2019-2020年高中物理 第18章 原子結(jié)構限時測試題 新人教版選修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第18章 原子結(jié)構限時測試題 新人教版選修3-5一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第16小題只有一個選項符合題目要求，第710小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1(襄州一中、棗陽一中、宜城一中、曾都一中xxxx學年高二下學期期中聯(lián)考)下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法不正確的是()A圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學的奠基人之一B圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率是不連續(xù)的C圖丙：盧瑟福通過分析粒子散射實驗結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構模型D圖丁：根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性答案：D解析：根據(jù)物理學史可知A、B、C正確；根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，說明電子具有波動性，故D錯誤。2(毫州xxxx學年高二下學期檢測)如圖所示為粒子散射實驗裝置，粒子打到熒光屏上都會引起閃爍，若將帶有熒光屏的顯微鏡分別放在圖中A、B、C、D四處位置。則這四處位置在相等時間內(nèi)統(tǒng)計的閃爍次數(shù)符合事實的是()A1305、25、7、1B202、405、625、825C1202、1010、723、203D1202、1305、723、203答案：A解析：根據(jù)粒子散射實驗的統(tǒng)計結(jié)果，大多數(shù)粒子能按原來方向前進，少數(shù)粒子方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)超過90，甚至有的被反向彈回。所以在相等時間內(nèi)A處閃爍次數(shù)最多，其次是B、C、D三處，并且數(shù)據(jù)相差比較大，所以只有選項A符合事實。3如圖所示，實線表示金原子核電場的等勢線，虛線表示粒子在金核電場中散射時的運動軌跡。設粒子通過a、b、c三點時速度分別為va、vb、vc，電勢能分別為Ea、Eb、Ec，則()Ava>vb>vc，Eb>Ea>EcBvb>vc>va，Eb>Ea>EcCvb>va>vc，Eb>Ea>EcDvb<va<vc，Eb>Ea>Ec答案：D解析：金原子核和粒子都帶正電，粒子在接近金核過程中需不斷克服庫侖力做功，它的動能減小，速度減小，電勢能增加；粒子在遠離金核過程中庫侖力不斷對它做功，它的動能增大，速度增大，電勢能減小。因此這三個位置的速度大小關系和電勢能大小關系為vb<va<vc，Eb>Ea>Ec。4原子能級的示意圖如圖所示，大量氫原子從n4的能級向n2的能級躍遷時輻射出可見光a，從n3的能級向n2的能級躍遷時輻射出可見光b，則()A氫原子從高能級向低能級躍遷時可能會輻射出射線B氫原子從n4的能級向n3的能級躍遷時會輻射出紫外線C在水中傳播時，a光較b光的速度小D氫原子在n2的能級時可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離答案：C解析：本題考查氫原子的能級躍遷問題，氫原子從高能級向低能級躍遷時不會輻射出射線，A錯，氫原子從n4的能級向n2的能級躍遷時輻射出可見光，則從n4能級向n3躍遷時不會輻射出紫外線，B錯。由題意知，a光頻率高于b光頻率，所以在水中a光較b光速度小，C正確，氫原子躍遷時可吸收的光的能量是量子化的，D錯，正確答案C。5如圖(1)所示為氫原子的能級，圖(2)為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n4的能級躍遷到n2的能級時的輻射光，則譜線b是氫原子()A從n3的能級躍遷到n2的能級時的輻射光B從n5的能級躍遷到n2的能級時的輻射光C從n4的能級躍遷到n3的能級時的輻射光D從n1的能級躍遷到n2的能級時的輻射光答案：B解析：由圖(2)看出b譜線對應的光的頻率大于a譜線對應的光的頻率，而a譜線是氫原子從n4能級躍遷到n2能級時的輻射光，所以b譜線對應的能級差應大于n4與n2間的能級差，故選項B正確。6紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離子的能級圖如圖所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出的波長為1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3，然后自發(fā)地躍遷到E2，釋放波長為2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為()A. B.C.D答案：A解析：由題意知E3E1hE3E2hE2E1h由式解得，故A選項正確。7以下說法正確的是()A進行光譜分析可以用連續(xù)光譜，也可以用吸收光譜B光譜分析的優(yōu)點是非常靈敏而且迅速C線狀光譜和吸收光譜都可以對物質(zhì)進行分析D攝下月球的光譜可以分析出月球上有哪些元素答案：BC解析：光譜分析既可以用線狀譜也可以用吸收光譜，但不能用連續(xù)譜，A錯，C對；利用光譜分析時，樣品中元素達到1010g就可以被檢測到，靈敏度很高，B對；月亮本身不發(fā)光，它的光是反射的太陽光，故通過分析月亮的光譜可以分析太陽的大氣中所含的元素，但分析不出月球上有哪些元素，D錯。8.圖示為氫原子的部分能級圖。關于氫原子能級的躍遷，下列敘述中正確的是()A用能量為10.2eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)B用能量為11.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C用能量為14.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離D大量處于基態(tài)的氫原子吸收了能量為12.09eV的光子后，能輻射3種不同頻率的光答案：ACD解析：用能量為10.2eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n2的激發(fā)態(tài)，A對；用12.09eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n3的激發(fā)態(tài)，所以可判D正確，B錯誤；若用14.0eV的光子照射，可使基態(tài)氫原子電離，C正確。9(黃岡中學xxxx學年高二下學期期中)如圖所示為氫原子的能級結(jié)構示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說法正確的是()A這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n3能級躍遷到n2能級所發(fā)出的光波長最長B這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減小，電勢能增大C能發(fā)生光電效應的光有三種D金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能是9.60eV答案：AD解析：由3躍遷到2的光子能量1.89eV，由3躍遷到1的光子能量12.09eV，由2躍遷到1的光子能量10.2eV，故一共有3種頻率的光；由光子能量h 可知由3躍遷到2的光子頻率最小，波長最大，故選項A正確；由m可知：距離減小，動能變大，電勢能減小，故選項B錯誤；發(fā)生光電效應，必須使入射光能量大于逸出功，故有兩種光可以發(fā)生光電效應，選項C錯誤；光電子最大初動能為最大光子能量減去逸出功，即12.09eV2.49eV9.60eV，故選項D正確。