2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)測(cè)評(píng)A 新人教版選修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)測(cè)評(píng)A 新人教版選修3-5一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,至少有一個(gè)選項(xiàng)正確;全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.關(guān)于陰極射線的性質(zhì),下列說(shuō)法正確的是()A.陰極射線是電子打在玻璃管壁上產(chǎn)生的B.陰極射線本質(zhì)是電子C.陰極射線在電磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)表明陰極射線帶正電D.陰極射線的比荷比氫原子小解析:陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子流,故選項(xiàng)A、C錯(cuò),B對(duì);電子電荷量與氫原子相同,但質(zhì)量是氫原子的,故陰極射線的比荷比氫原子大,選項(xiàng)D錯(cuò)。答案:B2.關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)意義,下列說(shuō)法正確的是()A.證明電子是原子的組成部分,是比原子更基本的物質(zhì)單元B.提出了電荷分布的量子化觀念C.證明了電子在原子核外繞核轉(zhuǎn)動(dòng)D.為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻(xiàn)解析:該實(shí)驗(yàn)第一次測(cè)定了電子的電荷量,由電子的比荷就可確定電子的質(zhì)量,D正確。因帶電體的電荷量均為某一個(gè)電荷量值(電子電荷量)的整數(shù)倍,故提出了電荷分布的量子化概念,B正確。答案:BD3.根據(jù)玻爾模型,原子中電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑()A.可以取任意值B.可以在某一范圍內(nèi)取任意值C.可以取一系列不連續(xù)的任意值D.是一系列不連續(xù)的特定值解析:電子的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑只能是一系列不連續(xù)的特定值。答案:D4.玻爾的原子核模型解釋原子的下列問(wèn)題時(shí),和盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)觀點(diǎn)不同的是()A.電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力,就是電子與核間的靜電引力B.電子只能在一些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)C.電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的能量不同D.電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),靜電引力不同解析:選項(xiàng)A、C、D的內(nèi)容盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)也有提及,而玻爾在他的基礎(chǔ)上引入了量子學(xué)說(shuō),假設(shè)電子位于不連續(xù)的軌道上。答案:B5.現(xiàn)有k個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為3的能級(jí)上,若這些受激氫原子最后都回到基態(tài),則在此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)是(假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的)()A.B.kC.D.2k解析:處在量子數(shù)為3的k個(gè)氫原子躍遷到量子數(shù)為2和量子數(shù)為1的氫原子個(gè)數(shù)各為,而處于量子數(shù)為2的個(gè)氫原子還會(huì)向量子數(shù)為1的基態(tài)躍遷,故發(fā)出的光子總數(shù)為k。答案:C6.一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種光子后,向外輻射了1、2、3三種頻率的光子,且1>2>3,則()A.被氫原子吸收的光子的能量為h1B.被氫原子吸收的光子的能量為h2C.1=2+3D.h1=h2+h3解析:氫原子吸收光子能向外輻射出三種頻率的光子,說(shuō)明氫原子從基態(tài)躍遷到了第三激發(fā)態(tài),在第三激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,又向低能級(jí)躍遷,發(fā)出光子,其中第三能級(jí)躍遷到第一能級(jí)的光子能量最大,為h1,從第二能級(jí)躍遷到第一能級(jí)的光子能量比從第三能級(jí)躍遷到第二能級(jí)的光子能量大,其能級(jí)躍遷圖如圖所示。由能量守恒可知,氫原子一定是吸收了能量為h1的光子,且關(guān)系式h1=h2+h3,1=2+3正確,故正確選項(xiàng)為A、C、D。答案:ACD7.處于n=3的激發(fā)態(tài)的大量氫原子向基態(tài)躍遷的過(guò)程中,只有一種光子不能使某金屬W產(chǎn)生光電效應(yīng),則下列說(shuō)法正確的是()A.不能使金屬W產(chǎn)生光電效應(yīng)的是從n=3激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子B.不能使金屬W產(chǎn)生光電效應(yīng)的是從n=2激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子C.若光子從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到n=3激發(fā)態(tài),一定不能使金屬W產(chǎn)生光電效應(yīng)D.若光子從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到n=2激發(fā)態(tài),一定不能使金屬W產(chǎn)生光電效應(yīng)解析:只有光子能量大于金屬逸出功時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng),從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)光子能量最小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;因E42>E32,故可能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤;E43<E32,不能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)C正確。答案:C8.