高中物理人教版5第十八章原子結(jié)構(gòu)單元測(cè)試（全國(guó)一等獎(jiǎng)）

第十八章單元測(cè)試題一、選擇題(本題包括9小題，每小題6分，共54分)1．玻爾的原子核模型解釋原子的下列問(wèn)題時(shí)，和盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)觀點(diǎn)不同的是（）A．電子繞核運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)C．電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的能量不同D．電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜電引力不同2．高速α粒子在重原子核電場(chǎng)作用下的散射現(xiàn)象如圖1所示，實(shí)線表示α粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡，虛線表示重核形成電場(chǎng)的等勢(shì)面。設(shè)α粒子經(jīng)過(guò)a、b、c三點(diǎn)時(shí)的速度為va、vb、vc，則其關(guān)系為（）A．va<vb<vc B．vc<vb<vaC．vb<va<vc D．vc<va<vb3．在氫原子光譜中，可見光區(qū)域中有14條，其中有4條屬于巴耳末系，其顏色為一條紅色，一條藍(lán)色，兩條紫色。它們分別是從n＝3、4、5、6能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則（）A．紅色光譜線是氫原子從n＝6能級(jí)到n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的B．紫色光譜線是氫原子從n＝6或n＝5能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的C．若從n＝6能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)將產(chǎn)生紅外線D．若從n＝6能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)所輻射的光子不能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則從n＝6能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子將可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)4．一個(gè)放電管發(fā)光，在其光譜中測(cè)得一條譜線的波長(zhǎng)為×10－7m，已知?dú)湓拥哪芗?jí)示意圖如圖2所示，普朗克常量h＝×10－34J·s，電子電荷量e＝×10－19C，則該譜線所對(duì)應(yīng)的氫原子的能級(jí)躍遷是（取三位有效數(shù)字）（）A．從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)B．從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)C．從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)D．從n＝2的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)5．μ子與氫原子核（質(zhì)子）構(gòu)成的原子稱為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如圖3所示為μ氫原子的能級(jí)圖。假定用動(dòng)能為E的電子束照射容器中大量處于n＝1能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收能量后，至多發(fā)出6種不同頻率的光，則關(guān)于E的取值正確的是（）A．E＝eVB．E＞eVC．eV＜E＜eVD．只能等于eV6．（多選）關(guān)于陰極射線，下列說(shuō)法正確的是（）A．陰極射線就是稀薄氣體導(dǎo)電的輝光放電現(xiàn)象B．陰極射線是在真空管內(nèi)由陰極發(fā)出的電子流C．陰極射線是組成物體的原子D．陰極射線可以直線傳播，也可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)7．（多選）關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)意義，下列說(shuō)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(dòng)D．為電子質(zhì)量的最終獲得做出了突出貢獻(xiàn)8．（多選）在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)在粒子最接近原子核時(shí)，關(guān)于描述粒子的有關(guān)物理量符合下列哪種情況（）A．動(dòng)能最小B．勢(shì)能最小 C．粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量最小 D．粒子所受金原子核的斥力最大9．（多選）有關(guān)氫原子光譜的說(shuō)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(shuō)明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C．氫原子光譜說(shuō)明氫原子能級(jí)是分立的D．氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無(wú)關(guān)二、填空題(本題包括2小題，共18分)10．(10分)一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級(jí)狀態(tài)，氫原子的能級(jí)圖如圖5所示，氫原子可能發(fā)射________種頻率的光于；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射光子的能量是________eV；用n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)輻射的光子照射下表中幾種金屬，________金屬能發(fā)生光電效應(yīng)。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV11.