2019高中物理 第十八單元 原子結構單元測試(二)新人教版選修3-5.doc
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第十八單元 原子結構 注意事項: 1.答題前,先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2.選擇題的作答:每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3.非選擇題的作答:用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4.考試結束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分。在每小題給出的四個選項中,第1~8題只有一項是符合題目要求,第9~12題有多項符合題目要求,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.下列說法不正確的是( ) A.密立根通過陰極射線在電場、磁場中的運動發(fā)現(xiàn)了電子,并測量出電子的電量e B.1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質子從而證實質子是原子核的組成部分 C.愛因斯坦提出的質能關系E=mc2表明物體的能量和質量間存在密切的聯(lián)系 D.1900年普朗克提出了 能量子概念,解決了黑體輻射問題 2.下列有關原子核式結構理論的理解不正確的是( ) A.原子的中心有原子核,包括帶正電的質子和不帶電的中子 B.原子的正電荷均勻分布在整個原子中 C.原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里 D.帶負電的電子在核外繞著核在不同軌道上旋轉 3.玻爾的原子模型在解釋原子的下列問題時,與盧瑟福的核式結構學說觀點是相同的( ) A.電子繞核運動的向心力,就是電子與核之間的靜電引力 B.電子只能在一些不連續(xù)的軌道上運動 C.電子在不同軌道上運動時能量不同 D.電子在不同軌道上運動時靜電引力不同 4.氫原子能級如圖所示,已知可見光光子的能量在1.61 eV~3.10 eV范圍內,則下列說法正確的是( ) A.氫原子能量狀態(tài)由n=2能級躍遷到n=1能級,放出光子為可見光 B.大量氫原子處于n=4能級時,向低能級躍遷能發(fā)出6種頻率的光子 C.處于基態(tài)的氫原子電離需要釋放13.6 eV的能量 D.氫原子處于n=2能級時,可吸收2 eV能量的光子躍遷到高能級 5.按照玻爾理論,氫原子從能級A躍遷到能級B時,釋放頻率為ν1的光子;氫原子從能級B躍遷到能級C時,吸收頻率為ν2的光子。已知ν1>ν2,則氫原子從能級C躍遷到能級A時,將( ) A.吸收頻率為ν1-ν2的光子 B.吸收頻率為ν1+ν2的光子 C.釋放頻率為ν1-ν2的光子 D.釋放頻率為ν1+ν2的光子 6.在氫原子光譜中,電子從較高能級躍遷到n=2能級發(fā)出的譜線屬于巴耳末系。若一群氫原子自發(fā)躍遷時發(fā)出的譜線中只有兩條屬于巴耳末系,則這群氫原子自發(fā)躍遷時最多可能發(fā)出多少條不同頻率的譜線( ) A.2 B.3 C.4 D.6 7.用頻率為ν0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為ν1、ν2、ν3的三條譜線,且ν3>ν2>ν1,則( ) A.ν1>ν0 B.ν3=ν2+ν1 C.ν0=ν1+ν2+ν3 D. 8.“秒”是國際單位制中的時間單位,它等于133Cs原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷時所輻射的電磁波周期的9192631770倍。據(jù)此可知,該兩能級之間的能量差為(普朗克常量h=6. 6310-34 Js) ( ) A.7.2110-24 eΝ B.6.0910-24 eΝ C.3.8110-5 eΝ D.4.5010-5 eΝ 9.根據(jù)光譜的特征譜線,可以確定物質的化學組成和鑒別物質,以下說法正確的是( ) A.線狀譜中的明線是特征譜線,吸收光譜中的暗線不是特征譜線 B.線狀譜中的明線不是特征譜線,吸收光譜中的暗線是特征譜線 C.線狀譜中的明線與吸收光譜中的暗線是特征譜線 D.同一元素的線狀譜的明線與吸收光譜中的暗線都是一一對應的 10.根據(jù)玻爾理論,氫原子核外電子能級圖如圖所示,下列說法中正確的是( ) A.按照玻爾理論,E1=-13.6 eV是電子處于基態(tài)的勢能 B.按照玻爾理論,E1=-13.6 eV是電子處于基態(tài)的勢能和動能之和 C.按照玻爾理論,從n=4的一群電子躍遷到n=1時,能發(fā)出6種不同頻率的光子 D.按照玻爾理論,從n=4的一群電子躍遷到n=1時,能發(fā)出3種不同頻率的光子 11.已知氫原子的基態(tài)能量為E1,n=2、3能級所對應的能量分別為E2和E3,大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷放出若干頻率的光子,依據(jù)玻爾理論,下列說法正確的是( ) A.