氖原子在能級間隔為e11.96 ev的兩個(gè)能級之間躍遷產(chǎn)生的用e2表示產(chǎn)生波長為2的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔，則e2的近似值為()a10.50 ev b0.98 evc0.53 ev d0.36 ev解析：本題考查玻爾的原子躍遷理論根據(jù)eh，可知當(dāng)e11.9

8、6 ev，0.632 8 m，當(dāng)3.39 m 時(shí)，聯(lián)立可知e20.36 ev，故選d.答案：d10.可見光光子的能量在1.613.10 ev范圍內(nèi)如圖所示，氫原子從第4能級躍遷到低能級的過程中，根據(jù)氫原子能級圖可判斷()a從第4能級躍遷到第3能級將釋放出紫外線b從第4能級躍遷到第3能級放出的光子，比從第4能級直接躍遷到第2能級放出的光子頻率更高c從第4能級躍遷到第3能級放出的光子，比從第4能級直接躍遷到第1能級放出的光子波長更長d氫原子從第4能級躍遷到第3能級時(shí)，原子要吸收一定頻率的光子，原子的能量增加解析：從n4能級躍遷到n3能級時(shí)輻射的光子能量e430.85(1.51)0.66 (ev)，

9、不在可見光光子能量范圍之內(nèi)，屬于紅外線，故a錯(cuò)誤；從n4能級躍遷到n2能級時(shí)輻射的光子能量e420.85(3.40)2.55 (ev)e43，光子的頻率，所以4342，故b錯(cuò)誤；從n4能級躍遷到n1能級時(shí)輻射的光子能量e410.85(13.60)12.75 (ev)e43，光子的波長，所以4341，故c正確；從第4能級躍遷到第3能級時(shí)，原子要輻射一定頻率的光子，原子的能量減少，故d錯(cuò)誤答案：c二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對得4分，漏選得2分，錯(cuò)選或不選得0分)11關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的下述說法中正確的是()a在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是

10、絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，仍沿原來方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90°，有的甚至被彈回接近180°b使粒子發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)的力是來自帶負(fù)電的核外電子；當(dāng)粒子接近電子時(shí)，電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)c實(shí)驗(yàn)表明原子中心有一個(gè)極小的核，它占有原子體積的極小部分d實(shí)驗(yàn)表明原子中心的核帶有原子的全部正電荷及全部質(zhì)量解析：a項(xiàng)是對該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確描述；使粒子偏轉(zhuǎn)的力是原子核對它的靜電排斥力，而不是電子對它的吸引力，故b錯(cuò)；c項(xiàng)是對實(shí)驗(yàn)結(jié)論之一的正確分析；原子核集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，因核外還有電子，故d錯(cuò)答案：ac12關(guān)于氫原子能級躍遷，下列敘述中正確的是()a用波長為

11、 60 nm的x射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子b用能量為10.2 ev的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)c用能量為11.0 ev的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)d用能量為12.5 ev的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)解析：波長為60 nm的x射線的能量為：h6.63×1034× j3.32×1018 j20.75 ev，氫原子的電離能e0(13.6)ev13.6 eve20.75 ev，所以可使氫原子電離，a正確由heme，得em1he10.2 ev(13.6)ev3.4 ev ，em211.0 ev(13.6)ev

12、2.6 ev，em312.5 ev(13.6)ev1.1 ev.由en可知，只有em13.4 ev對應(yīng)于n2的狀態(tài)由于原子發(fā)生躍遷時(shí)吸收光子只能吸收恰好為兩能級差能量的光子，所以b選項(xiàng)正確答案：ab13.氫原子能級圖的一部分如圖所示，a、b、c分別表示氫原子在不同能級間的三種躍遷途徑，設(shè)在a、b、c三種躍遷過程中，放出光子的能量和波長分別是ea、eb、ec和a、b、c，則()abacb.cbac debeaec解析：eae3e2，ebe3e1，ece2e1，所以ebeaec，d正確；由得a，b，c，取倒數(shù)后得到，b正確答案：bd14圖1所示為氫原子能級圖，大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷

13、時(shí)能輻射出多種不同頻率的光，其中用從n4能級向n2能級躍遷時(shí)輻射的光照射圖2所示光電管的陰極k時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，則()圖1圖2a若將滑片右移，電路中光電流增大b若將電源反接，電路中可能有光電流產(chǎn)生c若陰極k的逸出功為1.05 ev，則逸出的光電子最大初動(dòng)能為2.4×1019 jd大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)輻射的光中只有4種光子能使陰極k發(fā)生光電效應(yīng)解析：將滑片右移，光電管兩端的電壓增大，但之前光電流是否達(dá)到飽和并不清楚，因此光電管兩端的電壓增大，光電流不一定增大，a錯(cuò)誤；將電源極性反接，所加電壓阻礙光電子向陽極運(yùn)動(dòng)，但若eu<ekm，仍會(huì)有一定數(shù)量的光電子可

