2019-2020学年高中物理第18章原子结构练习+课堂练习新人教版选修3-5【共8套31页】.pdf

本套资源目录 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 1 节电子的发现练习含解析新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 1 节电子的发现课堂练习含解析新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 2 节原子的核式结构模型练习含解析新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 2 节原子的核式结构模型课堂练习含解析新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 3 节氢原子光谱练习含解析新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 3 节氢原子光谱课堂练习含解析新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 4 节玻尔的原子模型练习含解析新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章原子结构第 4 节玻尔的原子模型课堂练习含解析新人教版选修 3_5 电子的发现 基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1关于阴极射线的本质，下列说法正确的是(D)A阴极射线的本质是紫外线 B阴极射线的本质是红外线 C阴极射线的本质是 X 射线 D阴极射线的本质是电子流 解析：阴极射线的本质是带电的粒子流，即电子流。故 D 项正确。2(2018安徽铜陵一中高二下学期期中)下列说法错误的是(D)A电子是原子的组成部分 B电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的 C电子电荷的数值约为 1.6021019 C D电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷 解析：电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的，选项 A 正确。电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的，其测得电子电荷的值约为1.6021019 C，选项 BC 正确。电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，选项 D 错误。3(2018山东海岳中学高二下学期期中)关于阴极射线，下列说法正确的是(D)A阴极射线是一种电磁辐射 B阴极射线是在真空管内由阴极发出的光子流 C阴极射线是组成物体的原子 D阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转 解析：阴极射线是由阴极直接发出的电子流，可被电场、磁场偏转，A、B、C 错误，D正确。4下面对阴极射线的认识正确的是(CD)A阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光粉而产生的 B只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生 C阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线 D阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极 解析：阴极射线是由阴极直接发出的，故 A 错误；只有当两极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极产生阴极射线，故 B 错误，D正确；阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线，C 正确。5关于空气的导电性能，下列说法正确的是(BD)A空气导电，因为空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动 B空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的结果 C空气密度越大，导电性能越好 D空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光 解析：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体。但在射线、受热或强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电功能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷重新复合，难以形成稳定的放电电流，而电离后的自由电荷在稀薄空气中导电性能更好，故选项 B、D 正确。二、非选择题 6如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为，已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体，球体体积公式V16D3)，重力加速度为g。(1)设油滴受到气体的阻力fkv，其中k为阻力系数，求k的大小；(2)求油滴所带电荷量。答案：(1)16v1D3g(2)D3gdv1v26Uv1 解析：(1)油滴速度为v1时所受阻力f1kv1，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有f1mg mV16D3，则k16v1D3g(2)设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力为 F电qEqUd 油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，则 kv2mgqUd 油滴所带电荷量为qD3gdv1v26Uv1。能力提升 一、选择题(1 题为单选题，24 题为多选题)1向荧光屏上看去，电子向我们飞来，在偏转线圈中通过如图所示的电流，电子的偏转方向为(A)A向上 B向下 C向左 D向右 解析：根据安培定则，环形磁铁右侧为 N 极、左侧为 S 极，在环内产生水平向左的匀强磁场，利用左手定则可知，电子向上偏转，选项 A 正确。2如图所示，关于高压的真空管，下列说法中正确的是(BD)A加了高压的真空管中可以看到辉光现象 Ba为负极，b为正极 CU1为高压电源，U2为低压电源 D甲为环状物，乙为荧光中出现的阴影 解析：真空中不能发生辉光放电。U1为低压电源，U2为高压电源。