【贏在課堂】2014年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)過關(guān)檢測 新人教版選修3-5

1、第十八章過關(guān)檢測(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確,有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確)1.在盧瑟福進(jìn)行的粒子散射實(shí)驗(yàn)中,少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是()A.正電荷在原子中是均勻分布的B.原子的正電荷以及絕大部分質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上C.原子中存在帶負(fù)電的電子D.原子核中有中子存在答案:B解析:粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,盧瑟福認(rèn)為只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的區(qū)域,才有可能出現(xiàn)粒子的大角度散射,選項(xiàng)B正確。2.如圖所示,+Q表示金原子核,粒子射向金核時(shí)被散射,其偏轉(zhuǎn)軌道可能是圖中

2、的()A.bB.cC.dD.e答案:B解析:粒子的入射方向沿直線b,受金原子核的斥力作用,粒子不可能沿b、e、d運(yùn)動(dòng),c軌道才符合排斥力的作用,軌道偏向力的方向,B選項(xiàng)對(duì)。3.氫原子的基態(tài)能量為E1,如圖所示,四個(gè)能級(jí)圖能正確代表氫原子能級(jí)的是()答案:C解析:根據(jù)氫原子能級(jí)圖特點(diǎn):上密下疏,再聯(lián)系各激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量關(guān)系En=E1,故C正確。4.利用氫氣光譜管發(fā)光,可以產(chǎn)生氫的線狀譜,這些譜線的產(chǎn)生是由于()A.大量氫原子處于不同的激發(fā)狀態(tài),從而輻射不同頻率的光子B.大量氫原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷,從而輻射不同頻率的光子C.大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激發(fā)態(tài)躍遷,從

3、而輻射不同頻率的光子D.大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激發(fā)態(tài)躍遷,從而吸收不同頻率的光子答案:B解析:大量氫原子從較高的能級(jí)向較低的能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出不同頻率的光,從而產(chǎn)生線狀譜。5.關(guān)于太陽光譜,下列說法正確的是()A.太陽光譜是吸收光譜B.太陽光譜中的暗線,是太陽光經(jīng)過太陽大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的C.根據(jù)太陽光譜中的暗線,可以分析太陽的物質(zhì)組成D.根據(jù)太陽光譜中的暗線,可以分析地球大氣層中含有哪些元素答案:AB解析:太陽是高溫物體,它發(fā)出的白光通過溫度較低的太陽大氣層時(shí),某些特定頻率的光會(huì)被太陽大氣層中的某些元素的原子吸收,從而使我們觀察到的太陽光譜是吸收光譜,因此,

4、選項(xiàng)A、B正確。分析太陽的吸收光譜可知太陽大氣層的物質(zhì)組成,而某種物質(zhì)要觀測到它的吸收光譜,要求它的溫度不能太低,也不能太高,否則會(huì)直接發(fā)光,由于地球大氣層的溫度很低,太陽光通過地球大氣層時(shí)不會(huì)被地球大氣層中的物質(zhì)原子吸收,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。6.氫原子從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B時(shí),釋放頻率為1的光子;氫原子從能級(jí)B躍遷到能級(jí)C時(shí),吸收頻率為2的光子。若2>1,則氫原子從能級(jí)C躍遷到能級(jí)A時(shí),將()A.吸收頻率為2-1的光子B.吸收頻率為2+1的光子C.釋放頻率為2-1的光子D.釋放頻率為2+1的光子答案:C解析:從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B時(shí),有EA-EB=h1從能級(jí)B躍遷到能級(jí)C時(shí),有EC-EB=h

