2019高中物理 第十八单元 原子结构单元测试（二）新人教版选修3-5.doc

第十八单元 原子结构注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项是符合题目要求，第912题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1下列说法不正确的是()A密立根通过阴极射线在电场、磁场中的运动发现了电子，并测量出电子的电量eB1919年卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子从而证实质子是原子核的组成部分C爱因斯坦提出的质能关系Emc2表明物体的能量和质量间存在密切的联系D1900年普朗克提出了 能量子概念，解决了黑体辐射问题2下列有关原子核式结构理论的理解不正确的是()A原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子B原子的正电荷均匀分布在整个原子中C原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转3玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，与卢瑟福的核式结构学说观点是相同的()A电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力B电子只能在一些不连续的轨道上运动C电子在不同轨道上运动时能量不同D电子在不同轨道上运动时静电引力不同4氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在1.61 eV3.10 eV范围内，则下列说法正确的是()A氢原子能量状态由n2能级跃迁到n1能级，放出光子为可见光B大量氢原子处于n4能级时，向低能级跃迁能发出6种频率的光子C处于基态的氢原子电离需要释放13.6 eV的能量D氢原子处于n2能级时，可吸收2 eV能量的光子跃迁到高能级5按照玻尔理论，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。已知12，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将()A吸收频率为12的光子 B吸收频率为12的光子C释放频率为12的光子 D释放频率为12的光子6在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n2能级发出的谱线属于巴耳末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A2 B3 C4 D67用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1、2、3的三条谱线，且321，则()A10 B321 C0123 D8“秒”是国际单位制中的时间单位，它等于133Cs原子基态的两个超精细能级之间跃迁时所辐射的电磁波周期的9192631770倍。据此可知，该两能级之间的能量差为（普朗克常量h6. 631034 Js) ()A7.211024 e B6.091024 e C3.81105 e D4.50105 e9根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是()A线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线B线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线C线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线是特征谱线D同一元素的线状谱的明线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的10根据玻尔理论，氢原子核外电子能级图如图所示，下列说法中正确的是()A按照玻尔理论，E113.6 eV是电子处于基态的势能B按照玻尔理论，E113.6 eV是电子处于基态的势能和动能之和C按照玻尔理论，从n4的一群电子跃迁到n1时，能发出6种不同频率的光子D按照玻尔理论，从n4的一群电子跃迁到n1时，能发出3种不同频率的光子11已知氢原子的基态能量为E1，n2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是()A产生的光子的最大频率为B当氢原子从能级n2跃迁到n1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3E2D若要使处于能级n3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为E2的电子撞击氢原子，二是用能量为E3的光子照射氢原子12用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子，停止照射后，发现该容器内的氢能释放出三种不同波长的光子，它们的能量最大值是与最小值分别是()A BC D二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)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2.0107 m/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，粒子质量为6.6410-27 kg)14(14分)氢原子的能级图如图所示，氢原子从nm的能级跃迁到n2的能级时，辐射出能量为2.55 eV的光子。(1)最少要给基态的氢原子提供多少能量，才能使它跃迁到nm的能级？(2)请画出处于一群nm能级的氢原子可能的辐射跃迁图。15(16分)氢原子处于基态时，原子的能量E113.6 eV，已知电子的电荷量e1.610-19 C，电子的质量m0.9110-30 kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r10.5310-10 m。(1)氢原子核外电子的绕核运动，则氢原子处于n2的定态时，核外电子运动的周期多大？处于n2定态与n4定态的电子运动周期之比为多少? （用k、e、r1、m表示，rnn2r1，不要求代入数据）(2)若要使处于n2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？