3如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹下偏，则(BC)A导线中的电流由A流向B B导线中的电流由B流向A C若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D电子束的径迹与AB中的电流方向无关 解析：阴极射线的粒子带负电，由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里。由安培定则判定AB中电流的方向由B向A，A 错误，B 正确。电流方向改变，管内磁场方向改变，电子受力方向也改变，故 C 正确，D 错误。4如图是密立根油滴实验的示意图。油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是(AD)A油滴带负电 B油滴质量可通过天平来测量 C只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量 D该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍 解析：由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故选项 A 正确；油滴的质量很小，不能通过天平测量，故选项 B 错误；根据油滴受力平衡得mgqEqUd，得qmgdU，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴所带的电荷量，故选项 C 错误；根据密立根油滴实验研究可知，该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故选项 D 正确。二、非选择题 5在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑。若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为，试解决下列问题：(1)说明阴极射线的电性；(2)说明图中磁场沿什么方向；(3)根据L、E、B和，求出阴极射线的比荷。答案：(1)带负电(2)垂直纸面向里(3)Esin B2L 解析：(1)由于阴极射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，则电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电。(2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里。(3)设此射线带电量为q，质量为m，当射线在DG间做匀速直线运动时，有 qEBqv 当射线在DG间的磁场中偏转时，有 Bqvmv2r 同时又有Lrsin 解得qmEsinB2L 电子的发现 1(2019北京十一中高二下学期期末)关于阴极射线，下列说法正确的是(C)A阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象 B阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流 C阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的 D阴极射线的比荷比氢原子的比荷小 解析：阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流，故 AB 错误；最早由德国物理学家戈德斯坦在 1876 年提出并命名为阴极射线，故 C 正确；阴极射线本质是电子流，故其比荷比氢原子的比荷大得多，故 D 错误。2(多选)(2019江苏南京师大附中高二下学期期末)如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是(BC)A加一磁场，磁场方向沿z轴正方向 B加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C加一电场，电场方向沿z轴正方向 D加一电场，电场方向沿y轴正方向 解析：由于电子沿x轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使电子射线向下偏转，由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向；若加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，电场方向沿z轴正方向。3(2019山东潍坊七中高二下学期检测)如图所示，电子由静止从O点经电场U加速后垂直射入匀强磁场B，经偏转后打在MN板的P点，射入点到P点的距离为d，求电子的比荷qm的表达式。(不考虑电子的重力)答案：8UB2d2 解析：设电子的电荷量为q、质量为m，在加速电场U中加速的过程，根据动能定理，有 qUmv22 解得v2qUm 垂直进入磁场后，电子受到的洛伦兹力提供向心力，电子做匀速圆周运动，故有Bqvmv2R 由题意又知：Rd2 由以上各式整理可得电子的比荷为：qm8UB2d2 原子的核式结构模型 基础夯实 一、选择题(14 题为单选题，5、6 题为多选题)1(2019黑龙江哈尔滨三中高二下学期段考)在粒子散射实验中，使少数粒子发生大角度偏转的作用力应属于(B)A万有引力 B库仑力 C安培力 D洛伦兹力 解析：使少数粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对产生的库仑力，故B正确。2在卢瑟福的粒子散射实验中，某一粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示。图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域。不考虑其他原子核对该粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是(A)A可能在区域 B可能在区域 C可能在区域 D可能在区域 解析：粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的粒子产生斥力，故原子核不会在区域；如原子核在、区域，粒子会向区域偏；如原子核在区域，可能会出现题图所示的轨迹。3 在卢瑟福进行的粒子散射实验中，少数粒子发生大角度偏转的原因是(B)A正电荷在原子中是均匀分布的 B原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上 C原子中存在带负电的电子 D原子核中有中子存在 解析：粒子散射实验证明了原子的核式结构模型，卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域，才有可能出现粒子的大角度散射，选项 B 正确。