產生的光子的最大頻率為 B.當氫原子從能級n=2躍遷到n=1時,對應的電子的軌道半徑變小,能量也變小 C.若氫原子從能級n=2躍遷到n=1時放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應,則當氫原子從能級n=3躍遷到n=1時放出的光子照到該金屬表面時,逸出的光電子的最大初動能為E3-E2 D.若要使處于能級n=3的氫原子電離,可以采用兩種方法:一是用能量為-E2的電子撞擊氫原子,二是用能量為-E3的光子照射氫原子 12.用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的氫原子,停止照射后,發(fā)現(xiàn)該容器內的氫能釋放出三種不同波長的光子,它們的能量最大值是與最小值分別是( ) A. B. C. D. 二、非選擇題(本題共3小題,共40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) 13.(10分)在α粒子散射實驗中,根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離,可以估算原子核的大小?,F(xiàn)有一個α粒子,以2.0107 m/s的速度去轟擊金箔,若金原子的核電荷數(shù)為79,求該α粒子與金原子核間的最近距離。(已知帶電粒子在點電荷電場中的電勢能表達式為,α粒子質量為6.6410-27 kg) 14.(14分)氫原子的能級圖如圖所示,氫原子從n=m的能級躍遷到n=2的能級時,輻射出能量為2.55 eV的光子。 (1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少能量,才能使它躍遷到n=m的能級? (2)請畫出處于一群n=m能級的氫原子可能的輻射躍遷圖。 15.(16分)氫原子處于基態(tài)時,原子的能量E1=-13.6 eV,已知電子的電荷量e=1.610-19 C,電子的質量m=0.9110-30 kg,氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1=0.5310-10 m。 (1)氫原子核外電子的繞核運動,則氫原子處于n=2的定態(tài)時,核外電子運動的周期多大?處于n=2定態(tài)與n=4定態(tài)的電子運動周期之比為多少? (用k、e、r1、m表示,rn=n2r1,不要求代入數(shù)據(jù)) (2)若要使處于n=2的氫原子電離,至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子? (3)若已知鈉的極限頻率為6.001014 Hz,今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉,試通過計算說明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應?(其中h=6.6310-34 Js) 2018-2019學年高二上學期第十八單元訓練卷 物 理(二)答 案 一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分。在每小題給出的四個選項中,第1~8題只有一項是符合題目要求,第9~12題有多項符合題目要求,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分) 1.【答案】A 【解析】湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉實驗,發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成,并測出了該粒子的比荷,密立根用油滴法測量出電子的電量,故A說法錯誤;1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質子從而證實質子是原子核的組成部分,故B說法正確;愛因斯坦提出的質能關系E=mc2表明物體的能量和質量間存在密切的聯(lián)系,故C說法正確;普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說,故D正確。 2.【答案】B 【解析】原子的中心有原子核,包括帶正電的質子和不帶電的中子,A正確;原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里,故B錯誤,C正確;帶負電的電子在核外繞著核在不同軌道上旋轉,D正確。 3.【答案】ACD 【解析】玻爾和盧瑟福的原子模型都提出了電子繞原子核運動,是電子與核之間的靜電引力提供向心力,觀點相同,故A正確;玻爾的原子模型提出電子只能在一些不連續(xù)的軌道上運動,而盧瑟福的原子模型沒有,觀點不同,故B錯誤;玻爾的原子模型繼承了盧瑟福的原子模型,對原子能量和軌道引入了量子化的假設,電子在不同軌道上運動時的能量不同,靜電力也不同,故C、D正確。 4.