《高中物理 第三章 原子世界探秘章末检测 沪科版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第三章 原子世界探秘章末检测 沪科版选修3-5（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 原子世界探秘章末检测(第3章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(17题为单项选择题，812题为多项选择题，每小题4分，共48分)1人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图1所示下列说法中正确的是()图1A粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关B科学家通过粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型C科学家通过粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型D科学家通过粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型答案B2关于线状谱，下列说法中正确的是()A每种原子处于不同温度下发光的线状谱不同B每
2、种原子处在不同的物质中发光的线状谱不同C每种原子在任何外界条件下发光的线状谱都相同D两种不同的原子发光的线状谱可能相同答案C解析每种原子在任何外界条件下的线状谱都相同，不同的原子线状谱不同3根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则()A电子轨道半径越小 B核外电子运动速度越大C原子能量越大 D电势能越小答案C解析由rnn2r1可知A错氢原子在n能级的能量En与基态能量E1的关系为En.因为能量E1为负值，所以n越大，则En越大，所以C正确核外电子绕核运动所需的向心力由库仑力提供k.可知rn越大，速度越小，则B错由EEkEp可知D错4如图2所示为氢原子的能级图，一群氢原子处于n4的激发态，在向
3、较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为1.90 eV的金属铯，下列说法正确的是()图2A这群氢原子能发出6种频率不同的光子，其中从n4能级跃迁到n3能级所发出的光波长最短B这群氢原子能发出3种频率不同的光子，其中从n4能级跃迁到n1能级所发出的光频率最高C金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为12.75 eVD金属铯表面所发出的光电子的初动能最大值为10.85 eV答案D5氢原子能级的示意图如图3所示，大量氢原子从n4的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则()图3A可见光光子能量范围在1.62 eV到2.11 eV之间B氢
4、原子从n4的能级向n3的能级跃迁时会辐射出紫外线Ca光的频率大于b光的频率D氢原子在n2的能级可吸收任意频率的光而发生电离答案C解析由能级跃迁公式EEmEn得：E1E4E20.85 eV(3.4 eV)2.55 eVE2E3E21.51 eV(3.4 eV)1.89 eV故A错；据Eh知，C对；E3E4E30.85 eV(1.51 eV)0.66 eV，所以氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段，B错；氢原子在n2的能级时能量为3.4 eV，所以只有吸收光子能量大于等于3.4 eV时才能电离，D错6已知氢原子的基态能量为E1，不同能级的能量En，其中n1,2,3，.
5、用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A BC D答案C解析依题意可知第一激发态能量为E2，要将其电离，需要的能量至少为E0E2h，根据波长、频率与波速的关系c，联立解得最大波长，选项C正确7在粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是()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粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小答案B解析粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故A、C错误，B正确；粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速
6、度增大，故D错误8下列叙述中符合物理学史的有()A汤姆生通过研究阴极射线实验发现了电子B卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的C牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把得到的彩色光带叫做光谱D玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说答案AC解析汤姆生通过研究阴极射线发现了电子，A正确；卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构模型，B错；17世纪，牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并将实验得到的彩色光带叫做光谱，C正确；玻尔的原子模型是在核式结构模型的基础上提出的几条假设，并没有彻底否定核式结构学说，D错误9氢原子的核外电子由离核较远的轨