4关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型如图所示，都采用了类比推理的方法，下列事实中，主要采用类比推理的是(C)A人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型 B伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律 C库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律 D托马斯杨通过双缝干涉实验证实光是一种波 解析：质点的模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的；伽利略的摆的等时性是通过自然现象发现的；库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律是用类比推理；托马斯杨是通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的。5粒子散射实验中，当粒子最靠近原子核时，粒子符合下列哪种情况(AD)A动能最小 B势能最小 C粒子与金原子组成的系统的能量最小 D所受原子核的斥力最大 解析：该题考查了原子的核式结构、动能、电势能、库仑定律及能量守恒等知识点。粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑力做功，动能减少，电势能增加，两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒。根据库仑定律，距离最近时，斥力最大。6(2019河北省张家口市高二下学期期末)关于粒子散射实验及核式结构模型，下列说法正确的是(AB)A从粒子源到荧光屏处于真空环境中 B绝大多数粒子穿过金箔后不发生偏转 C粒子接近金原子核时，受到很强的吸引力才可能发生大角度偏转 D粒子散射实验否定了核式结构模型 解析：从粒子源到荧光屏处于真空环境中，选项 A 正确；绝大多数粒子穿过金箔后不改变方向，只有极少数的粒子发生大角度偏转，选项 B 正确；粒子接近金原子核时，受到很强的排斥力才可能发生大角度偏转，选项 C 错误；粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，选项 D 错误。二、非选择题 7 如图所示，M、N为原子核外的两个等势面，已知UNM100 V。一个粒子以 2.5105 m/s 的速率从等势面M上的A点运动到等势面N上的B点，求粒子在B点时速度的大小。(已知m6.641027 kg)答案：2.3105 m/s 解析：粒子从A点运动到B点，库仑力做的功 WABqUMNqUNM，由动能定理WAB12mv2B12mv2A，故vBv2A2qUNMm 2.521010221.610191006.641027 m/s 2.3105 m/s 能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4 题为多选题)1 如图为粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是(C)A相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多 C放在C、D位置时屏上观察不到闪光 D放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 解析：根据粒子散射实验的现象，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上沿原方向前进，因此在A位置观察到闪光次数最多，故 A 正确，少数粒子发生大角度偏转，因此从A到D观察到的闪光会逐渐减少，因此 B、D 正确，C 错误。2在粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的是(A)A粒子一直受到金原子核的斥力作用 B粒子的动能不断减小 C粒子的电势能不断增大 D粒子发生散射，是与电子碰撞的结果 解析：在粒子穿过金箔的过程中，一直受到金原子核的库仑斥力作用，粒子的动能先减小后增大，电势能先增大后减小。综上所述本题选 A。3如图所示，根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是(C)A动能先增大，后减小 B电势能先减小，后增大 C电场力先做负功，后做正功，总功等于零 D加速度先变小，后变大 解析：根据卢瑟福提出的核式结构模型，原子核集中了原子的全部正电荷，即原子核外的电场分布与正点电荷电场类似。粒子从a运动到b，电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b运动到c，电场力做正功，动能增大，电势能减小；a、c在同一条等势线上，则电场力做的总功等于零，A、B 错误，C 正确；a、b、c三点的场强关系EaEcEb，故粒子的加速度先变大，后变小，D 错误。4关于粒子散射实验，下列说法正确的是(AC)A在实验中，观察到的现象是：绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，极少数发生了较大角度的偏转 B使粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当粒子接近核时，是核的斥力使粒子发生明显偏转；当粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转 C实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分 D实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量 解析：在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故 A、C 正确；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显作用的空间在原子内很小，粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子，粒子打在电子上，粒子不会有明显偏转，故 B 错误，D 错误。二、非选择题 5氢原子核外电子质量为m，绕核运动的半径为r，绕行方向如图所示，则电子在该轨道上运动的加速度大小为_ke2mr2_，假设核外电子绕核运动可等效为一环形电流，则这一等效电流的值为_e22rkmr_，若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则电子绕核运动的轨道半径将_减小_。(填“增大”或“减小”)解析：根据库仑力提供电子绕核旋转的向心力。