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1、第十八章 原子結構章末質量評估(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確)1下列能揭示原子具有核式結構的實驗是()A光電效應實驗B倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C粒子散射實驗 D氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解析：光電效應現(xiàn)象證明了光的粒子性本質，與原子結構無關，選項A錯誤；倫琴射線的發(fā)現(xiàn)以及氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)都與原子的能級結構有關，都是原子能級躍遷的結論，選項B、D錯誤；盧瑟福的粒子散射實驗證實了原子的核式結構模型，選項C正確答案：C2關于玻爾理論，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B原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個狀態(tài)都對應一定的能量C用能量轉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動，故A正確；玻爾的原子結構模型中，原子的能量是量子化的，盧瑟福的原子結構模型中，原子的能量是連續(xù)的，故B正確；玻爾的原子結構模型中，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、，這是因為太陽內部發(fā)出的白光()A經過太陽大氣層時某些特定頻率的光子被吸收后的結果B穿過宇宙空間時部分頻率的光子被吸收的結果C進入地球的大氣層后，部分頻率的光子被吸收的結果D本身發(fā)出時就缺少某些頻率的光子解析：太陽光譜是一種吸收光譜，是因為太陽發(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錯誤；由于躍遷時吸收或發(fā)射的光子的能量是兩個能級的能量差，所以氫原子光譜的頻率與氫原子能級的能量差有關，巴耳末公式反映了氫原子輻射光子頻率的分立特性，D錯誤.答案：B5根據玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)n越大，則()A電子軌道半徑越小 B核外電子運動速度越大C原子能量越大 D電勢能越小解析：由rnn2r1可知A錯氫原子在n能級的能量En與基態(tài)能量E1的關系為En.因為能量E為負值，所以n越大，則En越大，
5、所以C正確核外電子繞核運動所需的向心力由庫侖力提供k.可知rn越大，速度越小，則B錯由EEkEp可知D錯答案：C6光子能量為的一束光照射容器中的氫(設氫原子處于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，當它們向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時，可能產生的譜線條數(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能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光C從高能級向n3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高D從n3能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光答案：D8氦原子被電離出一個核外電子，形成類氫結構的氦離子已知基態(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A中光子不能被吸收，選項D中光子能被吸收；而實物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級能量差，均可被吸收故選項B、C中的電子均能被吸收答案：A9氦氖激光器能產生三種波長的激光，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的兩個能級之間躍遷產生的用E2表示產生波長為2的激光所對應的躍遷的能級間隔，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Eh，可知當E11.9
8、6 eV，0.632 8 m，當3.39 m 時，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范圍內如圖所示，氫原子從第4能級躍遷到低能級的過程中，根據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，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，屬于紅外線，故A錯誤；從n4能級躍遷到n2能級時輻射的光子能量E420.85(3.40)2.55 (eV)E43，光子的頻率，所以4342，故B錯誤；從n4能級躍遷到n1能級時輻射的光子能量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，原子要輻射一定頻率的光子，原子的能量減少，故D錯誤答案：C二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分在每小題給出的四個選項中有多個選項正確，全選對得4分，漏選得2分，錯選或不選得0分)11關于粒子散射實驗的下述說法中正確的是()A在實驗中觀察到的現(xiàn)象是
10、絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，仍沿原來方向前進，少數(shù)發(fā)生了較大偏轉，極少數(shù)偏轉超過90，有的甚至被彈回接近180B使粒子發(fā)生明顯偏轉的力是來自帶負電的核外電子；當粒子接近電子時，電子的吸引力使之發(fā)生明顯偏轉C實驗表明原子中心有一個極小的核，它占有原子體積的極小部分D實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電荷及全部質量解析：A項是對該實驗現(xiàn)象的正確描述；使粒子偏轉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；C項是對實驗結論之一的正確分析；原子核集中了全部正電荷和幾乎全部質量，因核外還有電子，故D錯答案：AC12關于氫原子能級躍遷，下列敘述中正確的是()A用波長為 60 nm的X射線照射
