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2019-2020年高中物理第十八章过关检测(含解析)新人教版选修3-5
一、选择题本题共8小题每小题6分共48分在每小题给出的四个选项中第1~5题只有一项符合题目要求第6~8题有多项符合题目要求全部选对的得6分选对但不全的得3分有选错的得0分
1.在卢瑟福进行的α粒子散射实验中少数α粒子发生大角度偏转的原因是 A.正电荷在原子中是均匀分布的B.原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上C.原子中存在带负电的电子D.原子核中有中子存在答案:B解析:α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域才有可能出现α粒子的大角度散射选项B正确
2.以下说法中正确的是 A.进行光谱分析可以用连续谱也可以用吸收光谱B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C.分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得吸收光谱进行分析D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素答案:B解析:进行光谱分析不能用连续谱只能用线状谱或吸收光谱故A错误光谱分析的优点是灵敏而迅速故B正确分析某种物质的组成可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行故C错误月球不能发光它只能反射太阳光故其光谱是太阳光谱不是月球的光谱不能用来分析月球上的元素故D错误
3.利用氢气光谱管发光可以产生氢的线状谱这些谱线的产生是由于 A.大量氢原子处于不同的激发状态从而辐射不同频率的光子B.大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁从而辐射不同频率的光子C.大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁从而辐射不同频率的光子D.大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁从而吸收不同频率的光子答案:B解析:大量氢原子从较高的能级向较低的能级跃迁时发出不同频率的光从而产生线状谱
4.氢原子从能级A跃迁到能级B时释放频率为ν1的光子;氢原子从能级B跃迁到能级C时吸收频率为ν2的光子若ν2ν1则氢原子从能级C跃迁到能级A时将 A.吸收频率为ν2-ν1的光子B.吸收频率为ν2+ν1的光子C.释放频率为ν2-ν1的光子D.释放频率为ν2+ν1的光子答案:C解析:从能级A跃迁到能级B时有EA-EB=hν1
①从能级B跃迁到能级C时有EC-EB=hν2
②由
①②两式可得EC-EA=hν2-ν1因ν2ν1所以ECEA则从能级C跃迁到能级A时放出光子光子频率为ν2-ν1故选项C正确
5.如图所示为氢原子的四个能级其中E1为基态若氢原子A处于激发态E2氢原子B处于激发态E3则下列说法正确的是 A.原子A可能辐射出3种频率的光子B.原子B可能辐射出3种频率的光子C.原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D.原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4答案:B解析:根据氢原子能级理论处于激发态的氢原子向较低能级跃迁时会放出相应频率的光子氢原子向较高能级跃迁时会吸收相应频率的光子氢原子A在第二能级向基态跃迁时只能放出一种频率的光子再跃迁到第四能级需要更多的能量
6.1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子因此他被称为“电子之父”下列关于电子的说法正确的是 A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论并求出了阴极射线的比荷B.汤姆孙通过光电效应的研究发现了电子C.电子的质量是质子质量的1836倍D.汤姆孙通过对不同材料作阴极发出的射线进行研究并研究光电效应等现象说明了电子是原子的组成部分是比原子更基本的物质单元答案:AD解析:汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究发现均为同一种相同的粒子——电子电子是构成物质的基本单元它的质量远小于质子的质量
7.如图为氢原子能级的示意图现有大量的氢原子处于n=4的激发态当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光关于这些光下列说法正确的是 A.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子能量最大B.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为
6.34eV的金属铂能发生光电效应答案:AD解析:根据hν=Em-En原子由n=4能级跃迁到n=1能级时能级差最大产生的光子能量最大选项A正确原子由n=4能级跃迁到n=3能级时能级差最小产生的光子能量最小频率最小选项B错误这些氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子选项C错误原子由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量为E=-
3.4eV--
13.6eV=
10.2eV大于铂的逸出功能使铂发生光电效应选项D正确
8.欲使处于基态的氢原子激发下列措施可行的是 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的电子碰撞答案:ACD解析:由玻尔理论可知氢原子在各能级间跃迁时只吸收能量值刚好等于某两个能级之差的光子由氢原子能级图不难知道
10.2eV刚好等于n=2和n=1两能级之差而11eV则不是氢原子基态和任一定态能量之差故处于基态的氢原子只吸收前者被激发而不吸收后者对于14eV的光子其能量大于氢原子的电离能即
13.6eV足以使处于基态的氢原子电离使电子成为自由电子因而不受玻尔跃迁条件的束缚用电子去碰撞氢原子时入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收所以如果入射电子的动能大于基态和某个激发态的能量之差也可以使氢原子激发综上可知本题正确选项为A、C、D
二、填空题每小题10分共20分把答案填在相应的横线上
9.1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了 选填“大”或“小”角度散射现象提出了原子的核式结构模型若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔则其速度约为 m/s质子和中子的质量均为
1.67×10-27kg1MeV=1×106eV 答案:大
6.9×106解析:卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大的偏转少数发生了较大的偏转卢瑟福抓住了这个现象进行分析提出了原子的核式结构模型;1MeV=1×106×
1.6×10-19J=mv2解得v=
6.9×106m/s
10.按照玻尔原子理论氢原子中的电子离原子核越远氢原子的能量 选填“越大”或“越小”已知氢原子的基态能量为E1E10电子质量为m基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后电子速度大小为 普朗克常量为h 答案:越大 解析:根据玻尔理论可知氢原子中的电子离核越远氢原子的能量越大由mv2=hν+E1可得v=
三、计算题每小题16分共32分
11.如下图所示为氢原子最低的四个能级当氢原子在这些能级间跃迁时求:1有可能放出几种能量的光子2在哪两个能级间跃迁时所发出光子波长最长波长是多少答案:16 2由第4能级向第3能级跃迁
1.88×1m解析:要放出光子原子只能从高能级向低能级跃迁当它们跃迁时有的氢原子由n=4的激发态跃迁到n=3然后再跃迁到n=2直到n=1的基态或由n=3直接到n=1;也有的氢原子由n=4直接跃迁到n=2或n=1等对大量的氢原子而言发生上述各种跃迁都是可能的根据数学知识可求出放出光子的种类波长最长的光子能量最小因而波长最长的光子应由能级差最小的跃迁发出1由N=可得N==6种2氢原子由第4能级向第3能级跃迁时能级差最小辐射的光子波长最长根据hν=E4-E3=-
0.85eV--
1.51eV=
0.66eVλ=m=
1.88×1m
12.美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子的电荷量油滴实验的原理如图所示两块水平放置的平行金属板与电源相连上、下板分别带正、负电荷油滴从喷雾器喷出后由于摩擦而带电经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中通过显微镜可以观察到油滴的运动情况两金属板间的距离为d忽略空气对油滴的浮力和阻力作用1调节两金属板间的电势差U当U=U0时使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速直线运动求该油滴所带的电荷量;2若油滴进入电场时的初速度可以忽略当两金属板间的电势差U=U1时观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速直线运动经过时间t运动到下极板求此油滴所带的电荷量答案:1 2g-解析:1质量为m1的油滴恰好做匀速直线运动则其所受重力与库仑力平衡即m1g=得q=2质量为m2的油滴向下做匀加速运动d=at2得a=若油滴带正电所受库仑力方向向下由牛顿第二定律得a=g到达下极板的时间很短难以精确测量与事实不符则油滴带负电受到库仑力的方向竖直向上由牛顿第二定律得m2g-q=m2a解得q=g-。