2019-2020年高中物理第3章原子结构之谜章末检测粤教版.doc

2019-2020年高中物理第3章原子结构之谜章末检测粤教版一、选择题(本题共11小题，每题4分，共44分其中17题为单项选择题，811题为多项选择题)1下列说法不正确的是()A电子的发现表明原子核有复杂结构B电子的发现表明原子有复杂结构C粒子散射实验证明了原子的核式结构D氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的答案A2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，发现了电子和质子的存在B卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的C巴耳末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式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C解析汤姆生通过研究阴极射线发现了电子，A错；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；巴耳末根据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式，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，并没有否定核式结构学说，D错误3仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条不连续的亮线，其原因是()A氢原子只有几个能级B氢原子只能发出平行光C氢原子有时发光，有时不发光D氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的答案D解析光谱中的亮线对应不同频率的光，“分离的不连续的亮线”对应着不同频率的光，B、C错误；氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射出不同能量的光子，并且满足Eh.能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，A错误、D正确4处于n3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有()A1种 B2种C3种 D4种答案C解析一群处于n3能级上的氢原子跃迁时，辐射光的频率有NC3种，C项正确5氢原子从n3的能级跃迁到n2的能级放出光子的频率为，则它从基态跃迁到n4的能级吸收的光子频率为()A. B. C. D.答案D解析氢原子从n3的能级跃迁到n2的能级，hE3E2E1则从基态跃迁到n4的能级，吸收光子能量hE4E1E1E1由得，选项D正确6.如图1为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()图1A从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长B从n5能级跃迁到n1能级比从n5能级跃迁到n4能级辐射出电磁波的速度大C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量答案A解析根据Eh，可知，从n4能级跃迁到n3能级的能级差比从n3能级跃迁到n2能级的能级差小，所以从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频率无关，选项B错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率并不相同，C错误；从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，而不是氢原子核放出能量，D错误所以选A.7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，其中从n4跃迁到n3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，其中从n4跃迁到n1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D解析从n4跃迁到n3所发出的光波的频率最小，波长最长，A错；从n4跃迁到n1所发出的光的频率最高，发出有C6种频率的光子，B错；光电子的最大初动能对应入射光子的频率最高时，最大入射光能量对应的入射光子的频率最高，即EE4E10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，由光电效应方程知EkEW010.85 eV，C错、D对8关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有()A汤姆生发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路D玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的答案BC解析汤姆生发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，选项A错误；由卢瑟福对粒子散射实验现象的分析所得出的结论说明选项B正确；根据原子光谱产生的机理进行探究，可知选项C正确；玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子的光谱现象，但其理论是正确的，选项D错误9氢原子的核外电子由离核较远的轨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，电子的动能增加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BD解析氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，r减小，由库仑定律知核外电子受力变大，A错；由km得Ekmv2知电子的动能变大，由En eV知n减小时原子能量减少，B对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定频率的光子，C错、D对10.氢原子的能级图如图3所示，已知可见光的光子能量范围约为1.623.11 eV.下列说法中正确的是()图3A处于n3能级的氢原子不能吸收任意频率的紫外线，发生电离B大量氢原子从高能级向n3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光答案BC解析处于n3能级的氢原子能量E31.51 eV，依题意知，任意频率的紫外线能量E紫3.11 eV，则E紫E3，故可使之电离，A项不正确；大量氢原子从高能级向n3能级跃迁时，放出的能量E1.51 eV，该能量E略小于红光的能量，故应为红外线，故B项正确；处于n4能级向低能级跃迁时，可能发出的光有C6种，故C项正确、D项错误11氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为E154.4 eV，氦离子能级的示意图如图4所示在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()图4A40.8 eV B43.2 eVC51.0 eV D54.0 eV答案BD解析要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任两个能级的差值，40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，43.2 eV和54.0 eV不是电子电离需要吸收的能量，选项A、C均可以，而B、D选项不满足条件，所以本题选择B、D选项二、填空题(本题共2小题，共16分)12(8分)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的_也相等A速度 B动能 C动量 D总能量图5(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He)的能级图如图5所示电子处在n3轨道上比处在n5轨道上离氦核的距离_(选填“近”或“远”)当大量He处在n4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条答案(1)C(2)近6解析(1)根据德布罗意波长公式，若电子的德布罗意波长和一个中子的波长相等，则动量p也相等，故C正确，A、B、D错误(2)量子数越大，轨道越远，电子处在n3轨道上比处在n5轨道上离氦核的距离要近；处在n4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有C6条13(8分)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图6所示当氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，辐射出频率为_Hz的光子用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_eV.(电子电量e1.601019 C，普朗克常量h6.631034 Js)图6答案6.210140.30解析氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时，释放出光子的能量为E0.85 eV(3.40 eV)2.55 eV，由hE解得光子的频率6.21014 Hz.用此光照射逸出功为2.25 eV的钾时，由光电效应方程知，产生光电子的最大初动能为EkhW(2.552.25)eV0.30 eV.三、计算题(本题共3小题，共40分)14(12分)氢原子处于基态时，原子的能级为E113.6 eV，普朗克常量h6.631034 Js，氢原子在n4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？答案(1)0.85 eV(2)12.75 eV解析(1)E40.85 eV使氢原子电离需要的最小能量是E0.85 eV(2)从n4能级跃迁到n1能级时，辐射的光子能量最大EE4E112.75 eV15(14分)氢原子的能级图如图7所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由n4能级跃迁到n2能级所发出的光的波长现在用氢原子由n2能级跃迁到n1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能是多少？ 图7答案7.65 eV解析根据玻尔理论可知，氢原子由n4能级跃迁到n2能级时，辐射出的光子能量为hE4E2据题意知，该金属的逸出功为W0h氢原子从n2能级跃迁到n1能级时，所辐射出的光子能量为hE2E1据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能Ek满足EkhW0联立可得：Ek2E2E1E4将E113.6 eV，E23.4 eV和E40.85 eV代入上式，可得Ek7.65 eV.16(14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？其中最长波长是多少？答案(1)1.03107 m(2)3.281015 Hz(3)3种6.58107 m解析(1)1.03107 m.(2)3.281015 Hz.(3)3种，其中波长最长的是从n3到n2所放出的光子，6.58107 m.