高中物理 第十八章 原子结构过关检测 新人教版选修3-5.doc

1、优质文档优质文档第十八章过关检测(时间:45 分钟 满分:100 分)一、选择题(每小题 6 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.在卢瑟福进行的 粒子散射实验中,少数 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: 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 粒子的大角度散射,选项 B 正确。2.如图所示,+Q 表示金原

2、子核, 粒子射向金核时被散射,其偏转轨道可能是图中的( )A.b B.cC.d D.e答案: B解析: 粒子的入射方向沿直线 b,受金原子核的斥力作用,粒子不可能沿 b、e、d 运动,c 轨道才符合排斥力的作用,轨道偏向力的方向, B 选项对。3.氢原子的基态能量为 E1,如图所示,四个能级图能正确代表氢原子能级的是( )答案: C解析:根据氢原子能级图特点:上密下疏,再联系各激发态与基态能量关系 En=E1,故 C 正确。4.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

3、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。5.关于太阳光谱,下列说法正确的是( )A.太阳光谱是吸收光谱B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素答案: AB解析:太阳是高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,某些特

4、定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,因此,选项 A、 B 正确。优质文档优质文档分析太阳的吸收光谱可知太阳大气层的物质组成,而某种物质要观测到它的吸收光谱,要求它的温度不能太低,也不能太高,否则会直接发光,由于地球大气层的温度很低,太阳光通过地球大气层时不会被地球大气层中的物质原子吸收,故选项 C、 D 错误。6.氢原子从能级 A 跃迁到能级 B 时,释放频率为 1的光子;氢原子从能级 B 跃迁到能级 C 时,吸收频率为 2的光子。若 2 1,则氢原子从能级 C 跃迁到能级 A 时,将( )A.吸收频率为 2- 1的光子B.吸收频率为 2+ 1

5、的光子C.释放频率为 2- 1的光子D.释放频率为 2+ 1的光子答案: C解析:从能级 A 跃迁到能级 B 时,有EA-EB=h 1从能级 B 跃迁到能级 C 时,有EC-EB=h 2由两式可得 EC-EA=h( 2- 1),因 2 1,所以 ECEA,则从能级 C 跃迁到能级 A 时,放出光子,光子频率为 2- 1,故选项 C 正确。7.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

6、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。8.欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是( )A.用 10.2 eV 的光子照射B.用 11 eV 的光子照射C.用 14 eV 的光子照射D.用 11 eV 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

7、知道 10.2 eV 刚好等于 n=2 和 n=1 两能级之差,而 11 eV 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 14 eV 的光子,其能量大于氢原子的电离能(即 13.6 eV),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或括号内)9.1911 年卢瑟福依据 粒

8、子散射实验中, 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 1 MeV 的 粒子轰击金箔,则其速度约为 m/s。(质子和中子的质量均为 1.6710-27kg,1 MeV=1106eV) 答案:大 6.910 6优质文档优质文档解析:卢瑟福在 粒子散射实验中发现了大多数 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;1 MeV=11061.610-19J=mv2,解得v=6.9106m/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

9、为 E1(E10),电子质量为 m,基态氢原子中的电子吸收一频率为 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=h+E 1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:(1)6 (2)由第 4 能级向第 3 能级跃迁 1.881 m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

10、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h=E 4-E3=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV= m=1.881m。12.在 粒子散射实验中,根据 粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离可以估算原子核的大小。现有一个 粒子以 2.0107m/s 的速度去轰击金箔,若金原子的核电荷数为 79,求该 粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为 =k, 粒子质量为 6.6410-27kg)。答案:2.710 -14m解析:当 粒子靠近原子核运动时, 粒子的动能转化为电势能,达到最近距离时,动能全部转化为电势能,设 粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为 d,则mv2=k,d=m=2.710-14m。