14、到達(dá)陽極而形成光電流，b正確；若陰極k的逸出功為1.05 ev，由光電效應(yīng)方程知，逸出的光電子最大初動(dòng)能為ekmhw逸出0.85 ev(3.40 ev)1.05 ev1.5 ev2.4×1019 j，c正確；由于陰極k的逸出功未知，能使陰極k發(fā)生光電效應(yīng)的光子種數(shù)無法確定，d錯(cuò)誤.故選：bc.答案：bc三、非選擇題(本題共4小題，共54分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15(12分)密立根油滴實(shí)驗(yàn)首先測出了元電荷的數(shù)值，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，油滴從噴霧器噴出，以某一速度進(jìn)入水平放置的平行板之間.今

15、有一帶負(fù)電的油滴，不加電場時(shí)，油滴由于受到重力作用加速下落，速率變大，受到的空氣阻力也變大，因此油滴很快會(huì)以一恒定速率v1勻速下落.若兩板間加一電壓，使板間形成向下的電場e，油滴下落的終極速率為v2.已知運(yùn)動(dòng)中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f6rv計(jì)算(其中r為油滴半徑，為空氣粘滯系數(shù)).實(shí)驗(yàn)時(shí)測出r、v1、v2，e、為已知，求：(1)油滴的帶電量.(2)經(jīng)多次測量得到許多油滴的q測量值如下表(單位1019c)：6.418.019.6511.2312.8314.48分析這些數(shù)據(jù)可知_.解析：(1)沒有加電壓時(shí)，達(dá)到v1有mgf16r 1，加上電壓后，受到向上的阻力和電場力，有mgf2qe6rv

16、2qe，解以上兩式得到油滴電量q.(2)在誤差范圍內(nèi)，可以認(rèn)為油滴的帶電量總是1.6×1019c的整數(shù)倍，故電荷的最小電量即元電荷為1.6×1019c.答案：(1)q(2)電荷的最小電量即元電荷為1.6×1019c16.(14分)如圖所示，氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射出能量為2.55 ev的光子請問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖解析：氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，滿足hene22.55 ev，得enhe20.85 ev，所以n4.基態(tài)氫原子要躍遷到n

17、4的能級，應(yīng)提供的能量為：ee4e112.75 ev.躍遷圖如下圖所示答案：12.75 ev17(14分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而能發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞)一個(gè)具有13.6 ev動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰(1)是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷(氫原子能級如圖所示)?(2)若上述碰撞中可以使基態(tài)氫原子發(fā)生電離，則氫原子的初動(dòng)能至少為多少？解析：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動(dòng)能e被基態(tài)原子吸收若e10.2 ev，則基態(tài)氫原子可由n1躍遷到n2.由動(dòng)量守恒和能量守恒有：m

18、v0mv，mvmv2mv2e，mvek，ek13.6 ev.解得，e·mv6.8 ev.因?yàn)閑6.8 ev10.2 ev，所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷(2)若使基態(tài)氫原子電離，則e13.6 ev，代入得ek27.2 ev.答案：(1)不能(2)27.2 ev18(14分)已知?dú)湓犹幱诨鶓B(tài)時(shí)，原子的能量e113.6 ev，電子軌道半徑r10.53×1010 m；氫原子處于n2能級時(shí)，原子的能量e23.4 ev，此時(shí)電子軌道半徑r24r1，元電荷e1.6×1019 c，靜電力常量k9.0×109 n·m2·c2.(1)氫原子處于基態(tài)時(shí)，電子的動(dòng)能是多少？原子系統(tǒng)的電勢能是多少？(2)氫原子處于n2能級時(shí)，電子的動(dòng)能是多少？原子系統(tǒng)的電勢能又是多少？(3)你能否根據(jù)計(jì)算結(jié)果猜想處于n能級的氫原子系統(tǒng)的電勢能表達(dá)式？解析：(1)設(shè)氫原子處于基態(tài)時(shí)核外電子的速度為v1根據(jù)庫侖力提供向心力： 電子的動(dòng)能ekmv13.6 ev.根據(jù)氫原子在基態(tài)時(shí)能量等于勢能與動(dòng)能之和， e1ep1ek1 所以原子的電勢能ep1e1ek113.6 ev13.6 ev27.2 ev.(2)設(shè)氫原子處于基態(tài)時(shí)核外電子的