5、2由兩式可得EC-EA=h(2-1),因2>1,所以EC>EA,則從能級(jí)C躍遷到能級(jí)A時(shí),放出光子,光子頻率為2-1,故選項(xiàng)C正確。7.如圖所示為氫原子的四個(gè)能級(jí),其中E1為基態(tài)。若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2,氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3,則下列說法正確的是()A.原子A可能輻射出3種頻率的光子B.原子B可能輻射出3種頻率的光子C.原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4D.原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4答案:B解析:根據(jù)氫原子能級(jí)理論,處于激發(fā)態(tài)的氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)放出相應(yīng)頻率的光子。氫原子向較高能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)吸收相應(yīng)頻率的光子。氫原子A在第二能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)只能

6、放出一種頻率的光子,再躍遷到第四能級(jí)需要更多的能量。8.欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā),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的電子碰撞答案:ACD解析:由玻爾理論可知,氫原子在各能級(jí)間躍遷時(shí),只吸收能量值剛好等于某兩個(gè)能級(jí)之差的光子。由氫原子能級(jí)圖不難知道10.2 eV剛好等于n=2和n=1兩能級(jí)之差,而11 eV則不是氫原子基態(tài)和任一定態(tài)能量之差,故處于基態(tài)的氫原子只吸收前者被激發(fā),而不吸收后者。對(duì)于14 eV的光子,其能量大于氫原子的電離能(即13.6 eV),足以使處于基態(tài)的氫原子電離,使電子成為自由電子,因而不

7、受玻爾躍遷條件的束縛。用電子去碰撞氫原子時(shí),入射電子的動(dòng)能可全部或部分地被氫原子吸收。所以如果入射電子的動(dòng)能大于基態(tài)和某個(gè)激發(fā)態(tài)的能量之差,也可以使氫原子激發(fā)。綜上可知本題正確選項(xiàng)為A、C、D。二、填空題(每小題10分,共20分,把答案填在相應(yīng)的橫線上或括號(hào)內(nèi))9.1911年盧瑟福依據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)中,粒子發(fā)生了(選填“大”或“小”)角度散射現(xiàn)象,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。若用動(dòng)能為1 MeV的粒子轟擊金箔,則其速度約為m/s。(質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.67×10-27kg,1 MeV=1×106eV) 答案:大6.9×106解析:盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)

8、現(xiàn)了大多數(shù)粒子沒有大的偏轉(zhuǎn),少數(shù)發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn),盧瑟福抓住了這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行分析,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型;1 MeV=1×106×1.6×10-19J=mv2,解得v=6.9×106m/s。10.按照玻爾原子理論,氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn),氫原子的能量(選填“越大”或“越小”)。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0),電子質(zhì)量為m,基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為的光子被電離后,電子速度大小為(普朗克常量為h)。 答案:越大解析:根據(jù)玻爾理論可知,氫原子中的電子離核越遠(yuǎn),氫原子的能量越大,由mv2=h+E1可得v=。三、計(jì)算題(每小題16

9、分,共32分)11.如下圖所示為氫原子最低的四個(gè)能級(jí),當(dāng)氫原子在這些能級(jí)間躍遷時(shí),求:(1)有可能放出幾種能量的光子?(2)在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí),所發(fā)出光子波長最長?波長是多少?答案:(1)6(2)由第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷1.88×1m解析:要放出光子,原子只能從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,當(dāng)它們躍遷時(shí),有的氫原子由n=4的激發(fā)態(tài)躍遷到n=3,然后再躍遷到n=2直到n=1的基態(tài),或由n=3直接到n=1;也有的氫原子由n=4直接躍遷到n=2或n=1等,對(duì)大量的氫原子而言,發(fā)生上述各種躍遷都是可能的。根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí),可求出放出光子的種類,波長最長的光子,能量最小,因而波長最長的光子應(yīng)由能級(jí)差最小的躍遷發(fā)出。(1)由N=可得N=6(種)。(2)氫原子由第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷時(shí),能級(jí)差最小,輻射的光子波長最長,根據(jù)h=E4-E3=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV=m=1.88×1m。12.在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大小。現(xiàn)有一個(gè)粒子以2.0×107m/s的速度去轟擊金箔,若金原子的核電荷數(shù)為79,求該粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場