可知：ke2r2ma ake2mr2 设电子运动周期为T，则ke2r2m42T2r 电子绕核的等效电流：IQteTe22rkmr 若在垂直电子轨道平面加上一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电子的向心力增大，将做向心运动，所以电子绕核运动的轨道半径将减小。6 假设粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，电子质量me17300m，金原子核质量mAu49m。求：(1)粒子与电子碰撞后的速度变化；(2)粒子与金原子核碰撞后的速度变化。答案：(1)2.7104v0(2)1.96v0 解析：粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，动量和能量均守恒，由动量守恒mv0mv1mv2 由能量守恒12mv2012mv1212mv22 解得v1mmmmv0 速度变化 vv1v02mmmv0(1)与电子碰撞，将me17300m代入得 v12.7104v0(2)与金原子核碰撞，将mAu49m代入得 v21.96v0 原子的核式结构模型 1(2019山东省淄川中学高二下学期阶段性检测)卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于粒子散射实验的结果，下列说法正确的是(C)A证明了质子的存在 B证明了原子核是由质子和中子组成的 C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动 解析：粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核。数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以 C 对，A、B 错；玻尔发现了电子轨道量子化，D 错。2(多选)(2019广西省柳州市高二下学期段考)图为卢瑟福和他的同事们做的粒子散射实验装置示意图，以下说法中正确的是(AC)A选择金箔的理由是“金”这种原子具有较大的核电荷数和优良的延展性能 B观察到粒子多数进入A，少数进入B，没有进入C和D的 C原子的直径大小约为原子核的直径大小的 10 万倍 D实验装置可以不抽成真空 解析：A 项：粒子散射实验中，选用金箔是因为金具有很好的延展性，可以做成很薄的箔，粒子很容易穿过，还有其原子序数大，粒子与金核间的库仑力大，发生偏转时明显，故 A 正确；B 项：大多数粒子基本不偏折，少数粒子发生大角度的偏折，所以有粒子进入C和D，故 B 错误；C 项：原子直径的数量级为 1010 m，原子核直径的数量级为 1015 m，所以原子的直径大小约为原子核的直径大小的 10 万倍，故 C 正确；D 项：实验装置一定要抽成真空，原因主要是由于粒子的电离作用，若在空气中由于电离粒子只能前进几厘米，故 D 错误。3(2019广州大学附中高二下学期期末)如图，在粒子散射实验中，图中实线表示粒子运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等(D)A卢瑟福根据粒子散射实验提出了能量量子化理论 B大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向返回 C从a经过b运动到c的过程中粒子的电势能先减小后增大 D粒子经过a、c两点时动能相等 解析：卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，普朗克根据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论，故选项 A 错误；根据粒子散射现象可知，大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向前进，故选项 B 错误；粒子受到电场力作用，根据电场力做功特点可知粒子从a经过b运动到C的过程中电场力先做负功后做正功，所以粒子的电势能先增大后减小，故选项 C 错误；由于a、c两点距金原子核的距离相等，根据能量守恒可知粒子在a、c两点动能相等，故选项 D 正确。氢原子光谱 基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题)1卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子核结构的正确图景，解决的问题有(A)A解释了粒子散射现象 B原子中存在电子 C结合经典电磁理论解释原子的稳定性 D结合经典电磁理论解释氢光谱 解析：通过粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，而经典电磁理论并不能解释原子的稳定性和氢原子光谱，A 正确，B、C、D 错误。2下列关于光谱的说法正确的是(C)A月光是连续光谱 B日光灯产生的光谱是连续光谱 C酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱是线状谱 D白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状谱 解析：月光是反射的太阳光，是吸收光谱，故选项 A 错。日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线光谱，故选项 B 错。酒精灯中燃烧的钠蒸气属于低压气体发光产生线状谱，故选项 C 正确，选项 D 错。3巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1R(1221n2)(n3,4,5)，对此，下列说法正确的是(C)A巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式 D巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 解析：巴耳末公式是依据对氢光谱的分析得出的，而不是依据核式结构总结出的，A 错、C 对；巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，此公式反映出氢原子发光是不连续的，B、D 错。4关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，下列说法正确的是(BC)A经典电磁理论很容易解释原子的稳定性 B根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上 C根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的 D氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论 解析：根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量最后被吸附到原子核上，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的。氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，是引入新的观念了。故正确答案为 B、C。5关于太阳光谱，下列说法正确的是(BC)A太阳光谱为连续谱 B太阳光谱为吸收光谱 C研究太阳光谱，可以了解太阳大气层的物质成分 D研究太阳光谱，可以了解地球大气层的物质成分 解析：弄清太阳光谱的成因。太阳光谱是吸收光谱，是通过太阳大气层后，被太阳大气层中物质吸收后形成的光谱。而吸收光谱的谱线与这种元素的线状谱是对应的，因此分析吸收光谱，也可了解物质的组成，故 B、C 正确。二、非选择题 6 利用白炽灯 蜡烛 霓虹灯 在酒精火焰中烧钠和钾的盐所产生的光谱中，能产生连续光谱的有_和_，能产生明线光谱的有_和_。解析：白炽灯是炽热物体，是连续光谱，蜡烛是化学反应燃烧发光也是连续光谱；霓虹灯是稀薄气体发光，是明线光谱；在酒精火焰上烧钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠离子或钾离子，即使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的特征谱线，形成明线光谱，所以题中和属于连续光谱，和属于明线光谱。7在可见光范围内波长最长的 2 条谱线所对应的n和它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？答案：n3 时，6.5107 m，n4 时，4.8107 m 解析：据公式1R(1221n2)n3,4,5，当n3 时，波长最大，其次是n4 时，当n3 时，111.10107(1419)解得16.5107 m 当n4 时，121.10107(14116)解得24.8107 m 氢原子光谱是由一系列不连续的谱线组成的线状谱。能力提升 一、选择题(1、2 题为单选题，35 题为多选题)1关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是(D)A不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线 B原子的特征谱线可能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的 C可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分 D原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据 解析：不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，故不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，选项 A 正确；原子的特征谱线可能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的，故选项 B 正确；每种原子都有自己的特征谱线，可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分，故选项 C 正确；粒子散射实验是原子具有核式结构的有力证据，故选项 D 错误。2对原子光谱，下列说法不正确的是(B)A原子光谱是不连续的 B由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 解析：原子光谱为线状谱，A 正确；各种原子都有自己的特征谱线，故 B 错误，C 正确；对各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D 正确。3(2019河南省周口月考)下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是(AB)A虽然氢原子核外只有一个电子，但氢原子也能产生多种波长的光 B氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线 C氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线 D氢原子产生的光的波长大小与氢原子放电管放电强弱有关 解析：氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，不是亮度不连续的谱线，选项 A、B 正确，选项 C 错误；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光，光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，选项 D错误。4通过光栅或棱镜获得物质发光的光谱(ACD)A按光的频率顺序排列 B按光子的质量大小排列 C按光的速度大小排列 D按光子的能量大小排列 解析：光谱是将光按波长展开的，而波长与频率相对应，故 A 正确；光子没有质量，各种色光在真空中传播速度相同，在介质中传播速度不同，B 错误，C 正确；由爱因斯坦的光子说可知光子能量与光子频率相对应，D 正确。5(2019湖南岳阳模拟)关于巴耳末公式：1R(1221n2)(n3,4,5，)，理解正确的是(BC)A式中n只能取整数，R称为巴耳末常量 B巴耳末系的 4 条谱线位于可见光区 C在巴耳末系中n值越大，对应的波长越短 D巴耳末系的 4 条谱线是氢原子从n2 的能级向n3、4、5、6 能级跃迁时辐射产生的 解析：巴耳末公式中n为量子数，不可以取任意值，只能取整数，且n3，式中R叫做里德伯常量，故 A 错误；巴耳末系的 4 条谱线位于可见光区，故B正确；根据巴耳末公式1R(1221n2)，可知n值越大，对应的波长越短，故 C 正确；公式只适用于氢原子从n3的能级向n2 的能级跃迁时发出的光谱，故 D 错误。二、非选择题 6如图所示的分光镜是用来观察光谱的仪器，现有红、绿、紫三种单色光组成的复色光由小孔S进入平行光管，那么在光屏MN上的P处是_红_光，Q处是_绿_光、R处是_紫_光。解析：分光镜是根据光的色散现象制成的。复色光通过三棱镜后，其偏折角不同，频率大的色光，偏折角大，故紫光的偏折角最大，而红光最小。7氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1R(1321n2)，n4,5,6，R1.10107 m1。若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n6 时，对应的波长？(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n6 时，传播频率为多大？答案：(1)1.09106 m(2)3108 m/s 2.751014 Hz 解析：(1)由帕邢系公式1R(1321n2)，当n6 时，得1.09106 m。