2018-2019版高中物理 第3章 原子世界探秘章末檢測試卷 滬科版選修3-5.docx
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第3章 原子世界探秘章末檢測試卷(三)(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共48分;其中16題為單項(xiàng)選擇題,712題為多項(xiàng)選擇題)1下列敘述中符合物理學(xué)史的有()A湯姆生通過研究陰極射線實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電子和質(zhì)子的存在B盧瑟福通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,證實(shí)了原子核是可以再分的C牛頓發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象,并把得到的彩色光帶叫做光譜D玻爾提出的原子模型,徹底否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說答案C解析湯姆生通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子,A錯誤;盧瑟福通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,得出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,B錯;17世紀(jì),牛頓發(fā)現(xiàn)了日光通過三棱鏡后的色散現(xiàn)象,并將實(shí)驗(yàn)得到的彩色光帶叫做光譜,C正確;玻爾的原子模型是在核式結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上提出的幾條假設(shè),并沒有徹底否定核式結(jié)構(gòu)學(xué)說,D錯誤2當(dāng)粒子穿過金箔發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的過程中,下列說法正確的是()A粒子先受到原子核的斥力作用,后受原子核的引力作用B粒子一直受到原子核的斥力作用C粒子先受到原子核的引力作用,后受到原子核的斥力作用D粒子一直受到庫侖斥力,速度一直減小答案B解析粒子與金原子核帶同種電荷,兩者相互排斥,故A、C錯誤,B正確;粒子在靠近金原子核時斥力做負(fù)功,速度減小,遠(yuǎn)離時斥力做正功,速度增大,故D錯誤3仔細(xì)觀察氫原子的光譜,發(fā)現(xiàn)它只有幾條分離的不連續(xù)的亮線,其原因是()A氫原子只有幾個能級B氫原子只能發(fā)出平行光C氫原子有時發(fā)光,有時不發(fā)光D氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的,所以對應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的答案D解析氫原子在不同的能級之間躍遷時,輻射出不同能量的光子,并且滿足Eh.能量不同,相應(yīng)光子頻率不同,體現(xiàn)在光譜上是一些不連續(xù)的亮線4關(guān)于線狀譜,下列說法中正確的是()A每種原子處在不同溫度下發(fā)光的線狀譜不同B每種原子處在不同的物質(zhì)中的線狀譜不同C每種原子在任何條件下發(fā)光的線狀譜都相同D兩種不同的原子發(fā)光的線狀譜可能相同答案C解析每種原子都有自己的結(jié)構(gòu),只能發(fā)出由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的自己的特征譜線,不會因溫度、物質(zhì)不同而改變,選項(xiàng)C正確5根據(jù)玻爾的氫原子理論,當(dāng)某個氫原子吸收一個光子后()A氫原子所在的能級下降B氫原子的電勢能增加C電子繞核運(yùn)動的半徑減小D電子繞核運(yùn)動的動能增加答案B解析根據(jù)玻爾的氫原子理論,當(dāng)某個氫原子吸收一個光子后,氫原子的能級上升,電子繞核運(yùn)動的半徑增大,A、C錯誤;電子與原子核間的距離增大,庫侖力做負(fù)功,電勢能增大,B正確;電子圍繞原子核做圓周運(yùn)動,庫侖力提供向心力,由,可得Ekmv2,半徑增大,動能減小,故D錯誤6已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1,不同能級的能量En,其中n1,2,3,.用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為()ABCD答案C解析依題意可知第一激發(fā)態(tài)能量為E2,要將其電離,需要的能量至少為E0E2h,根據(jù)波長、頻率與波速的關(guān)系c,聯(lián)立解得最大波長,選項(xiàng)C正確7如圖1為氫原子能級示意圖的一部分,則氫原子()圖1A從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級輻射出電磁波的波長長B處于不同能級時,核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的C從高能級向低能級躍遷時,氫原子一定向外放出能量D處于n5能級的一群氫原子躍遷時,最多可以發(fā)出6種不同頻率的光子答案AC解析根據(jù)Eh,可知,從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級放出的能量少,所以從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級輻射出電磁波的波長長,選項(xiàng)A正確;處于不同能級時,核外電子在各處出現(xiàn)的概率不相同,B錯誤;從高能級向低能級躍遷時,氫原子一定向外放出能量,C正確;處于n5能級的一群氫原子躍遷時,最多可以發(fā)出10種不同頻率的光子,D錯誤8關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析,下列說法正確的是()A絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動,說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布,使粒子受力平衡的結(jié)果B絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動,說明這些粒子未受到明顯的力的作用,說明原子內(nèi)大部分空間是空的C極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小D極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明原子內(nèi)的電子對粒子的吸引力很大答案BC解析在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,絕大多數(shù)粒子沿原方向運(yùn)動,說明這些粒子未受到原子核明顯的力的作用,也說明原子核相對原子來講很小,原子內(nèi)大部分空間是空的,故A錯,B對;極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),說明會受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小,粒子偏轉(zhuǎn)而原子核未動,說明原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于粒子的質(zhì)量和電荷量,因電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于粒子的質(zhì)量,粒子打在電子上,不會有明顯偏轉(zhuǎn),故C對,D錯9已知基態(tài)氫原子能量E113.6eV,欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā),下列措施可行的是()A用10.2eV的光子照射B用11eV的光子照射C用14eV的光子照射D用11eV的電子碰撞答案ACD解析10.2 