18章 原子结构单元测试卷B—人教版高中物理选修3-5系列同步训练题精选.docx

高二物理选修3-5 第18章原子结构单元测试卷B一、选择题(共12小题,每小题5分,共60分.第16小题为单项选择题,第712小题为多项选择题,选对但不全的得3分)1.物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是( )A.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构B.粒子散射实验表明电荷是量子化的C.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的D.氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的2.如图所示为粒子散射实验中粒子穿过某一金属原子核附近时的示意图,A、B、C三点分别位于两个等势面上,则以下说法正确的是() A.粒子在A处的速度比在B处的速度小 B.粒子在B处的速度最大 C.粒子在A、C处的速度大小相等 D.粒子在B处的速度比在C处的速度大 3.关于阴极射线的性质,下列说法正确的是()A.阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B.阴极射线本质是电子C.阴极射线在电、磁场中的偏转表明阴极射线带正电D.阴极射线的比荷比氢原子的小4.氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H、H、H、H,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定()A.H对应的前后能级之差最小B.同一介质对H的折射率最大C.同一介质中H的传播速度最大D.若用H照射某金属能发生光电效应,则用H照射该金属也一定能发生光电效应5.根据卢瑟福的原子核式结构模型,下列说法正确的是()A.原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内B.原子的质量均匀分布在整个原子范围内C.原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D.原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内6.氢原子从能级A跃迁到能级B,吸收频率为1的光子,从能级A跃迁到能级C释放频率为2的光子,若2>1则当它从能级C跃迁到能级B将()A.吸收频率为2+1的光子B.吸收频率为2-1的光子C.放出频率为2+1的光子D.放出频率为2-1的光子7.(多选)在卢瑟福原子模型基础上加上普朗克的量子概念后,1913年由玻尔提出玻尔能级理论,玻尔理论不但回答了氢原子稳定存在的原因,而且还成功地解释了氢原子和类氢原子的光谱现象.图为氢原子的能级图,下列说法中正确的是()A.由能级图可知某一氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级将辐射出能量为12.09eV的光子B.玻尔理论采用了量子化的思想,适用于所有原子C.如果用大量动能是11eV的电子轰击大量的氢原子,氢原子不会发生跃迁D.某一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,可能释放2种频率的光子8.(多选)如图C-3B-3所示为氢原子的能级结构示意图.一群氢原子处于n=4的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子,用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠,下列说法正确的是()A.这群氢原子能辐射出6种不同频率的光子,其中从n=4能级跃迁到n=3能级所发出的光波长最长B.这群氢原子在辐射光子的过程中,电子绕核运动的动能减小,电势能增大C.能使钠发生光电效应的光有4种D.金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是10.26eV9.下列说法中正确的是()A.康普顿发现了电子B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型C.密立根提出原子的枣糕模型D.密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量10（多选）.已知氢原子的能级示意图如图.现用光子能量介于1012.9eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子,则下列说法中正确的是()A.在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B.在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C.照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有10种D.照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种11.如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图.大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子,设普朗克常量为h,下列说法正确的是()A.能产生3种不同频率的光子B.产生的光子的最大频率为E3-E1hC.当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时,氢原子的能量变大D.若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E212（多选）如图,一只阴极射线管的左侧不断有电子射出,在管的正下方放一通电直导线AB时,发现射线的径迹向下偏,则 A.导线AB中的电流从A流向B B.导线AB中的电流从B流向A C.要使电子束的径迹向上偏,可以通过 改变导线AB中的电流方向来实现 D.电子束的径迹与导线AB中的电流方向无关 二、计算题。（共40分，13题6分，14题10分，15题12分，16题12分。）13.氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态,设真空中的光速为c,求辐射光子的波长.14.氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6eV;当处于n=3的激发态时,能量为E3=-1.51eV.(1)当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时,向外辐射的光子的波长是多少?(2)要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射氢原子?15.某个光子是氢原子核外电子从n=4跃迁到n=1时所发出的,已知普朗克常量h=6.6310-34 Js,求: (1)该光子的能量为多少eV?