《高中物理 第三章 原子世界探秘單元測(cè)試 滬科版選修35》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第三章 原子世界探秘單元測(cè)試 滬科版選修35（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第三章 原子世界探秘 本章測(cè)評(píng) (時(shí)間：90分鐘　分值：100分) 一、選擇題(共12個(gè)小題，每小題4分，共48分) 1α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因?yàn)?　　) A．α粒子與電子根本無(wú)相互作用 B．α粒子受電子作用的合力為零，是因?yàn)殡娮邮蔷鶆蚍植嫉? C．α粒子和電子碰撞損失能量很少，可忽略不計(jì) D．電子很小，α粒子碰撞不到電子 2一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低的能級(jí)時(shí)(　　) A．可以輻射出3種不同頻率的光子 B．可能輻射出6種不同頻率的光子 C．頻率最低的光子是由n＝4能級(jí)向n＝1能級(jí)輻射出的 D．波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子是由n

2、＝4能級(jí)向n＝1能級(jí)輻射出的 3如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)中α粒子穿過(guò)某一金屬核附近時(shí)的示意圖，a、b、c三點(diǎn)分別位于兩個(gè)等勢(shì)面上，則以下說(shuō)法正確的是(　　) A．α粒子在a處的速率比在b處的小 B．α粒子在b處的速度最大 C．α粒子在a、c處的速度相同 D．α粒子在b處的速度比在c處的速度小 4在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，其原因是(　　) A．原子的正電荷和絕大部分的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上 B．正電荷在原子中是均勻分布的 C．原子中存在著帶負(fù)電的電子 D．原子只能處于一系列連續(xù)的能量狀態(tài)中 5當(dāng)用具有1.87 eV能量的光子照射n＝3

3、激發(fā)態(tài)的氫原子時(shí)(　　) A．氫原子不會(huì)吸收這個(gè)光子 B．氫原子吸收光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為0.36 eV C．氫原子吸收光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為零 D．氫原子吸收光子后不會(huì)被電離 6氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過(guò)程中(　　) A．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大 B．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小 C．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小 D．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大 7氫原子的部分能級(jí)如圖所示。已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間。由此可推

4、知， 氫原子 …(　　) A．從高能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的短 B．從高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見(jiàn)光 C．從高能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見(jiàn)光的高 D．從n＝3能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光為可見(jiàn)光 8氫原子的基態(tài)能級(jí)E1＝－13.6 eV，第n能級(jí)En＝，若氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則以下躍遷中放出的光也一定能使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的是(　　) A．從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí) B．從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí) C．從n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí) D．從n＝6能級(jí)躍遷到n＝5能級(jí) 9用能

5、量為12.30 eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則受到光的照射后下列關(guān)于氫原子躍遷的說(shuō)法正確的是(　　) A．電子躍遷到n＝2的能級(jí)上去 B．電子躍遷到n＝3的能級(jí)上去 C．電子躍遷到n＝4的能級(jí)上去 D．電子不能躍遷到其他能級(jí)上去 10氫原子能級(jí)的示意圖如圖所示，大量氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光a，從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光b，則(　　) A．氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出γ射線 B．氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線 C．在水中傳播時(shí)，a光較b光的速度小 D．氫原子在n＝2的能級(jí)時(shí)可吸收任

6、意頻率的光而發(fā)生電離 11“秒”是國(guó)際單位制中的時(shí)間單位，它等于133Cs原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷時(shí)所輻射的電磁波周期的9 192 631 770倍。據(jù)此可知，該兩能級(jí)之間的能量差為(普朗克常量h＝6.6310－34Js) … (　　) A．7.2110－24 J B．6.0910－24 J C．3.8110－5 eV D．4.5010－5 eV 12現(xiàn)有1 200個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級(jí)上，若這些受激發(fā)的氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)是(假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處

7、在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的)(　　) A．2 200 B．2 000 C．1 200 D．2 400 二、填空題(共3個(gè)小題，每小題8分，共24分) 13大量氫原子在最低的四個(gè)能級(jí)之間躍遷所輻射的光子的頻率最多有________種，其中最小的頻率等于______________Hz。(保留兩位有效數(shù)字) 14氫原子從m能級(jí)躍遷到n能級(jí)時(shí)，輻射出波長(zhǎng)為λ1的光子，從m能級(jí)躍遷到k能級(jí)時(shí)，輻射出波長(zhǎng)為λ2的光子，若λ1＞λ2，則氫原子從n能級(jí)躍遷到k能級(jí)時(shí)，將__________波長(zhǎng)為_(kāi)_____________的光子