7、道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()A核外电子受力变小B原子的能量减少，电子的势能减少C氢原子要吸收一定频率的光子D氢原子要放出一定频率的光子答案BD10已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图4所示，一群氢原子处于量子数n4的能级状态，则()图4A氢原子可能辐射6种频率的光子B氢原子可能辐射8种频率的光子C有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应答案AC解析由N知，氢原子可能放出6种频率的光子，选项A正确，B错误；原子由n4能级向低能级跃迁放出的6种频率的光子中，由hEmEn知有3种频率的光子能量大于金属钙的逸出功2.7 eV，
8、所以选项C正确，D错误11氢原子的能级如图5所示，下列说法正确的是()图5A处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B氢原子从n3能级向n2能级跃迁时，发出的光子能量为1.89 eVC大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的光D处于n1能级的氢原子可以吸收能量为10 eV的光子的能量答案BC解析当原子向高能级跃迁时，只能吸收特定频率的光子，A项错误；氢原子从n3能级向n2能级跃迁时，发出的光子能量为E3E21.51 eV(3.4 eV)1.89 eV，B项正确；大量处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，发出光子频率的数量可以由公式C来计算，C3，C项正确；处于n1能级的氢
9、原子不能吸收能量为10 eV的光子的能量，D项错12氢原子能级图的一部分如图6所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和a、b、c，则()图6Abac B.Cbac DEbEaEc答案BD解析EaE3E2，EbE3E1，EcE2E1，所以EbEaEc，D正确；由得a，b，c，取倒数后得到，B正确二、填空题(本题共2个小题，共12分)6(6分)如图所示，四个示意图所表示的实验中能说明原子核式结构的是_答案A解析图A是粒子散射实验，反映了原子的核式结构14(6分)氢原子的能级图如图7所示，一群氢原子处在n4的
10、能级上，向低能级跃迁时，最多能辐射出_种光子；用这些光子照射逸出功为W04.54 eV的金属钨时，能使其发生光电效应的有_种光子图7答案63解析处在n4能级上的氢原子最多能辐射出N种6种光子，能量大于4.54 eV的有41、31、21的三种光子三、计算题(本题共4小题，共40分)15(8分)氢原子的基态能量E113.6 eV，电子绕核运动的半径r10.531010 m，则氢原子处于n2的激发态时，(1)原子系统具有的能量是多少？(2)电子在轨道上运动的动能为多少？(3)电子具有的电势能为多少？答案(1)3.4 eV(2)3.4 eV(3)6.8 eV解析(1)由En可得E2 eV3.4 eV，
11、即为原子系统的能量(2)由F得，Ek2mv2，代入数据，解得Ek23.4 eV，即电子在轨道上的动能为3.4 eV.(3)由EpnEnEkn，得Ep22E26.8 eV，即电子具有的电势能为6.8 eV.16(10分)有大量的氢原子吸收某种频率的光子后从基态跃迁到n3的激发态，已知氢原子处于基态时的能量为E1，则吸收光子的频率是多少？当这些处于激发态的氢原子向低能级跃迁发光时，最多可发出几条谱线？辐射光子的能量分别为多少？(答案用字母表示)答案见解析解析据跃迁理论hE3E1，而E3E1，所以.由于是大量原子，可从n3直接跃迁到n1，从n3跃迁到n2，再从n2跃迁到n1，故应有三条谱线，辐射光子
12、的能量分别为E3E1，E3E2 ，E2E1，即E1，E1，E1.17(10分)如图8所示，让一束均匀的阴极射线从两极板正中间垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感应强度B和两极之间的电压U，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，并垂直打到极板上，两极板之间的距离为d，则阴极射线中带电粒子的比荷为多少？图8答案解析设阴极射线粒子的电荷量为q，质量为m，则在电磁场中由平衡条件得qqvB撤去电场后，由牛顿第二定律得qvBR解得.18(12分)氢原子处于基态时，原子的能量为E113.6 eV，当处于n3的激发态时，能量为E31.51 eV，则：(1)当氢原子从n3的激发态跃迁到n1的
13、基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中波长最长的是多少？答案(1)1.03107 m(2)3.281015 Hz(3)3种6.58107 m解析(1)根据玻尔理论E3E1h m1.03107 m(2)要使处于基态的氢原子电离，入射光子须满足h0E1解得 Hz3.281015 Hz.(3)当大量氢原子处于n3能级时，可能释放出的光子频率种类为N3种由于E23.4 eV氢原子由n3能级向n2能级跃迁时放出的光子波长最长，设为，则hE3E2所以 m6.58107 m.
