2020-2021學年高中物理粵教版選修3-5課堂演練：第三章 原子結(jié)構(gòu)之謎 章末質(zhì)量評估 Word版含解析

1、章末質(zhì)量評估(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得3分，選錯或不答的得0分)1下列說法不正確的是()a密立根通過對陰極射線研究發(fā)現(xiàn)了電子b盧瑟福通過粒子散射實驗的研究發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)c普朗克在研究黑體輻射問題提出了能量子假說d玻爾的理論假設(shè)之一是原子能量的量子化解析：湯姆生通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，而密立根測出了電子電量，故a錯誤；盧瑟福通過粒子散射實驗的研究發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)，故b正確；普朗克在研究黑體輻射問題時提出了能量子假說，認為能量是一份份的，故c正確；玻爾的理

2、論假設(shè)包括：軌道半徑的量子化和原子能量的量子化，故d正確答案：a2下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是()a光電效應(yīng)實驗b倫琴射線的發(fā)現(xiàn)c粒子散射實驗 d氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解析：光電效應(yīng)實驗說明了光的粒子性，倫琴射線的發(fā)現(xiàn)說明x射線是一種比光波波長更短的電磁波，氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)促進了氫原子模型的提出c正確答案：c3仔細觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條分離的不連續(xù)的亮線，其原因是 ()a氫原子只有幾個能級b氫原子只能發(fā)出平行光c氫原子有時發(fā)光，有時不發(fā)光d氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的解析：氫原子在不同的能級之間躍遷時，輻射出不同能量的光子，并且滿足eh.能量不同，

3、相應(yīng)光子頻率不同，體現(xiàn)在光譜上是一些不連續(xù)的亮線答案：d4在盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)的實驗基礎(chǔ)粒子散射實驗中，大多數(shù)粒子穿越金箔后仍然沿著原來的方向運動，其較為合理的解釋是 ()a粒子穿越金箔時距離原子核較近b粒子穿越金箔時距離原子核較遠c粒子穿越金箔時沒有受到原子核的作用力d粒子穿越金箔時受到原子與電子的作用力構(gòu)成平衡力解析：根據(jù)粒子散射實驗現(xiàn)象，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)，認為原子的中心有一個很小的核，聚集了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，當大多數(shù)粒子穿越金箔時距離金原子核較遠，所以受到原子核的作用力較小，大多數(shù)粒子仍然沿著原來的方向運動，選項b正確答案：b5根據(jù)玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)

4、n越大，則()a電子軌道半徑越小 b核外電子運動速度越大c原子能量越大 d電勢能越小解析：由rnn2r1可知a錯誤；氫原子在n能級的能量en與基態(tài)能量e1關(guān)系為en.因為能量e1為負值，所以n越大，則en越大，所以c正確；核外電子繞核運動所需的向心力由庫侖力提供k.可知rn越大，速度越小，則b錯誤；由eekep可知d錯誤答案：c6人們在研究原子結(jié)構(gòu)時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，它們的模型示意圖如圖所示下列說法中正確的是()a粒子散射實驗與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)b科學家通過粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型c科學家通過粒子散射實驗否定了核式結(jié)構(gòu)模

5、型，建立了棗糕模型d科學家通過粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，建立了玻爾的原子模型解析：粒子散射實驗與核式結(jié)構(gòu)模型的建立有關(guān)，通過該實驗，否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型，故b正確答案：b7關(guān)于粒子散射實驗，下列說法中正確的是()a絕大多數(shù)粒子經(jīng)過金箔后，發(fā)生了角度不太大的偏轉(zhuǎn)b粒子在接近原子核的過程中，動能減少，電勢能減少c粒子離開原子核的過程中，動能增大，電勢能也增大d對粒子散射實驗的數(shù)據(jù)進行分析，可以估算出原子核的大小解析：由于原子核很小，粒子十分接近它的機會很少，所以絕大多數(shù)粒子基本上仍按直線方向前進，只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)從粒子散射實驗數(shù)據(jù)可以估計出原子核的大小約為1