8、。 15氫原子的基態(tài)能量E1＝－13.6 eV，電子繞核運(yùn)動(dòng)的半徑r1＝0.5310－10 m。則氫原子處于n＝2的激發(fā)態(tài)時(shí)，(1)原子系統(tǒng)具有的能量為_(kāi)_________； (2)電子在軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為_(kāi)___________； (3)電子具有的電勢(shì)能為_(kāi)_______________。 三、計(jì)算與論證(共2個(gè)小題，每小題14分，共計(jì)28分。要有必須的解析過(guò)程，直接寫出結(jié)果的不得分) 16用一束光子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，氫原子吸收了光子后剛好發(fā)生電離。已知E1＝－13.6 eV，求這束光子的頻率。 17氫原子的電子在第二條軌道和第三條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能之比、動(dòng)量之比、周期之

9、比分別為多少？ 參考答案 1解析：α粒子與電子之間存在著相互作用力，這個(gè)作用力是庫(kù)侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有粒子質(zhì)量的七千分之一，碰撞時(shí)對(duì)α粒子的運(yùn)動(dòng)影響極小，幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向，就像一顆子彈撞上一粒塵埃一樣，故正確選項(xiàng)為C。 答案：C 2解析：從氫原子的能量級(jí)圖可知，最多能輻射6種光子，頻率最低的光子也是波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子，是從n＝4到n＝3發(fā)出的。 答案：B 3解析：原子核可看作是一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，α粒子在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由能量守恒定律和功能關(guān)系求解。 本題綜合考查能量守恒定律，α粒子在發(fā)生散射時(shí)，動(dòng)能與電勢(shì)能之和守恒，α粒子在

10、a點(diǎn)與 c點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能相等，故在經(jīng)過(guò)a、c兩點(diǎn)時(shí)，α粒子的動(dòng)能也必須相等，C選項(xiàng)正確；在α粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)α粒子做負(fù)功，動(dòng)能減小，vA＞vB；在α粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)α粒子做正功，動(dòng)能增大，vC＞vB，所以D選項(xiàng)正確；而A、B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。 答案：CD 4解析：只有正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在很小的核上時(shí)，α粒子才能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)A是正確的，選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。而選項(xiàng)C和選項(xiàng)D雖然說(shuō)法正確，但是卻非直接原因，所以不是合適選項(xiàng)。 答案：A 5解析：處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子所具有的能量為E3＝＝－1.51 eV，由于1.87 eV＋(－1.51) eV＞0，

11、說(shuō)明氫原子能夠吸收該光子而發(fā)生電離，電離后電子的動(dòng)能為0.36 eV。 答案：B 6解析：根據(jù)玻爾理論，處于定態(tài)的氫原子中電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在離核越遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)能量越大，必須吸收一定能量的光子后，電子才能從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道，且氫原子的核外電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力由原子核對(duì)核外電子的庫(kù)侖引力提供，即＝，由此可判斷動(dòng)能與半徑成反比；電子在不同軌道間躍遷時(shí)，庫(kù)侖力做正功則電勢(shì)能減小，庫(kù)侖力做負(fù)功則電勢(shì)能增加，故D選項(xiàng)正確。 答案：D 7解析：本題考查玻爾的原理理論。從高能級(jí)向n＝1的能級(jí)躍遷的過(guò)程中輻射出的最小光子能量為9.20 eV，不在1.62 eV到3.11 eV

12、之間，A正確。已知可見(jiàn)光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間從高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的能量≤3.40 eV，B錯(cuò)。從高能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11 eV的光的頻率才比可見(jiàn)光高，C錯(cuò)。從n＝3到n＝2的過(guò)程中釋放的光的能量等于1.89 eV介于1.62到3.11之間，所以是可見(jiàn)光，D對(duì)。 答案：AD 8解析：由En＝可得各能級(jí)E2＝ eV＝－3.4 eV，E3＝ eV＝－1.51 eV，E4＝ eV＝－0.85 eV，E5＝ eV＝－0.54 eV，E6＝ eV＝－0.38 eV。氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光子，由hν＝E－E′，可得 ν

