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(nèi)。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(nèi)，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(chǎn)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(nèi)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(nèi)，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(chǎn)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。