6、015 m由此可知a錯誤，d正確用極端法，設(shè)粒子向金核射去，如圖所示可知粒子接近原子核時，克服電場力做功，所以其動能減少，電勢能增加；當粒子遠離原子核時，電場力做功，其動能增加，電勢能減少，所以選項b、c都錯答案：d8用紫外線照射一些物質(zhì)時，會發(fā)生熒光效應(yīng)，即物質(zhì)發(fā)出可見光這些物質(zhì)中的原子先后發(fā)生兩次躍遷，其能量變化分別為e1和e2.下列關(guān)于原子這兩次躍遷的說法中正確的是()a先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且|e1|<|e2|b先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且|e1|>|e2|c兩次均向高能級躍遷，且|e1|>|e2|d兩次均向低能級躍遷，且|e1|<|e2|解析：

7、物質(zhì)原子吸收紫外線，由低能級向高能級躍遷，處于高能級的原子再向低能級躍遷，發(fā)出可見光，因紫外線光子能量大于可見光的光子能量，故|e1|>|e2|，b正確答案：b9氫原子從能量為e1的較高激發(fā)態(tài)躍遷到能量為e2的較低激發(fā)態(tài)，設(shè)真空中的光速為c，則()a吸收光子的波長為b輻射光子的波長為c吸收光子的波長為d輻射光子的波長為解析：由玻爾理論的躍遷假設(shè)，當氫原子由較高的能級向較低的能級躍遷時輻射光子，故a、c錯；由關(guān)系式和，得輻射光子的波長，故b錯，d對答案：d10處于n3的激發(fā)態(tài)的大量氫原子向基態(tài)躍遷的過程中，只有一種光子不能使某金屬w產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是()a不能使金屬w產(chǎn)生光電

8、效應(yīng)的是從n3激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子b不能使金屬w產(chǎn)生光電效應(yīng)的是從n2激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子c若光子從n4激發(fā)態(tài)躍遷到n3激發(fā)態(tài)，一定不能使金屬w產(chǎn)生光電效應(yīng)d若光子從n4激發(fā)態(tài)躍遷到n2激發(fā)態(tài)，一定不能使金屬w產(chǎn)生光電效應(yīng)解析：只有光子能量大于金屬逸出功時才能發(fā)生光電效應(yīng)，從n3能級向n2能級躍遷時光子能量最小，a、b錯誤；因e42>e32，故可能發(fā)生光電效應(yīng)，d錯誤；e43<e32，不能發(fā)生光電效應(yīng)，c正確答案：c二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得

9、0分)11下列說法中，正確的是()a湯姆生精確地測出了電子電荷量e1.602 177 33×1019 cb電子電荷量的精確值是密立根通過“油滴實驗”測出的c湯姆生油滴實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷量是量子化的，即任何電荷量只能是e的整數(shù)倍d通過實驗測得電子的荷質(zhì)比及電子電荷量e的值，就可以確定電子的質(zhì)量解析：密立根油滴實驗測出了電子的電量，故a錯誤，b正確；元電荷一個電量的單位，所有帶電物體的電荷量均為元電荷電量的整數(shù)倍，是密立根發(fā)現(xiàn)的，故c錯誤，d正確答案：bd1219世紀初，愛因斯坦提出光子理論，使得光電效應(yīng)現(xiàn)象得以完美解釋，玻爾的氫原子模型也是在光子概念的啟發(fā)下提出的關(guān)于光電效應(yīng)和氫

10、原子模型，下列說法正確的是 ()a光電效應(yīng)實驗中，入射光足夠強就可以有光電流b若某金屬的逸出功為w0，該金屬的截止頻率為c保持入射光強度不變，增大入射光頻率，金屬在單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)將減小d一群處于第四能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，將向外輻射六種不同頻率的光子解析：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光頻率大于極限頻率，并不是光足夠強，就能發(fā)生光電效應(yīng)，故a錯誤；金屬的逸出功w0h，得，故b正確；一定強度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光的頻率越高，單個光子的能量值越大，光子的個數(shù)越少，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越少，故c正確；一群處于第四能級的氫原子向基態(tài)躍遷的過程中，根據(jù)c6，可知最多將向外輻

11、射六種不同頻率的光子，故d正確答案：bcd13如圖所示為氫原子能級示意圖的一部分，根據(jù)玻爾理論，下列說法中正確的是()a從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級輻射出電磁波的波長長b處于n4的定態(tài)時電子的軌道半徑r4比處于n3的定態(tài)時電子的軌道半徑r3小c從n4能級躍遷到n3能級，氫原子的能量減小，電子的動能增大d從n3能級躍遷到n2能級時輻射的光子可以使逸出功為2.5 ev的金屬發(fā)生光電效應(yīng)解析：由題圖可知，從n4能級躍遷到n3能級輻射出的光子能量e10.66 ev，從n3能級躍遷到n2能級輻射出光子能量e21.89 ev，根據(jù)eh可知光子能量越小，光子頻率小，光子的波長越大，其中