13、0＝，ν1＝，ν2＝，ν3＝，ν4＝，又E3－E2＝1.89 eV，E2－E1＝10.2 eV，E4－E3＝0.66 eV，E5－E3＝0.97 eV，E6－E5＝0.16 eV，故只有ν1＞ν0，A選項(xiàng)正確。 答案：A 9解析：根據(jù)玻爾理論，原子的能量是不連續(xù)的，即能量是量子化的，因此只有那些能量剛好等于兩能級(jí)間能量差的光子才能被氫原子吸收，使氫原子發(fā)生躍遷。氫原子由基態(tài)向n＝2、3、4軌道躍遷時(shí)吸收的光子能量分別為 ΔE21＝－E1＝[－3.4－(－13.6)] eV＝10.20 eV ΔE31＝－E1＝[－1.51－(－13.6)] eV＝12.09 eV ΔE41＝－E1＝[

14、－0.85－(－13.6)] eV＝12.75 eV 而外來(lái)光子能量12.30 eV不等于某兩能級(jí)的能量差，故不能被氫原子吸收而產(chǎn)生躍遷，正確答案是選項(xiàng)D。 對(duì)原子的躍遷條件只是用于光子作用而使原子在各能級(jí)之間躍遷的情形，至于核外的粒子與原子碰撞的情況，由于核外的粒子的動(dòng)能可以全部或部分為原子吸收，所以只要入射粒子的動(dòng)能大于或等于原子某兩能級(jí)差，就可以使原子受激發(fā)而向較高能級(jí)躍遷，此題若改為用12.30 eV的外來(lái)電子激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，則A、B選項(xiàng)均正確。 答案：D 10答案：C 11答案：BC 12解析：量子數(shù)n＝4的激發(fā)態(tài)的1 200個(gè)氫原子分別躍遷到n＝3、2、1的軌道上

15、的數(shù)目均為400個(gè)，此時(shí)發(fā)出1 200個(gè)光子，量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)的400個(gè)氫原子分別躍遷到n＝2、1的軌道上的數(shù)目均為200個(gè)，發(fā)出光子數(shù)為400個(gè)，量子數(shù)n＝2的激發(fā)態(tài)的600個(gè)氫原子躍遷到n＝1的軌道上的數(shù)目為600個(gè)，發(fā)出光子數(shù)為600個(gè)，則發(fā)出的總光子數(shù)為1 200＋400＋600＝2 200，所以A選項(xiàng)正確。 答案：A 13解析：由能級(jí)圖可看出，能級(jí)越高，相鄰能級(jí)間能量差越小，則輻射光子的頻率越小。 放出不同光子種類為N＝＝＝6， 又由hν＝Em－En得最小頻率光子為ν＝＝Hz ＝1.61014 Hz。 答案：6　1.61014 Hz 14解析：由玻爾躍遷假設(shè)可得，E

16、m－En＝，Em－Ek＝， 兩式相減得En－Ek＝，因?yàn)棣?＞λ2，則En＞Ek， 故氫原子由n能級(jí)向k能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光子。 又En－Ek＝，則＝，解得輻射光子的波長(zhǎng)λ＝。 答案：輻射　λ＝ 15解析：抓住原子在不同能量狀態(tài)下，核外電子的動(dòng)能Ekn、電勢(shì)能Ep及E的關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵。(1)由En＝可得E2＝ eV＝－3.4 eV，即為原子系統(tǒng)的能量。 (2)由Ekn＝|En|，得Ek2＝|E2|＝3.4 eV，即電子在軌道上的動(dòng)能為3.4 eV。 (3)由Epn＝2En得，Ep2＝2E2＝－6.8 eV，即電子具有的勢(shì)能為－6.8 eV。 答案：(1)－3.4 eV　(2

17、)3.4 eV　(3)－6.8 eV 16解析：基態(tài)氫原子的電離能為13.6 eV，只要大于或等于13.6 eV的光都能使基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離，不過(guò)入射光子能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能就越大。處于基態(tài)的氫原子吸收光子發(fā)生電離，則光子能E≥E1，由題意知，該光子的能量E＝13.6 eV，又E＝hν，則光子頻率ν＝＝Hz＝3.281015 Hz 答案：3.281015 Hz 17解析：電子繞核運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖引力提供向心力，則 得Ek＝，則Ek2∶Ek3＝r3∶r2，又rn＝n2r1，故Ek2∶Ek3＝9∶4 由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系知p＝，故p2∶p3＝3∶2，且v2∶v3＝p2∶p3＝3∶2 由T＝知，周期之比T2∶T3＝∶＝＝8∶27 答案：9∶4　3∶2　8∶27 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375