10.如圖所示為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光。關于這些光下列說法正確的是()A最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n4能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的B頻率最小的光是由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的C這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光D用由n2能級躍遷到n1能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應答案：CD解析：由hEmEn知，從n4能級躍遷到n1能級時，波長最短，頻率最大，衍射現(xiàn)象最不明顯，故A、B錯誤；躍遷過程中，共能發(fā)出6種不同頻率的光，C正確；由n2躍遷到n1的能級時，輻射光子的能量E21E2E110.2eV>6.34eV，故D正確。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。把答案直接填在橫線上)11.陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運動的粒子流。若在如圖所示的陰極射線管中部加上豎直向上的勻強電場，陰極射線將向_(外、里、上、下)偏轉(zhuǎn)；若使陰極射線不偏轉(zhuǎn)，可在勻強電場區(qū)域再加一大小合適、方向垂直紙面向_(外、里)的勻強磁場。答案：下外解析：陰極射線帶負電，在豎直向上的勻強電場中受向下的庫侖力作用，將向下偏轉(zhuǎn)；要使陰極射線不偏轉(zhuǎn)，應使其再受一豎直向上的洛倫茲力與庫侖力平衡，由左手定則可判斷磁場方向垂直紙面向外。12(黃岡中學xxxx學年高二下學期期中)盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實驗，獲得了重要發(fā)現(xiàn)：(1)關于粒子散射實驗的結(jié)果，下列說法正確的是_。A證明了質(zhì)子的存在B證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核里D說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動(2)英國物理學家盧瑟福用粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)了粒子的散射實驗。下列圖中，O表示金原子核的位置，則能正確表示該實驗中經(jīng)過金原子核附近的粒子的運動軌跡的是圖中的_。答案：(1)C(2)B解析：(1)由粒子散射實驗的實驗現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結(jié)構模型，即認為原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核里，故選項C正確。(2)速度方向與原子核共線的粒子原路返回，兩側(cè)的發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，但是不會從一側(cè)跨向另一側(cè)，故選項B正確。13(揚州市xxxx學年高二下學期期末)一群氫原子處于量子數(shù)n4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射_種頻率的光于；氫原子由量子數(shù)n4的能級躍遷到n2的能級時輻射光子的能量是_eV; 用n4的能級躍遷到n2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，_金屬能發(fā)生光電效應。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1答案：62.55銫解析：從n4的能級躍遷，可能發(fā)射6種頻率的光子；從n4的能級躍遷到n2的能級，發(fā)出的光子能量hE4E22.55eV，此值大于銫的逸出功，所以可使金屬銫發(fā)生光電效應。三、論述計算題(共4小題，共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10分)為了測定帶電粒子的比荷，讓這個帶電粒子垂直電場飛進平行金屬板間，已知勻強電場的場強為E，在通過長為L的兩金屬板間后，測得偏離入射方向的距離為d，如果在兩板間加垂直電場方向的勻強磁場，磁場方向垂直粒子的入射方向，磁感應強度為B，則粒子恰好不偏離原來方向(如圖)，求q/m的值。答案：解析：僅加電場時d()()2，加復合場時Bqv0Eq。由以上兩式可得。15(10分)氫原子處于n2的激發(fā)態(tài)，能量E23.4eV，則(1)若要使處于n2的激發(fā)態(tài)的氫原子電離，要用多大頻率的電磁波照射該原子？(2)若用波長為200nm的紫外線照射處于n2的激發(fā)態(tài)的氫原子，則電子飛到無窮遠處時的動能是多少？答案：(1)8.211014Hz(2)4.511019J解析：(1)由Eh知Hz8.211014Hz(2)由能量守恒可知，電子飛到無窮遠處時的動能為EkhE2J3.41.61019J4.511019J16(11分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個具有13.6eV動能、處于基態(tài)的氫原子與另一個靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰，問是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷？(氫原子能級如圖所示)答案：不能解析：設運動氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動能E被基態(tài)氫原于吸收。若E10.2eV，則基態(tài)氫原子可由n1躍遷到n2，由動量守恒和能量守恒有：mv02mvmvmv2mv2EmvEk13.6eV由得，Emv6.8eV因為E6.8eV<10.2eV所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷。17(11分)(濰坊市xxxx學年高二下學期質(zhì)檢)已知氫原子能級圖如圖所示，氫原子質(zhì)量為mH1.671024kg。設原來處于靜止狀態(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n5的能級狀態(tài)。(1)求大量氫原子由高能級向低能級躍遷時，可能發(fā)射出多少種不同頻率的光；(2)若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動量可以用p表示(h為普朗克常量，為光子頻率，c為真空中光速)，求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率。(保留三位有效數(shù)字)答案：(1)10(2)4.17m/s解析：(1)可以有nC10種不同頻率的光輻射。(2)由題意知氫原子從n5能級躍遷到n1能級時，氫原子具有最大反沖速率。氫原于發(fā)生躍遷時輻射出的光子能量為EE|E5E1|開始時，將原子(含核外電子)和即將輻射出去的光子作為一個系統(tǒng)，由動量守恒定律可得：mHvHp光0光子的動量p光，Eh氫原子速度為vH，代入數(shù)據(jù)解得vH4.17m/s。