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1、第十八章綜合檢測 (本試卷共4頁，滿分為100分，考試時間90分鐘) 第Ⅰ卷　選擇題(共50分) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、單項選擇題(本大題6小題，每小題3分，共18分)每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，請把符合題意的選項寫在題目后的括號內． 1．光子能量為E的一束光照射容器中的氫(設氫原子處于n＝3的能級)，氫原子吸收光子后，能發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5、ν6的六種光譜線，且ν1＜ν2＜ν3＜ν4＜ν5＜ν6，則E等于(　　) A．hν1 B．hν6 C．h(ν6－h(huán)ν1) D．h(ν1＋ν

2、2＋ν3＋ν4＋ν5＋ν6) 2．氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)時，發(fā)出藍色光，則當氫原子從n＝5的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)時，可能發(fā)出的是(　　) A．紅外線 B．紅光 C．紫光 D．γ射線 3．氦原子被電離出一個核外電子，形成類氫結構的氦離子．已知基態(tài)的氦離子能量為E1＝－54.4 eV，氦離子能級的示意圖如圖18－1所示．在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是(　　) A．40.8 eV B．43.2 eV C．51.0 eV D．54.4 eV 圖18－1 4．下列說法正確的是(　　) A．盧瑟福提出“棗糕

3、”原子模型 B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結構 C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太短 D．按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增加 5．設氫原子的核外電子從高能級b向低能級a躍遷時，電子動能的增量ΔEk＝Eka－Ekb，電勢能增量ΔEp＝Epa－Epb，則下列表述正確的是(　　) A．ΔEk>0、ΔEp<0，ΔEk＋ΔEp＝0 B．ΔEk<0、ΔEp>0，ΔEk＋ΔEp＝0 C．ΔEk>0、ΔEp<0，ΔEk＋ΔEp>0 D．ΔEk>0、ΔEp<0，ΔEk＋ΔEp<0 6．氫原子第一

4、能級是－13.6 eV，第二能級是－3.4 eV，第三能級是－1.51 eV.如果一個處于基態(tài)的氫原子受到一個能量為11 eV的光子的照射，則這個氫原子(　　) A．吸收這個光子，躍遷到第二能級，放出多余的能量 B．吸收這個光子，躍遷到比第二能級能量稍高的狀態(tài) C．吸收這個光子，躍遷到比第二能級能量稍低的狀態(tài) D．不吸收這個光子 二、雙項選擇題(本大題8小題，每小題4分，共32分)每小題給出的四個選項中，只有兩個選項符合題目要求，請把符合題意的選項寫在題目后的括號內． 7．許多科學家在物理學發(fā)展過程中做出了重要貢獻，下列符合歷史事實的是(　　) A．牛頓總結出了萬有引力定律并測出

5、了萬有引力常量 B．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究發(fā)現(xiàn)了原子的核式結構 C．奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應 D．湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子 8．在金屬中存在大量的價電子(可理解為原子的最外層電子)，價電子在原子核和核外的其他電子產生的電場中運動．電子在金屬外部時的電勢能比它在金屬內部作為價電子時的電勢能大，前后兩者的電勢能差值稱為勢壘，用符號V表示．價電子就像被關在深為V的方箱里的粒子，這個方箱叫做勢阱，價電子在勢阱內運動具有動能，但動能的取值是不連續(xù)的，價電子處于最高能級時的動能稱為費米能，用Ef表示．用紅寶石激光器向金屬發(fā)射頻率為ν的光子，具有費米能的電子如果吸收了一個頻率為ν

6、的光子而跳出勢阱，則(　　) A．具有費米能的電子跳出勢阱時的動能Ek＝hν－V－Ef B．具有費米能的電子跳出勢阱時的動能Ek＝hν－V＋Ef C．若增大激光器的發(fā)光強度，具有費米能的電子跳出勢阱時的動能增大 D．若增大激光器的發(fā)光強度，具有費米能的電子跳出勢阱時的動能不變 9．若原子的某內層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該空位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征X射線．內層空位的產生有多種機制，其中一種稱為內轉換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時，將躍遷時釋放的能量交給某一內層電子，使此內層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內轉換電子

7、).214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E0＝1.416 MeV交給內層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層)使其電離，實驗測得從214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動能分別為EK＝1.323 MeV、EL＝1.399 MeV、EM＝1.412 MeV.則可能發(fā)射的特征X射線的能量為(　　) A．0.013 MeV B．0.017 MeV C．0.076 MeV D．0.093 MeV 10．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，提出(　　) A．原子的核式結構模型 B．原子的正電荷都集中在一個很小的核里 C．電子是原子的組成部

8、分 D．原子核是由質子和電子組成的 11．關于氫原子能級的躍遷，下列敘述中正確的是(　　) A．用波長為60 nm的倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子 B．用能量為10.3 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) C．用能量為11.0 eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) D．用能量為12.5 eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài) 12．玻爾的原子理論的主要內容有(　　) A．原子的軌道是量子化的 B．原子的能量是量子化的 C．電子的軌道是量子化的 D．電子的能量是量子化的 13．下列敘述中正確的是(　　) A．盧瑟

9、福通過α粒子散射實驗提出原子核式結構 B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認識到原子核有復雜的結構 C．巴耳末公式適用于所有原子光譜 D．光電效應放出的粒子與陰極射線中是同一種粒子 14．2020年被聯(lián)合國定為“世界物理年”，以表彰愛因斯坦對科學的貢獻．愛因斯坦對物理學的貢獻有(　　) A．創(chuàng)立“相對論” B．發(fā)現(xiàn)“X射線” C．提出“光子說” D．建立“原子核式模型” 第Ⅱ卷　非選擇題(共50分) 三、非選擇題(本大題共4小題，共50分)按題目要求作答．解答題應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．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位． 15．(

