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2019年高中物理第十八章原子结构章末过关检测卷三新人教版选修3-5
一、单项选择题本题共4小题,每题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.1.下列能揭示原子具有核式结构的实验是 A.光电效应实验B.伦琴射线的发现C.α粒子散射实验D.氢原子光谱的发现分析解答本题时可按以下思路分析各实验现象和发现与哪些物理原理有关,原子的核式结构由谁提出,用什么实验验证以及核式结构所能解释的物理问题是什么.解析光电效应现象证明了光的粒子性本质,与原子结构无关,选项A错误,伦琴射线的发现以及氢原子光谱的发现都与原子的能级结构有关,都是原子能级跃迁的结论,选项B、D错误,卢瑟福的α粒子散射实验证实了原子的核式结构模型,选项C正确.答案C2.20世纪初,为了研究物质内部的结构,物理学家做了大量的实验,揭示了原子内部的结构,发现了电子、中子和质子,图是 A.卢瑟福的α粒子散射实验装置B.卢瑟福发现质子的实验装置C.汤姆生发现电子的实验装置D.查德威克发现中子的实验装置解析此图是卢瑟福的α粒子散射实验装置,选A.答案A3.光子能量为ε的一束光照射容器中的氢设氢原子处于n=3的能级,氢原子吸收光子后,能发出频率为ν1,ν2,…,ν6的六种光谱线,且ν1<ν2<…<ν6,则ε等于 A.hν1B.hν6C.hν5-ν1D.hν1+ν2+…+ν6解析对于量子数n=3的一群氢原子,当它们向较低的激发态或基态跃迁时,可能产生的谱线条数为=3,由此可判定氢原子吸收光子后的能量的能级是n=4,且从n=4到n=3放出的光子能量最小,频率最低即为ν1,因此,处于n=3能级的氢原子吸收频率为ν1的光子能量ε=hν1,从n=3能级跃迁到n=4能级后,方可发出6种频率的光谱线,选项A正确.答案A4.氢原子的部分能级如图所示,已知可见光的光子能量在
1.62eV到
3.11eV之间.由此可推知,氢原子 A.从高能级向n=1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的长B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光C.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D.从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光解析由可见光的能量值范围可知,在氢原子的能级值中,高能级向n=3能级跃迁时,发出的光的频率小于可见光的频率,C错误;若高能级与n=2能级间的能量差大于
3.11eV,则不能发出可见光,B错误;从高能级跃迁到n=1的能级时,能量值一定大于可见光子能量值,由于ε=hν=h,能量越大,波长越短,故A错误;当原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出的光子能量在可见光的能量值范围之内,所以D正确.答案D
二、双项选择题本题共5小题,每题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中有两个选项正确,全部选对得6分,漏选得3分,错选或不选得0分.5.下列有关氢原子光谱的说法正确的是 A.氢原子的发射光谱是连续谱B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D.氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关解析氢原子的发射光谱是不连续的,它只能发出特定频率的光,说明氢原子的能级是分立的,选项B、C正确,A错误.根据玻尔理论可知,选项D错误.答案BC6.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型.图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线,实线表示一个α粒子的运动轨迹.在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中,下列说法中正确的是 A.动能先增大,后减小B.电势能先减小,后增大C.电场力先做负功,后做正功,总功等于零D.加速度先变大,后变小解析α粒子从a到b,受排斥力作用,电场力做负功,动能减少,电势能增大;α粒子从b再运动到c,电场力做正功,动能增加,电势能减少;到达c点时,由于a、c在同一等势面上,所以从a到c,电场力所做总功为零,故A、B错,C对.α粒子从a到b,场强增大,加速度增大;从b到c,场强减小,加速度减小,故D对.答案CD7.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是 A.图甲普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一B.图乙玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的C.图丙卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.图丁根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性解析近代物理的物理学史,卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型,电子束通过铝箔后的衍射图样,说明电子具有波动性,A、B正确.答案AB8.关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是 A.在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来方向前进,少数发生了较大偏转,极少数偏转超过90°,有的甚至被弹回接近180°B.使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子;当α粒子接近电子时,电子的吸引力使之发生明显偏转C.实验表明原子中心有一个极小的核,它占有原子体积的极小部分D.实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量解析A项是对该实验现象的正确描述,正确;B项,使α粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力,而不是电子对它的吸引力,故B错;C项是对实验结论之一的正确分析;原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量,因核外还有电子,故D错.答案AC9.关于氢原子能级跃迁,下列叙述中正确的是 A.用波长为60nm的X射线照射,可使处于基态的氢原子电离出自由电子B.用能量为
10.2eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C.用能量为
11.0eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D.用能量为
12.5eV的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析波长为60nm的X射线的能量ε=h=
6.63×10-34×J=
3.32×10-18J=
20.75eV,氢原子的电离能ΔE=0--
13.6eV=
13.6eV<E=
20.75eV所以可使氢原子电离,A正确.由hν=Em-E得Em1=hν+E=
10.2eV+-
13.6eV=-
3.4eV;Em2=
11.0eV+-
13.6eV=-
2.6eV;Em3=
12.5eV+-
13.6eV=-
1.1eV.由En=得,只有Em1=-
3.4eV对应于n=2的状态.由于原子发生跃迁时吸收光子只能吸收恰好为两能级差能量的光子,所以只有B可使氢原子从基态跃迁到激发态.答案AB
三、非选择题本大题3小题,共54分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.10.14分汤姆孙通过测定组成阴极射线的粒子的比荷发现了电子,从而说明原子内部有复杂的结构.密立根通过油滴实验测定了电子的________,而且揭示出了带电物体所带的电荷是__________.答案电荷量 量子化的11.20分原子可以从原子间的碰撞中获得能量,从而能发生能级跃迁在碰撞中,动能损失最大的是完全非弹性碰撞.一个具有
13.6eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰.1是否可以使基态氢原子发生能级跃迁氢原子能级如图所示2若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离,则氢原子的初动能至少为多少?解析1设运动氢原子的速度为v0,完全非弹性碰撞后两者的速度为v,损失的动能ΔE被基态原子吸收.若ΔE=
10.2eV,则基态氢原子可由n=1跃迁到n=
2.由动量守恒和能量守恒有mv0=mv
①mv=mv2+mv2+ΔE
②mv=Ek
③Ek=
13.6eV
④解
①②③④得,ΔE=·mv=
6.8eV.因为ΔE=
6.8eV<
10.2eV,所以不能使基态氢原子发生跃迁.2若使基态氢原子电离,则ΔE=
13.6eV,代入
①②③得Ek=
27.2eV答案1不能
227.2eV
12.20分如图所示为氢原子能级图,试回答下列问题1一群处于n=4能级的氢原子跃迁后可能辐射出几种频率的光子?2通过计算判断氢原子从n=4跃迁到n=2时辐射出的光子,能否使金属铯发生光电效应?若能,则产生的光电子的初动能是否可能为
0.48eV?已知普朗克常量h=
6.63×10-34J·s,金属铯的极限频率为
4.55×1014Hz解析1最多可能辐射出6种频率的光子;2由氢原子能级图可知,从能级n=4跃迁到n=2,辐射出的光子中,能量最大值为E光=E4-E2=
2.55eV金属铯的逸出功W=hν≈
3.02×10-19≈
1.89eV因为E光W,所以可以发生光电效应.由爱因斯坦光电效应方程得Ekm=E光-W,可知产生的光电子的最大初动能为
0.66eV因为光电子的最大初动能大于
0.48eV,所以可以产生
0.48eV的光电子.答案16 2可以 能。