步步高 學案導學設(shè)計】-學年人教版物理選修- 第十八章 原子結(jié)構(gòu)單元檢測

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1、第十八章　原子結(jié)構(gòu) (時間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分) 1．在α粒子穿過金箔發(fā)生大角度散射的過程中，下列說法正確的是(　　) A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用 B．α粒子的動能不斷減小 C．α粒子的電勢能不斷增大 D．α粒子發(fā)生散射，是與電子碰撞的結(jié)果 2．玻爾的原子模型解釋原子的下列問題時，和盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學說觀點不同的是 (　　) A．電子繞核運動的向心力，就是電子與核間的靜電引力 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的能量不同 D．電子在不同軌道上運動時，靜電引力

2、不同 3．關(guān)于密立根“油滴實驗”的科學意義，下列說法正確的是(　　) A．證明電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元 B．提出了電荷分布的量子化觀念 C．證明了電子在原子核外繞核轉(zhuǎn)動 D．為電子質(zhì)量的最終獲得做出了突出貢獻 4．有關(guān)氫原子光譜的說法正確的是(　　) A．氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜 B．氫原子光譜說明氫原子只發(fā)出特定頻率的光 C．氫原子光譜說明氫原子能級是分立的 D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關(guān) 5．對α粒子散射實驗的解釋有下列幾種說法，其中錯誤的是(　　) A．從α粒子散射實驗的數(shù)據(jù)，可以估算出原子核的大小 B．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角

3、度的散射的事實，表明原子中有個質(zhì)量很大而體積很小的帶 正電的核存在 C．原子核帶的正電荷數(shù)等于它的原子序數(shù) D．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進，表明原子中正電荷是均勻分布的 6．根據(jù)玻爾理論，下列關(guān)于氫原子的論述正確的是(　　) A．若氫原子由能量為En的定態(tài)向低能級躍遷時，氫原子要輻射的光子能量為hν＝En B．電子沿某一軌道繞核運動，若圓周運動的頻率為ν，則其發(fā)光的頻率也是ν C．一個氫原子中的電子從一個半徑為ra的軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的軌道， 已知ra>rb，則此過程原子要輻射某一頻率的光子 D．氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷 圖1

4、7．一個放電管發(fā)光，在其光譜中測得一條譜線的波長為1.22×10－7 m，已知氫原子的能 級示意圖如圖1所示，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，電子電荷量e＝1.60×10－19 C， 則該譜線所對應的氫原子的能級躍遷是(　　) A．從n＝5的能級躍遷到n＝3的能級 B．從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級 C．從n＝3的能級躍遷到n＝1的能級 D．從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級 8．設(shè)氫原子由n＝3的激發(fā)態(tài)向n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷時放出能量為E、頻率為ν的光子， 則氫原子(　　) A．躍遷時可以放出或吸收能量為任意值的光子 B．由n＝2的激發(fā)態(tài)向n＝1的激發(fā)態(tài)躍遷時放

5、出光子的能量大于E C．由n＝3的激發(fā)態(tài)向n＝1的激發(fā)態(tài)躍遷時放出光子的能量等于6.4E D．由n＝4的激發(fā)態(tài)向n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷時放出光子的頻率大于ν 圖2 9．氫原子能級圖的一部分如圖2所示，a、b、c分別表示氫原子在不同能級之間的三種 躍遷途徑，設(shè)在a、b、c三種躍遷過程中，放出光子的能量和波長分別是Ea、Eb、Ec和 λa、λb、λc，則 ①λb＝λa＋λc　②＝＋③λb＝λa·λc?、蹺b＝Ea＋Ec 以上關(guān)系正確的是(　　) A．①③B．②④C．①④D．③④ 圖3 10．氫原子能級示意圖如圖3所示，一群處于n＝4能級的氫原子回到n＝1的過程中(　　) A．放

6、出4種頻率不同的光子 B．放出6種頻率不同的光子 C．放出的光子的最大能量為12.75 eV，最小能量是0.66 eV D．放出的光能夠使逸出功為13.0 eV的金屬發(fā)生光電效應 11．根據(jù)玻爾的氫原子模型，核外電子在第一和第三軌道運動時(　　) A．半徑之比1∶3 B．速率之比為3∶1 C．周期之比為1∶9 D．動能之比為9∶1 12．氫原子部分能級的示意圖如圖4所示．不同色光的光子能量如下表所示. 色光 紅 橙 黃 綠 藍-靛 紫 光子能量范圍(eV) 1.61～2.00 2.00～2.07 2.07～2.14 2.14～2.53 2.53～2.