eVE2E13.4 eV(13.6 eV),A正確.11 eV不等于任何其他能級與基態(tài)的能級差,B錯誤.14 eV13.6 eV,可使其電離,C正確若用電子碰撞,只需大于E2E110.2 eV即可,D正確10已知金屬鈣的逸出功為2.7eV,氫原子的能級圖如圖2所示,一群氫原子處于量子數(shù)n4的能級狀態(tài),則()圖2A氫原子可能輻射6種頻率的光子B氫原子可能輻射8種頻率的光子C有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)D有4種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)答案AC解析由N知,氫原子可能放出6種頻率的光子,選項(xiàng)A正確,B錯誤;原子由n4能級向低能級躍遷放出的6種頻率的光子中,由hEmEn知有3種頻率的光子能量大于金屬鈣的逸出功2.7eV,所以選項(xiàng)C正確,D錯誤11氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時,下列說法中正確的是()A核外電子受力變小B原子的能量減少,電子的動能增加C氫原子要吸收一定頻率的光子D氫原子要放出一定頻率的光子答案BD解析氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時,r減小,由庫侖定律知核外電子受力變大,A錯;由km得Ekmv2,知電子的動能變大,由EneV知n減小時原子能量減少,B對;電子由高能級向低能級躍遷時要放出一定頻率的光子,C錯,D對12氫原子能級圖的一部分如圖3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()圖3AbacB.CbacDEbEaEc答案BD解析EaE3E2,EbE3E1,EcE2E1,所以EbEaEc,D正確;由得a,b,c,取倒數(shù)后得到,B正確二、填空題(本題共2小題,共12分)13(6分)如圖所示,四個示意圖所表示的實(shí)驗(yàn)中能說明原子核式結(jié)構(gòu)的是_答案A解析圖A是粒子散射實(shí)驗(yàn),反映了原子的核式結(jié)構(gòu)14(6分)根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論,氦離子(He)的能級圖如圖4所示電子處在n3軌道上比處在n5軌道上離氦核的距離_(選填“近”或“遠(yuǎn)”)當(dāng)大量He處在n4的激發(fā)態(tài)時,由于躍遷所發(fā)出的譜線有_條圖4答案近6解析量子數(shù)越大,軌道越遠(yuǎn),電子處在n3軌道上比處在n5軌道上離氦核的距離要近;處在n4的激發(fā)態(tài)時,由于躍遷所發(fā)出譜線有C6條三、計算題(本題共4小題,共40分)15(8分)氫原子的基態(tài)能量E113.6eV,電子繞核運(yùn)動的半徑r10.531010m,則氫原子處于n2的激發(fā)態(tài)時(普朗克常量h6.631034Js,k9109Nm2/C2,電子電荷量e1.61019C)(1)原子系統(tǒng)具有的能量是多少?(2)電子在軌道上運(yùn)動的動能為多少?(3)電子具有的電勢能為多少?答案(1)3.4eV(2)3.4eV(3)6.8eV解析(1)由En可得E2eV3.4eV,即為原子系統(tǒng)的能量(2)由F得,Ek2mv2,代入數(shù)據(jù),解得Ek23.4eV,即電子在軌道上的動能為3.4eV.(3)由EpnEnEkn,得Ep22E26.8eV,即電子具有的電勢能為6.8eV.16(10分)有大量的氫原子吸收某種頻率的光子后從基態(tài)躍遷到n3的激發(fā)態(tài),已知?dú)湓犹幱诨鶓B(tài)時的能量為E1,氫原子各能級關(guān)系為EnE1(n1,2,3,),則吸收光子的頻率是多少?當(dāng)這些處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷發(fā)光時,最多可發(fā)出幾條譜線?輻射光子的能量分別為多少?(答案用字母表示)答案見解析解析據(jù)躍遷理論hE3E1,而E3E1,所以.由于是大量原子,可從n3直接躍遷到n1,從n3躍遷到n2,再從n2躍遷到n1,故應(yīng)有三條譜線,輻射光子的能量分別為E3E1、E3E2、E2E1,即E1、E1、E1.17(10分)如圖5所示,讓一束均勻的陰極射線從兩極板正中間垂直穿過正交的電磁場,選擇合適的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和兩極之間的電壓U,帶電粒子將不發(fā)生偏轉(zhuǎn),然后撤去電場,粒子將做勻速圓周運(yùn)動,并垂直打到極板上,兩極板之間的距離為d,則陰極射線中帶電粒子的比荷為多少?圖5答案解析設(shè)陰極射線粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,則在電磁場中由平衡條件得qqvB撤去電場后,由牛頓第二定律得qvBR解得.18(12分)氫原子處于基態(tài)時,原子的能量為E113.6eV,當(dāng)處于n3的激發(fā)態(tài)時,能量為E31.51eV,則:(h6.631034Js)(1)當(dāng)氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,向外輻射的光子的波長是多少?(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離,至少要用多大頻率的電磁波照射原子?(3)若有大量的氫原子處于n3的激發(fā)態(tài),則在躍遷過程中可能釋放出幾種頻率的光子?其中最長波長是多少?答案(1)1.03107m(2)3.281015Hz(3)3種6.58107m解析(1)根據(jù)玻爾理論E3E1hm1.03107m(2)要使處于基態(tài)的氫原子電離,入射光子須滿足h0E1解得Hz3.281015Hz.(3)當(dāng)大量氫原子處于n3能級時,可能釋放出的光子頻率種類為N3種由于E23.4eV氫原子由n3能級向n2能級躍遷時放出的光子波長最長,設(shè)為,則hE3E2所以m6.58107m.- 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