利用氫氣放電管發(fā)光,可以產(chǎn)生氫原子光譜, 這些譜線的產(chǎn)生是由于()A.大量氫原子處于不同的激發(fā)狀態(tài),從而輻射不同頻率的光子B.大量氫原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷,從而輻射不同頻率的光子C.大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激發(fā)態(tài)躍遷,從而輻射不同頻率的光子D.大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激發(fā)態(tài)躍遷,從而吸收不同頻率的光子解析:大量氫原子從較高的能級(jí)向較低的能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出不同頻率的光,從而產(chǎn)生線狀光譜。答案:B9.原子從一個(gè)能級(jí)躍遷到一個(gè)較低的能級(jí)時(shí),有可能不發(fā)射光子,例如在某種條件下,鉻原子的n=2能級(jí)上的電子躍遷到n=1能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子,而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級(jí)上的電子,使之能脫離原子,這一現(xiàn)象叫作俄歇效應(yīng)。以這種方式脫離了原子的電子叫作俄歇電子。已知鉻原子的能級(jí)公式可簡(jiǎn)化表示為En=-,式中n=1,2,3表示不同能級(jí),A是正的已知常數(shù)。上述俄歇電子的動(dòng)能是()A.AB.AC.AD.A解析:鉻原子從n=2的能級(jí)躍遷到n=1的能級(jí),相應(yīng)能量E=E2-E1=-A,處于n=4能級(jí)的鉻原子脫離原子時(shí),需要的能量為E4=0-E4=A,因此俄歇電子的動(dòng)能是E-E4=A,所以選項(xiàng)C正確。答案:C10.氫原子能級(jí)的示意圖如圖所示,大量氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光a,從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光b,則()A.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出射線B.氫原子從n=4的能級(jí)向n=3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線C.在水中傳播時(shí),a光較b光的速度小D.氫原子在n=2的能級(jí)時(shí)可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離解析:射線是原子核發(fā)生衰變產(chǎn)生的,A錯(cuò);E=h,E12>E32>E43,a>b>43,B錯(cuò);速度v=水,C對(duì);氫原子在n=2的能級(jí)吸收能量超過(guò)3.4 eV的光子能電離,D錯(cuò)。答案:C二、填空題(本題共2小題,共16分。把答案填在題中的橫線上)11.(8分)玻爾模型給出氫原子核外電子的兩個(gè)可能軌道的半徑之比為r1r2=14,則兩軌道上電子的周期之比T1T2=,線速度大小之比為。解析:玻爾的原子理論表明:氫原子的核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心力由原子核對(duì)它的庫(kù)侖引力來(lái)提供。由=mr()2得電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T=,故T1T2=18,又根據(jù)v=得v1v2=21。答案:182112.(8分)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)放出光子的頻率為,則它從基態(tài)躍遷到n=4的能級(jí)吸收的光子頻率為。解析:氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),h=E3-E2=-E1則從基態(tài)躍遷到n=4的能級(jí),吸收光子能量h=E4-E1=-E1=-E1由得=。答案:三、計(jì)算題(本題共3小題,共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13.(14分)已知?dú)湓恿孔訑?shù)為n的能級(jí)值為En= eV,試計(jì)算處于基態(tài)的氫原子吸收頻率為多少的光子,電子可以躍遷到n=2的軌道上?解析:氫原子基態(tài)時(shí)的能量為E1= eV=-13.6 eV氫原子在n=2能級(jí)的能量為E2= eV=-3.4 eV氫原子由基態(tài)躍遷到n=2軌道需要的能量為E=E2-E1=-3.4-(-13.6) eV=10.2 eV=1.6310-18 J根據(jù)玻爾理論h=E得= Hz=2.461015 Hz。答案:2.461015 Hz14.(14分)如圖所示,氫原子從n>2的某一能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),輻射出能量為2.55 eV的光子。問(wèn)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(qǐng)?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n>2的某一能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),滿足:h=En-E2=2.55 eV,En=h+E2=-0.85 eV。所以n=4?；鶓B(tài)氫原子要躍遷到n=4的能級(jí),應(yīng)提供E=E4-E1=12.75 eV。躍遷圖如圖所示答案:見(jiàn)解析15.(16分)將氫原子電離,就是從外部給電子能量,使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛而成為自由電子。(1)若要使n=2激發(fā)態(tài)的氫原子電離,至少要用多大頻率的電磁波照射該氫原子?(2)若用波長(zhǎng)為200 nm的紫外線照射該氫原子,則電子飛到離核無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)的速度多大?(電子電荷量e=1.610-19 C,電子質(zhì)量me=0.9110-30 kg)解析:(1)n=2時(shí),E2= eV=-3.4 eV。所謂電離,就是使處于基態(tài)或激發(fā)態(tài)的原子的核外電子躍遷到n=的軌道,n=時(shí),E=0。所以,要使處于n=2激發(fā)態(tài)的原子電離,電離能至少應(yīng)為E=E-E2=3.4 eV,= Hz=8.211014 Hz。(2)波長(zhǎng)為200 nm的紫外線一個(gè)光子所具有的能量E0=h=6.6310-34 J=9.94510-19 J,電離能E=3.41.610-19 J=5.4410-19 J,由能量守恒:h-E=mev2,代入數(shù)據(jù)解得v=9.95105 m/s。答案:(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s