7、76 2.76～3.10 圖4 處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為(　　) A．紅、藍-靛 B．黃、綠 C．紅、紫 D．藍-靛、紫 題　號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答　案 二、非選擇題(本題共4小題，共52分) 13．(8分)已知氫原子基態(tài)能量為－13.6 eV，第二能級E2＝－3.4 eV，如果氫原子吸收 ________eV能量，可由基態(tài)躍遷到第二能級．如果再吸收1.89 eV能量，還可由第二能 級躍遷到第三能級，則氫原子的第

8、三能級E3＝________eV. 14．(12分)將氫原子電離，就是從外部給電子以能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核 的束縛而成為自由電子． (1)若要使n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射該氫原子？ (2)若用波長為200 nm的紫外線照射n＝2的氫原子，則電子飛到離核無窮遠處時的速度 多大？(電子電荷量e＝1.6×10－19 C，電子質(zhì)量me＝9.1×10－31 kg) 15．(15分)有一群氫原子處于n＝4的能級上，已知氫原子的基態(tài)能量E1＝－13.6 eV， 普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，求： (1)這群氫原子的光譜共有幾條譜線？ (

9、2)這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是多少？ (3)這群氫原子發(fā)出的光子的最長波長是多少？ 圖5 16．(17分)電子所帶電荷量最早是由科學家密立根通過油滴實驗測出的．油滴實驗的原 理如圖5所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負電荷．油 滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中，通過 顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況．兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對油滴的浮力和 阻力． (1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢差U，當U＝U0時，使得某個質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運 動．該油滴所帶電荷量q為多少？ (2)若油滴進入電場時的速度可以忽略，當

10、兩金屬板間的電勢差U＝U1時，觀察到某個質(zhì) 量為m2的油滴進入電場后做勻加速運動，經(jīng)過時間t運動到下極板，求此油滴所帶電荷 量Q. 第十八章　原子結(jié)構(gòu) 1．A 2．B　[選項A、C、D的內(nèi)容盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學說也有提及，而玻爾在他的基礎(chǔ)上引入了量子學說，提出了電子位于不連續(xù)的軌道上的假說．] 3．BD　[該實驗第一次測定了電子的電荷量．由電子的比荷就可確定電子的質(zhì)量，D正確．因帶電體的電荷量均為某一個電量值(電子電荷量)的整數(shù)倍，提出了電荷分布的量子化概念，B正確．] 4．BC　[原子的發(fā)射光譜是原子躍遷時形成的，由于氫原子的能級是分立的，所以氫原子的發(fā)射光譜不是連續(xù)譜；原子發(fā)出

11、的光子的能量正好等于原子躍遷時的能級差，故氫原子只能發(fā)出特定頻率的光．綜上所述，選項A、D錯，B、C對．] 5．D　[從α粒子散射實驗的數(shù)據(jù)，可以估算出原子核的大小，A正確；極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度的散射的事實，表明原子中有一個質(zhì)量很大而體積很小的帶正電的核存在，B正確；由實驗數(shù)據(jù)可知原子核帶的正電荷數(shù)等于它的原子序數(shù)，C正確；絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進，表明原子中是比較空曠的，D錯誤．] 6．C　[氫原子由能量為En的定態(tài)向低能級躍遷時，輻射的光子能量等于能級差，故A錯；電子沿某一軌道繞核運動，處于某一定態(tài)，不向外輻射能量，故B錯；電子由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道，能級降低

12、，因而要輻射某一頻率的光子，故C正確；原子吸收光子后能量增加，能級升高，故D錯．] 7．D　[波長為1.22×10－7 m的光子能量E＝h＝ J≈1.63×10－18 J≈10.2 eV，從圖中給出的氫原子能級圖可以看出，這條譜線是在氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級的過程中形成的，故D項正確．] 8．BC　[氫原子向低能級躍遷的輻射條件是hν＝E初－E末，且En＝，E1＝－13.6 eV，由已知條件知E＝hν＝E3－E2＝－≈1.89 eV，A項顯然不正確；因E2－E1＝10.2 eV，所以B項正確；E3－E1＝－＝6.4E，C項正確；E4－E3＝－≈0.66 eV，可見釋放的光子頻