10、13分)氫原子的電子軌道半徑與能級遵循rn＝n2r1，En＝E1/n2，其中E1＝－13.6 eV，將氫原子電離，就是從外部給電子以能量，使其從基態(tài)或激發(fā)態(tài)脫離原子核的束縛，而成為自由電子，問： (1)若要使n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射該氫原子？ (2)若用波長為200 nm的紫外線照射處于n＝2激發(fā)態(tài)的氫原子，則電子飛到離核無窮遠處時速度多大？(電子電量e＝1.6×10－19 C，電子質量me＝0.91×10－30 kg) 16．(12分)用粒子轟擊原子可使其從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，設原子基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能

11、量差為ΔE，現(xiàn)分別用電子和質子轟擊質量為M的靜止原子，試問欲使上述躍遷發(fā)生，所需的最小動能是否相等？對你的回答給出相應的分析和計算． 17．(13分)氫原子中質子不動，電子繞質子做勻速圓周運動的半徑為r，電子動量大小mv與半徑r的乘積mvr等于，h為普朗克常量．如果把電子換成μ子繞質子做勻速圓周運動，μ子帶電量與電子相同、質量約為電子的210倍，μ子動量大小與半徑的乘積也等于，求μ子的軌道半徑r′. 18．(12分)一速度為v的高速α粒子(He)與同方向運動的氖核

12、(Ne)發(fā)生彈性正碰，碰后α粒子恰好靜止．求碰撞前后氖核的速度(不計相對論修正)． 第十八章綜合檢測 1．A　解析：發(fā)出六種光子，說明是從n＝4的能級自發(fā)躍遷，所以吸收的光子的能量等于3、4兩級的能級差，是六種譜線中能量最小的． 2．C　解析：n＝5的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2發(fā)出的光子的能量大于n＝4的激發(fā)態(tài)直接躍遷到n＝2上的，所以是紫光．γ射線是由內層電子受到激發(fā)發(fā)出的，所以不屬于此種情況． 3．B　解析：根據(jù)玻爾模型，電子躍遷是在不同能級間發(fā)生的．只有光子能量恰好等于兩能級之差才

13、吸收，hν＝E終－E初，43.2 eV＝E終－(－54.4 eV)，E終＝－11.2 eV不在確定的能級上，故不發(fā)生電子躍遷． 4．D　解析：盧瑟福提出核式結構，湯姆生提出的是“棗糕”原子模型，A不正確；湯姆生發(fā)現(xiàn)電子證明了原子具有復雜結構，而盧瑟福的α粒子散射實驗證明了核式結構，B不正確；發(fā)生光電效應，波長相對較短，C不正確． 5．D　解析：從高到低，要放出光子，總能量減小，ΔEk＋ΔEp<0.從高到低，庫侖力做正功，電勢能減小，動能增大． 6．D　解析：該光子能量不能恰好等于氫原子兩能級差，也不大于它的電離能，所以不能被吸收． 7．CD 8．BD　解析：根據(jù)能量守恒定律可得B，由

14、B的結論，入射光的頻率決定電子動能，與入射光的光強無關． 9．AC　解析：原子的某內層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該空位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，就是原子的特征X射線．由于能量守恒，電子在原能級上運動時所具有的能量是動能與獲得能量之差，由于各能級獲得的能量是相同的，所以各能級之差就是它們電離后具有的動能之差，E＝ΔEk，由此放出光子的可能能量值E1＝(1.412－1.323) MeV＝0.089 MeV，E2＝(1.412－1.399) MeV＝0.013 MeV，E3＝(1.399－1.323) MeV＝0.076 MeV. 10．AB　解析：盧瑟福通過對α

15、粒子散射實驗結果的分析，提出了原子的核式結構模型，其理論要點就是：原子的中心有一個核，稱為原子核；原子的正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里；帶負電的電子繞著原子核旋轉．所以選項A、B正確． 11．AC　解析：波長為60 nm的倫琴射線，光子能量大于氫原子基態(tài)電離能13.6 eV，所以能使它電離；10.3 eV稍大于1、2兩能級之差，不能被氫原子吸收；11.0 eV大于基態(tài)與能級2的能級差，碰撞時可使原子躍遷；12.5 eV即不大于基態(tài)電離能，也不等于基態(tài)與某個激發(fā)態(tài)之間的能級差，所以不會被吸收． 12．BC　13.AD　14.AC 15．(13分)解：(1)n＝2時，E2＝ eV＝－3

16、.4 eV n＝∞時，E∞＝0 要使n＝2激發(fā)態(tài)的原子電離，必吸收 ΔE＝E∞－E2＝3.4 eV 故ν＝＝ Hz≈8.21×1014 Hz (2)波長為200 nm的紫外線一個光子所具有的能量 E0＝hν＝6.63×10－34× J＝9.945×10－19 J 而電離能ΔE＝3.4×1.6×10－19 J＝5.44×10－19 J 無窮遠處電子勢能為零，根據(jù)能量守恒 hν－ΔE＝mv2 電子飛到無窮遠處速度為v≈1.0×106 m/s 16．(12分)解：原子躍遷所需要的能量來自粒子與原子碰撞過程中損失的機械能．要使入射粒子的動能最小，ΔE一定，據(jù)能量守恒知，需碰撞過程

17、中機械能損失最大，即必須發(fā)生完全非彈性碰撞．設入射粒子的質量為m，與原子碰撞前后根據(jù)動量和能量守恒分別得： mv1＝mv2＋Mv?、? mv＝mv＋Mv2＋ΔE　② 又因為v2＝v(因為完全非彈性碰撞)?、? 由以上三式得入射粒子的最小動能為： E＝mv＝·ΔE?、? 令電子、質子質量分別為m1、m2，因m1