(3)若已知钠的极限频率为6.001014 Hz，今用一群处于n4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？(其中h6.6310-34 Js)2018-2019学年高二上学期第十八单元训练卷物 理（二）答 案一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项是符合题目要求，第912题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1【答案】A【解析】汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，密立根用油滴法测量出电子的电量，故A说法错误；1919年卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子从而证实质子是原子核的组成部分，故B说法正确；爱因斯坦提出的质能关系Emc2表明物体的能量和质量间存在密切的联系，故C说法正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，故D正确。2【答案】B【解析】原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子，A正确；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确。3【答案】ACD【解析】玻尔和卢瑟福的原子模型都提出了电子绕原子核运动，是电子与核之间的静电引力提供向心力，观点相同，故A正确；玻尔的原子模型提出电子只能在一些不连续的轨道上运动，而卢瑟福的原子模型没有，观点不同，故B错误；玻尔的原子模型继承了卢瑟福的原子模型，对原子能量和轨道引入了量子化的假设，电子在不同轨道上运动时的能量不同，静电力也不同，故C、D正确。4【答案】B【解析】氢原子能量状态由n2能级跃迁到n1能级，放出光子的能量为E3.4eV(13.6)eV10.2eV，不在可见光光子的能量在1.61eV3.10eV范围内，故A错误；大量氢原子处于n4能级时，向低能级跃迁能发出种，故B正确；处于基态的氢原子电离需要吸收13.6eV的能量，故C错误；氢原子吸收光子的能量一定要等于两个能级的能级差，没有两个能级差等于2eV，故D错误。5【答案】A【解析】氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为1的光子，则EA-EBh1；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为2的光子，则EC-EBh2；已知12，则能级C的能量小于能级A的能量。氢原子从能级C跃迁到能级A吸收光子，且hEA-EC，解得：1-2，故A项正确。6【答案】D【解析】氢原子光谱中只有两条巴耳末系，即是从n3，n4轨道跃迁到n2轨道，故电子的较高能级应该是在n4的能级上。然后从n4向n3，n2，n1跃迁，从n3向n2，n1，从n2向n1跃迁，故这群氢原子自发跃迁时最大能发出C426条不同频率的谱线，故选D。7【答案】B【解析】大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n3能级向低能级跃迁。n3能级向n1能级跃迁时，h3E3E1；n2能级向n1能级跃迁时，h2E2E1；n3能级向n2能级跃迁时，h1E3E2；将以上三式变形可得h3h2+h1；解得32+1，所以B正确。8【答案】C【解析】因为Eh，1/T，则两极间的能级差Eh/T6.6310349192631770J6.091024J3. 81105eV，故C正确。9【答案】CD【解析】根据光谱理论知，明线光谱与吸收光谱都能表示元素的特点，都是元素的特征谱线，而同一元素的线状谱与吸收光谱都是一一对应的，C、D正确。10【答案】BC【解析】A、B项：按照玻尔理论，E113.6eV是电子处于基态的势能和动能之和，故A错误，B正确；C、D项：根据C626，知最多激发出6中不同频率的光子，故C正确，D错误。11【答案】BC【解析】大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁，产生光子的最大频率为第3能级到第1能级，则最大频率为（E3E1）/h，故A错误；当氢原子从能级n2跃迁到n1时，放出光子，能量减小，轨道半径也会减小，故B正确；从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则逸出功为E2E1；则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3-E2，故C正确；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故D错误。12【答案】AB【解析】由题意可知，氢原子吸收能量后跃迁到第三能级，则吸收的能量等于n1和n3能级间的能级差，即单色光的能量也就是辐射光子的最大能量为：Emaxh1hc1又h1h2+h3h(c2+c3)最小能量为：Eminh3hc3，故选A、B。二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13【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12mv2kq1q2dd2kq1q2mv229.0109279(1.610-19)26.6410-27(2.0107)2m2.71014m. 14【解析】(1)氢原子从的能级跃迁到的能级时，辐射光子的频率应满足：解得： 结合题图可知： ，基态氢原子要跃迁到的能级应提供的能量为：(2)辐射跃迁图如图所示。15【解析】(1)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力提供向心力，有：其中r24r1解得：T2:T41:8(2)要使处于n2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为： 得 8.211014Hz(3)由于钠的极限频率为6.001014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为e2.486 eV一群处于n4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应。