11、，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：h6.631034 J3.321018 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)eV2.6 eV，Em312.5 eV(13.6)eV1.1 e
12、V.由En可知，只有Em13.4 eV對應于n2的狀態(tài)由于原子發(fā)生躍遷時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時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
13、輻射的光照射圖2所示光電管的陰極K時，電路中有光電流產生，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能為2.41019 JD大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時輻射的光中只有4種光子能使陰極K發(fā)生光電效應解析：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錯誤；將電源極性反接，所加電壓阻礙光電子向陽極運動，但若eUEkm，仍會有一定數(shù)量的光電子可到達陽極而形成光電流，B正確；若陰極K的逸出功為1.05 eV，由光電效應方程知
14、，逸出的光電子最大初動能為EkmhW逸出0.85 eV(3.40 eV)1.05 eV1.5 eV2.41019 J，C正確；由于陰極K的逸出功未知，能使陰極K發(fā)生光電效應的光子種數(shù)無法確定，D錯誤.故選：BC.答案：BC三、非選擇題(本題共4小題，共54分解答時應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)密立根油滴實驗首先測出了元電荷的數(shù)值，其實驗裝置如圖所示，油滴從噴霧器噴出，以某一速度進入水平放置的平行板之間.今有一帶負電的油滴，不加電場時，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，
15、因此油滴很快會以一恒定速率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.已知運動中油滴受到的阻力可由斯托克斯公式f6rv計算(其中r為油滴半徑，為空氣粘滯系數(shù)).實驗時測出r、v1、v2，E、為已知，求：(1)油滴的帶電量.(2)經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)據可知_.解析：(1)沒有加電壓時，達到v1有mgf16r 1，加上電壓后，受到向上的阻力和電場力，有mgf2qE6rv2qE，解以上兩式得到油滴電量q.(2)在誤差范圍內，可以認為油滴的帶電量總是1.61019
16、C的整數(shù)倍，故電荷的最小電量即元電荷為1.61019C.答案：(1)q(2)電荷的最小電量即元電荷為1.61019C16.(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？請在圖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n4的能級，應提供的能量為：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
17、中獲得能量，從而能發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是完全非彈性碰撞)一個具有13.6 eV動能、處于基態(tài)的氫原子與另一個靜止的、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，則氫原子的初動能至少為多少？解析：(1)設運動氫原子的速度為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.由動量守恒和能量守恒有：mv0mv，mvmv2mv2E，mvEk，Ek13.6 eV.解得，Emv6.8 eV.因為E6.8 eV10.2 eV，所以不能
18、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)已知氫原子處于基態(tài)時，原子的能量E113.6 eV，電子軌道半徑r10.531010 m；氫原子處于n2能級時，原子的能量E23.4 eV，此時電子軌道半徑r24r1，元電荷e1.61019 C，靜電力常量k9.0109 Nm2C2.(1)氫原子處于基態(tài)時，電子的動能是多少？原子系統(tǒng)的電勢能是多少？(2)氫原子處于n2能級時，電子的動能是多少？原子系統(tǒng)的電勢能又是多少？(3)你能否根據計算結果猜想處于n能級的氫原子系統(tǒng)的電勢能表達式？解析：(1)設氫原子
19、處于基態(tài)時核外電子的速度為v1根據庫侖力提供向心力： 電子的動能Ekmv13.6 eV.根據氫原子在基態(tài)時能量等于勢能與動能之和， E1Ep1Ek1 所以原子的電勢能Ep1E1Ek113.6 eV13.6 eV27.2 eV.(2)設氫原子處于基態(tài)時核外電子的速度為v2根據庫侖力提供向心力： 電子的動能Ekmv13.6 eV340 eV.根據氫原子在基態(tài)時能量等于勢能與動能之和， E2Ep2Ek2所以原子的電勢能Ep1E1Ek13.40 eV3.40 eV6.8 eV.(3)故從上面的推導可知Epnk.答案：(1)13.6 eV 27.2 eV(2)3.40 eV 6.8 eV(3)Epnk6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
高中物理 第十八章 原子結構章末質量評估 新人教版選修35