频率为多少Hz?(2)该光子的动量大小为多少?16.原子可以从原子间的碰撞中获得能量,从而能发生能级跃迁(在碰撞中,动能损失最大的是完全非弹性碰撞).一个具有13.6 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰. (1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)?(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离,则氢原子的初动能至少为多少?第18章原子结构单元测试卷B答案详解1.D解析电子的发现使人们认识到:原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,A错误;粒子散射实验否定了汤姆孙提出的枣糕式原子模型,建立了核式结构模型,B错误;密立根油滴实验测定了电子的电荷量,C错误.2.答案 C 解析 A、C两处在同一等势面上,粒子从A到C,电场力不做功,动能相等;从A到B,电场力做负功,动能减少. 3.B解析阴极射线是原子受激发射出的电子流,故A、C错误,B正确;阴极射线的比荷比氢原子的大,D错误.4.A解析波长越大,频率越小,故H的频率最小,根据E=h可知,H对应的能量最小,根据h=Em-En可知,H对应的前后能级之差最小,A正确;H的频率最小,同一介质对H的折射率最小,根据v=cn可知,同一介质中H的传播速度最大,B、C错误;H的波长小于H的波长,故H的频率大于H的频率,若用H照射某一金属能发生光电效应,则用H照射该金属不一定能发生光电效应,D错误.5.D解析粒子散射实验表明原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的范围内.6.A解析:从能级A跃迁到能级B,吸收频率为1的光子,A,B间的能级差为h1,且能级B的能量高于能级A的能量;从能级A跃迁到能级C释放频率为2的光子,A,C间的能级差为h2,且能级A的能量高于能级C的能量,所以C的能级低于B的能级,两者的能级差为h1+h2,所以从能级C跃迁到能级B时,吸收光子,有h3=h1+h2,所以3= 1+2.7.AD解析由能级图可知,某一氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级将辐射出能量为(-1.51eV)-(-13.6eV)=12.09eV的光子,选项A正确;玻尔理论采用了量子化的思想,但是只适用于氢原子,不适用于所有原子,选项B错误;要使基态的氢原子受到激发,至少需要能量E1=-3.40eV-(-13.60eV)=10.20eV<11eV,所以用能量为11eV的电子轰击基态的氢原子时,可以使基态的氢原子受到激发而跃迁,故C错误;某一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时,可能的跃迁有32和21,则最多释放2种频率的光子,选项D正确.8.ACD解析根据C42=6知,这群氢原子能辐射出6种不同频率的光子,从n=4能级向n=3能级跃迁时辐射的光子频率最小,波长最长,A正确;氢原子辐射光子的过程中,能量减小,轨道半径减小,根据ke2r2=mv2r知,电子动能增大,则电势能减小,B错误;只有从n=4能级跃迁到n=2能级,从n=4能级跃迁到n=1能级,从n=3能级跃迁到n=1能级,以及从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量才大于逸出功,所以能使钠发生光电效应的光有4种,C正确;从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量最大,发生光电效应时,产生的光电子最大初动能最大,光子能量最大值为-0.85eV-(13.6eV)=12.75eV,根据光电效应方程得Ek=h-W0=12.75eV-2.49eV=10.26eV,D正确.9.BD解析:汤姆孙研究阴极射线时发现了电子;卢瑟福分析粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型;汤姆孙提出原子的“枣糕”模型;密立根用“油滴实验”测出了电子的电荷量.选项A,C错误,B,D正确.10.BC解析因为-13.6eV+10eV=-3.6eV,-13.6eV+12.9eV=-0.7eV,能量介于-3.6-0.7eV的能级有n=2、3、4,可知照射光中有3种频率的光子可能被吸收,选项A错误,B正确;氢原子跃迁的最高能级为n=4能级,根据C42=6知,氢原子最多发射出6种不同波长的光。11.ABD解析:根据Cn2可得从n=3能级跃迁能产生C32=3种光子,选项A正确;产生的光子有最大能量的是从n=3能级向n=1能级跃迁时产生的,根据公式h=E3-E1,解得=E3-E1h,选项B正确;从高能级向低能级跃迁,释放光子,氢原子能量变小,选项C错误;若氢原子从能级n=2跃迁到n=1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应,则当氢原子从能级n=3跃迁到n=1时放出的光子照到该金属表面时,逸出的光电子的最大初动能为E3-E2,选项D正确.12.BC解析：阴极射线是电子流,电子向下偏转,由左手定则可知,阴极射线管所在位置的磁感应强度方向垂直于纸面向里,故可判断导线AB中的电流方向由B到A,B正确.改变导线AB中的电流方向即可改变磁感应强度的方向,进而改变电子偏转方向,C正确. 13.chE1-E2解析由玻尔理论的跃迁假设可知,当氢原子由较高的能级向较低能级跃迁时辐射光子,由关系式h=E1-E2得=E1-E2h,又=c,故辐射光子的波长为=chE1-E2.14.(1)1.0310-7m(2)3.281015Hz(3)3种6.5810-7m解析(1)据玻尔理论得E3-E1=hc解得=hcE3-E1=6.6310-343108(-1.51+13.6)1.610-19m=1.0310-7m(2)要使处于基态的氢原子电离,入射光子频率必须满足:h0-E1解得-E1h=13.61.610-196.6310-34Hz=3.281015Hz15解析:(1)根据玻尔的跃迁假说,得E=E4-E1=12.75 eV,由E=h,得=Eh=12.751.610-196.6310-34 Hz=3.11015 Hz.(2)p=mc=mc2c=Ec=12.751.610-193108 kgm/s=6.810-27 kgm/s.答案:(1)12.75 eV3.11015 Hz(2)6.810-27 kg m/s16解析:(1)设运动氢原子的速度为v0,完全非弹性碰撞后两者的速度为v,损失的动能E被基态原子吸收.若E=10.2 eV,则基态氢原子可由n=1跃迁到n=2.由动量守恒和能量守恒有mv0=2mv,12mv02=12mv2+12mv2+E12mv02=EkEk=13.6 eV解得E=1212mv02=6.8 eV.因为E=6.8 eV<10.2 eV,所以不能使基态氢原子发生跃迁.(2)若使基态氢原子电离,则E=13.6 eV,代入得Ek=27.2 eV.答案:(1)不能(2)27.2 eV