12、e21.89 ev<2.5 ev，所以從n3能級躍遷到n2能級時輻射的光子不能使得逸出功為2.5 ev的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故a正確、d錯誤；根據(jù)玻爾理論，能級越高，半徑越大，所以處于n4的定態(tài)時電子的軌道半徑r4比處于n3的定態(tài)時電子的軌道半徑r3大，故b錯誤；從n4能級躍遷到n3能級，氫原子向外發(fā)射電子，能量減小，根據(jù)可知，氫原子越大的半徑減小，則電子的動能增大，故c正確答案：ac14.氫原子能級圖的一部分如圖所示，a、b、c分別表示氫原子在不同能級間的三種躍遷途徑，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a、b、c，則()abac b.cbac de

13、beaec解析：eae3e2，ebe3e1，ece2e1，所以ebeaec，d正確；由得a，b，c，取倒數(shù)后得到，b正確答案：bd三、非選擇題(本題共4小題，共54分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15(12分)已知氫原子的能級公式en ev(n1，2，3)，某金屬的極限波長恰等于氫原子由n4能級躍遷到n2能級所發(fā)出的光的波長，現(xiàn)在用氫原子由n2能級躍遷到n1能級時發(fā)出的光去照射，則從該金屬表面逸出的光電子最大初動能是多少電子伏？解析：由題意可知：e113.6 ev，e23.4 ev，e40.85 ev，金屬的逸出功w0e

14、4e20.85 ev(3.4) ev2.55 ev，氫原子由n2能級躍遷到n1的能級發(fā)出的光子能量ee2e13.4 ev(13.6) ev10.2 ev，故用光子照射金屬時光電子的最大初動能ekmew010.2 ev2.55 ev7.65 ev.答案：7.65 ev16(14分)有大量的氫原子吸收某種頻率的光子后從基態(tài)躍遷到n3的激發(fā)態(tài)，已知氫原子處于基態(tài)時的能量為e1，則吸收光子的頻率是多少？當這些處于激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷發(fā)光時，可發(fā)出幾條譜線？輻射光子的能量分別為多少(答案用字母表示，已知普朗克常量h)?解析：據(jù)躍遷理論he3e1，而e3e1，所以.由于是大量原子，可從n3躍遷到n1

15、，從n3躍遷到n2，再從n2躍遷到n1，故應(yīng)有三條譜線光子能量分別為e3e1，e3e2，e2e1，即e1，e1，e1.答案：見解析17.(14分)氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子已知基態(tài)的氦離子能量為e154.4 ev，氦離子能級的示意圖如圖所示，用一群處于第4能級的氦離子發(fā)出的光照射處于基態(tài)的氫原子則(1)氦離子發(fā)出的光子中，有幾種能使氫原子發(fā)生光電效應(yīng)？(2)發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動能最大是多少？解析：一群處于n4能級的氦離子躍遷時，一共發(fā)出n6種光子由頻率條件hemen知6種光子的能量分別是由n4到n3，h1e4e32.6 ev，由n4到n2，h2e4e210.2

16、ev，由n4到n1，h3e4e151.0 ev，由n3到n2，h4e3e27.6 ev，由n3到n1，h5e3e148.4 ev，由n2到n1，h6e2e140.8 ev，由發(fā)生光電效應(yīng)的條件知，h3、h5、h63種光子可使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生光電效應(yīng)(2)由光電效應(yīng)方程ekhw0知，能量為51.0 ev的光子使氫原子逸出的光電子最大初動能最大，將w013.6 ev代入ekhw0，得ek37.4 ev.答案：(1)3種(2)37.4 ev18(14分)氫原子基態(tài)能量e113.6 ev，電子繞核運動半徑r10.53×1010 men，rnn2r1，當氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時：(普朗克常量h6.63×1034 j·s)(1)求原子系統(tǒng)具有的能量；(2)求電子在軌道上運動的動能；(3)求電子具有的電勢能；(4)大量處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷輻射的光子頻率最多有多少種？其中最低頻率為多少(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?解析