13、率小于ν，D項不正確．] 9．B　[根據(jù)玻爾的氫原子模型，Eb＝Ea＋Ec，④正確．E＝hν＝h，則h＝h＋h，即＝＋，②正確，選B.] 10．BC　[氫原子由高能級躍遷到低能級時會輻射光子，由n＝4能級回到n＝1的過程中會放出6種頻率的光子，選項A錯，B正確．而光子的能量等于躍遷的兩能級間的能量的差值，最小能量為n＝4躍遷到n＝3時，則E4－E3＝0.66 eV；最高能量為n＝4躍遷到n＝1時，則E4－E1＝12.75 eV，選項C正確．發(fā)生光電效應的條件是入射光子的能量大于金屬的逸出功，所以選項D錯誤．] 11．BD　[因核外電子的軌道半徑滿足rn＝n2r1，r3＝9r1，所以＝，故

14、選項A錯；k＝m(庫侖力充當向心力)，v1＝，v3＝，所以＝＝，故選項B正確；k＝m2r1，T1＝，T3＝，所以＝＝，故選項C錯誤；Ek1＝mv，Ek3＝mv，所以＝，故選項D正確．] 12．A　[由題表可知處于可見光范圍的光子的能量范圍為1.61 eV～3.10 eV，處于某激發(fā)態(tài)的氫原子在能級躍遷的過程中有：E3－E2＝(3.40－1.51)eV＝1.89 eV，此范圍為紅光．E4－E2＝(3.40－0.85) eV＝2.55 eV，此范圍為藍-靛光，故本題正確選項為A.] 13．10.2　－1.51 解析　ΔE21＝E2－E1＝[－3.4－(－13.6)] eV＝10.2 eV

15、ΔE32＝E3－E2 E3＝ΔE32＋E2＝[1.89＋(－3.4)] eV＝－1.51 eV 14．(1)8.21×1014 Hz　(2)9.95×105 m/s 解析　(1)n＝2時，E2＝－ eV＝－3.4 eV 所謂電離，就是使處于基態(tài)或激發(fā)態(tài)的原子的核外電子躍遷到n＝∞的軌道，n＝∞時，E∞＝0. 所以，要使處于n＝2激發(fā)態(tài)的原子電離，電離能為 ΔE＝E∞－E2＝3.4 eV，則所用電磁波的頻率為 ν＝＝ Hz＝8.21×1014 Hz (2)波長為200 nm的紫外線所具有的能量 E0＝hν＝6.63×10－34× J＝9.945×10－19 J 電離能ΔE＝3

16、.4×1.6×10－19 J＝5.44×10－19 J 由能量守恒得hν－ΔE＝mv2 代入數(shù)值解得v＝9.95×105 m/s 15．(1)6條　(2)3.1×1015 Hz　(3)1.884×10－6 m 解析　(1)這群氫原子的能級如圖所示，由圖可以判斷，這群氫原子可能發(fā)生的躍遷共有6種，所以它們的譜線共有6條． (2)頻率最大的光子能量最大，對應的躍遷能級差也最大，即從n＝4躍遷到n＝1發(fā)出的光子能量最大，根據(jù)玻爾第二假設(shè)，發(fā)出光子的能量：hν＝E4－E1 代入數(shù)據(jù)解得ν＝3.1×1015 Hz. (3)波長最長的光子能量最小，對應的躍遷的能級差也最?。磸膎＝4躍遷到n＝3 所以h＝E4－E3 λ＝ ＝ m ＝1.884×10－6 m 16．(1)　(2)(g－)或(－g) 解析　(1)油滴勻速運動過程中受到的電場力和重力平衡，可見所帶電荷為負電荷，即q＝m1g 解得q＝. (2)油滴加速下落，若油滴帶負電荷，電荷量為Q1，油滴受電場力方向向上，設(shè)此時的加速度大小為a1，根據(jù)牛頓第二定律，得m2g－Q1＝m2a1 而d＝a1t2 解得Q1＝(g－)． 若油滴帶正電荷，電荷量為Q2，油滴受電場力方向向下，設(shè)此時的加速度大小為a2，根據(jù)牛頓第二定律，得 m2g＋Q2＝m2a2 解得該電荷量為Q2＝(－g)．