(6分)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ν的光子被電離后，電子速度大小為________(普朗克常量為h)。三、計(jì)算題(本題包括2小題，共28分)12.（12分）氫原子核外電子的電荷量為e,它繞核運(yùn)動(dòng)的最小軌道半徑為r0，試求出電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能，以及電子所在軌道處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。若已知電子質(zhì)量為m13．（16分）氫原子能級(jí)圖如圖6所示，由能級(jí)圖求：（1）如果有很多氫原子處于n＝3的能級(jí)，在原子回到基態(tài)時(shí)，可能產(chǎn)生哪幾種躍遷？出現(xiàn)幾種不同光譜線？（2）如果用動(dòng)能為11eV的外來(lái)電子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子激發(fā)到哪一個(gè)能級(jí)上？（3）如果用能量為11eV的外來(lái)光去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果又如何？

參考答案1．B解析選項(xiàng)A、C、D的內(nèi)容盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)也有提及，而玻爾在他的基礎(chǔ)上引入了量子學(xué)說(shuō)，假設(shè)電子位于不連續(xù)的軌道上．2．C解析α粒子和原子核都帶正電，相互排斥，當(dāng)α粒子靠近原子核時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，α粒子動(dòng)能減小，va>vb。當(dāng)α粒子遠(yuǎn)離原子核時(shí)電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能增加，vc>vb，又因?yàn)閺腶到c的整個(gè)過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)α粒子做正功。故va<vc，所以vc>va>vb，選項(xiàng)C正確。3．B解析其能級(jí)躍遷圖如圖所示，由圖可以看出n＝6到n＝2的能量最大則應(yīng)為紫光，A錯(cuò)．n＝5到n＝2是其次最值，故也應(yīng)為紫光，因此B正確。從n＝6到n＝1的能級(jí)差大于n＝6到n＝2能級(jí)差，故將產(chǎn)生紫外線，C錯(cuò)。從n＝6到n＝2躍遷輻射的光子不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則其他的就更不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，因此D錯(cuò)。4．D解析波長(zhǎng)為×10－7m的光子能量E＝heq\f(c,λ)＝eq\f×10－34×3×108,×10－7)J≈×10－18J≈eV，從圖中給出的氫原子能級(jí)圖可以看出，這條譜線是氫原子從n＝2的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)的過(guò)程中釋放的，故D項(xiàng)正確。5．C解析因?yàn)棣虤湓游漳芰亢笾炼喟l(fā)出6種不同頻率的光，所以μ氫原子被激發(fā)到n＝4的激發(fā)態(tài)，因此有eV＜E＜eV，即C選項(xiàng)正確。6．BD解析陰極射線是在真空管中由陰極發(fā)出的電子流，B正確.電子是原子的組成部分，C錯(cuò).電子可被電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，也可以直線傳播，D正確。7．BD解析該實(shí)驗(yàn)第一次測(cè)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(gè)電量值(電子電荷量)的整數(shù)倍，故提出了電荷分布的量子化概念，B正確。8．AD解析粒子和金原子核都帶正電，庫(kù)侖力表現(xiàn)為斥力，兩者距離減小時(shí)，庫(kù)侖力做負(fù)功，故粒子動(dòng)能減小，電勢(shì)能增加；系統(tǒng)的能量守恒，由庫(kù)侖定律可知隨著距離的減小，庫(kù)侖斥力逐漸增大。9．BC解析原子的發(fā)射光譜是原子躍遷時(shí)形成的，由于氫原子的能級(jí)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)出的光子的能量正好等于原子躍遷時(shí)的能級(jí)差，故氫原子只能發(fā)出特定頻率的光．綜上所述，選項(xiàng)A、D錯(cuò)，B、C對(duì)。10．6銫解析從n＝4的能級(jí)躍遷，可能發(fā)射6種頻率的光子；從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，發(fā)出的光子能量hν＝E4－E2＝，此值大于銫的逸出功，所以可使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)。11．越大eq\r(\f(2hν＋E1,m))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eq\f(1,2)mv2＝hν＋E1，可得v＝eq\r(\f(2hν＋E1,m))。12．Ek=ke解析建立經(jīng)典原子模型，電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由庫(kù)侖力提供由牛頓第二定律：ke2由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式，得：E=k由牛頓第二定律知ke2r13．(1)出現(xiàn)三種光譜線(2)n＝2的能級(jí)(3)不能使氫原子激發(fā)解析(1)對(duì)于處于n＝3的很多氫原子而言，在它們回到n＝1的基態(tài)時(shí)，可能觀測(cè)到三條不同頻率的光譜線，其頻率分別為×1015Hz、×1014Hz、×1015Hz(2)從氫原子能級(jí)圖可以推算出：氫原子從n＝1的能級(jí)激發(fā)到n＝2的能級(jí)時(shí)所需吸收的能量ΔE21＝E2－E1＝－－(－eV＝如果氫原子從n＝1的能級(jí)激發(fā)到n＝3的能級(jí)，那么所需吸收的能量為ΔE31＝E3－E1＝－(－eV＝因?yàn)橥鈦?lái)電子的能量E電＝11eV，和上述計(jì)