【答案】B 【解析】氫原子能量狀態(tài)由n=2能級躍遷到n=1能級,放出光子的能量為E=-3.4eV-(13.6)eV=10.2eV,不在可見光光子的能量在1.61eV~3.10eV范圍內,故A錯誤;大量氫原子處于n=4能級時,向低能級躍遷能發(fā)出種,故B正確;處于基態(tài)的氫原子電離需要吸收13.6eV的能量,故C錯誤;氫原子吸收光子的能量一定要等于兩個能級的能級差,沒有兩個能級差等于2eV,故D錯誤。 5.【答案】A 【解析】氫原子從能級A躍遷到能級B時,釋放頻率為ν1的光子,則EA-EB=hν1;氫原子從能級B躍遷到能級C時,吸收頻率為ν2的光子,則EC-EB=hν2;已知ν1>ν2,則能級C的能量小于能級A的能量。氫原子從能級C躍遷到能級A吸收光子,且hν=EA-EC,解得:ν=ν1-ν2,故A項正確。 6.【答案】D 【解析】氫原子光譜中只有兩條巴耳末系,即是從n=3,n=4軌道躍遷到n=2軌道,故電子的較高能級應該是在n=4的能級上。然后從n=4向n=3,n=2,n=1躍遷,從n=3向n=2,n=1,從n=2向n=1躍遷,故這群氫原子自發(fā)躍遷時最大能發(fā)出C42=6條不同頻率的譜線,故選D。 7.【答案】B 【解析】大量氫原子躍遷時只有三個頻率的光譜,這說明是從n=3能級向低能級躍遷。n=3能級向n=1能級躍遷時,hν3=E3-E1;n=2能級向n=1能級躍遷時,hν2=E2-E1;n=3能級向n=2能級躍遷時,hν1=E3-E2;將以上三式變形可得hν3=hν2+hν1;解得ν3=ν2+ν1,所以B正確。 8.【答案】C 【解析】因為E=hν,ν=1/T,則兩極間的能級差E=h/T=6.6310?349192631770J≈6.0910?24J=3. 8110-5eV,故C正確。 9.【答案】CD 【解析】根據(jù)光譜理論知,明線光譜與吸收光譜都能表示元素的特點,都是元素的特征譜線,而同一元素的線狀譜與吸收光譜都是一一對應的,C、D正確。 10.【答案】BC 【解析】A、B項:按照玻爾理論,E1=-13.6eV是電子處于基態(tài)的勢能和動能之和,故A錯誤,B正確; C、D項:根據(jù)C62=6,知最多激發(fā)出6中不同頻率的光子,故C正確,D錯誤。 11.【答案】BC 【解析】大量處于第3能級的氫原子向低能級躍遷,產生光子的最大頻率為第3能級到第1能級,則最大頻率為γ=(E3?E1)/h,故A錯誤;當氫原子從能級n=2躍遷到n=1時,放出光子,能量減小,軌道半徑也會減小,故B正確;從能級n=2躍遷到n=1時放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應,則逸出功為E2-E1;則當氫原子從能級n=3躍遷到n=1時放出的光子照到該金屬表面時,逸出的光電子的最大初動能為E3-E2,故C正確;電子是有質量的,撞擊氫原子是發(fā)生彈性碰撞,由于電子和氫原子質量不同,故電子不能把?E3的能量完全傳遞給氫原子,因此不能使氫原子完全電離,而光子的能量可以完全被氫原子吸收,故D錯誤。 12.【答案】AB 【解析】由題意可知,氫原子吸收能量后躍遷到第三能級,則吸收的能量等于n=1和n=3能級間的能級差,即單色光的能量也就是輻射光子的最大能量為:Emax=hν1=hcλ1.又hν1=hν2+hν3=h(cλ2+cλ3).最小能量為:Emin=hν3=hcλ3,故選A、B。 二、非選擇題(本題共3小題,共40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) 13.【解析】當α粒子靠近原子核運動時,α粒子的動能轉化為電勢能,達到最近距離時,動能全部轉化為電勢能,設α粒子與原子核發(fā)生對心碰撞時所能達到的最小距離為d,則 12mv2=kq1q2d d=2kq1q2mv2=29.0109279(1.610-19)26.6410-27(2.0107)2m=2.710-14m. 14.【解析】(1)氫原子從的能級躍遷到的能級時,輻射光子的頻率應滿足: 解得: 結合題圖可知: ,基態(tài)氫原子要躍遷到的能級應提供的能量為: (2)輻射躍遷圖如圖所示。 15.【解析】(1)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運動,庫倫力提供向心力,有: 其中r2=4r1 解得:T2:T4=1:8 (2)要使處于n=2的氫原子電離,照射光光子的能量應能使電子從第2能級躍遷到無限遠處,最小頻率的電磁波的光子能量應為: 得 =8.211014Hz (3)由于鈉的極限頻率為6.001014Hz,則使鈉發(fā)生光電效應的光子的能量至少為 eΝ=2.486 eV 一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光子,要使鈉發(fā)生光電效應,應使躍遷時兩能級的差,所以在六條光譜線中有E41、E31、E21、E42四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應。- 配套講稿:
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