(2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c3108 m/s，由vT，得c31081.09106 Hz 2.751014 Hz 氢原子光谱 1(2019山东省青州实验中学高二下学期月考)月亮的光通过分光镜所得到的光谱是(B)A连续谱 B吸收光谱 C线状光谱 D原子光谱 解析：因月亮光反射的是太阳光，而太阳光谱是吸收光谱，故正确选项为 B。2(2017河北省保定市高二下学期期中)太阳的连续光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于(C)A太阳表面大气层中缺少相应的元素 B太阳内部缺少相应的元素 C太阳表面大气层中存在着相应的元素 D太阳内部存在着相应的元素 解析：太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气的时候，被太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱。所以太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线，故 C 正确，A、B、D 错误。3(多选)(2019吉林省实验中学高二下学期期中)下列关于巴耳末公式1R(1221n2)的理解，正确的是(AC)A此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的 B公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C公式中n只能取不小于 3 的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子的光谱 解析：此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的 4 条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，且n只能取大于等于 3 的整数，则不能取连续值，故氢原子光谱是线状谱。所以选项 A、C 正确。玻尔的原子模型 基础夯实 一、选择题(14 题为单选题，56 题为多选题)1根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则(D)A电子轨道半径越小 B核外电子运动速度越大 C原子能级的能量越小 D电子的电势能越大 解析：在氢原子中，量子数n越大，电子的轨道半径越大，根据ke2r2mv2r知，r越大，v越小，则电子的动能减小，因为量子数增大，原子能级的能量增大，动能减小，则电势能增大，故 D 正确，A、B、C 错误。2一个氢原子从n3 能级跃迁到n2 能级，该氢原子(B)A放出光子，能量增加 B放出光子，能量减少 C吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量减少 解析：一个氢原子从n3 能级跃迁到n2 能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，故选项 B 正确。3如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是(D)A当氢原子从n3 状态跃迁到n4 状态时，辐射出 0.66 eV 的光子 B玻尔理论认为原子的能量是不连续的，电子的轨道半径是连续的 C玻尔理论也能很好地解释复杂原子的光谱 D大量处在n1 能级的氢原子可以被 13 eV 的电子碰撞而发生跃迁 解析：从低能级跃迁到高能级需吸收光子，故 A 错误；玻尔理论认为电子的轨道半径是不连续的，故 B 错误；玻尔理论不能很好地解释复杂原子的光谱，C 错误；处于基态的氢原子可以被 13 eV 的电子碰撞跃迁到nca，因此按波长依次增大由左向右为a、c、b，即选项 C 正确。5若原子的某内层电子被电离形成空位，其他层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征 X 射线。内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)。214Po 的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E01.416 MeV 交给内层电子(如 K、L、M层电子，以 K、L、M 标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离。实验测得从214Po 原子的K、L、M 层电离出的电子的动能分别为Ek1.323 MeV，EL1.399 MeV，EM1.412 MeV。则可能发射的特征 X 射线的能量为(AC)A0.013 MeV B0.017 MeV C0.076 MeV D0.093 MeV 解析：当发生能级跃迁时，释放的 X 射线的能量可能值为ELEK0.076 MeV，EMEL0.013 MeV，EMEK0.089 MeV，选项 A、C 正确。6(2017江西省南康市中学高二下学期期中)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出 6 种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n2 能级跃迁时释放的光子，则(BC)A6 种光子中波长最长的是n4 激发态跃迁到基态时产生的 B6 种光子中有 2 种属于巴耳末系 C使n4 能级的氢原子电离至少要 0.85 eV 的能量 D若从n2 能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从n3 能级跃迁到n2 能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应 解析：由E4E1hc，得 6 种光子中由n4 能级跃迁到n1 能级的能量差最大，波长最短，所以 A 错误；在 6 种光子中只有n4 跃迁到n2 和n3 跃迁到n2 释放的光子属于巴耳末系，B 项正确；由EE40(0.85 eV)0.85 eV，所以要使n4 能级的氢原子电离至少需 0.85 eV 的能量，C 项正确；因为E2E110.2 eVh1，E3E21.89 eVh2，所以12，故 D 项错误。二、非选择题 7(2018辽宁省大连市高二下学期期中)氢原子处于基态时，原子的能量为E113.6 eV，当处于n3 的激发态，能量为E31.51 eV，则 (1)当氢原子从n3 的激发态跃迁到n1 的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若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原子？(3)若有大量的氢原子处于n3 的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？答案：(1)1.03107 m(2)3.31015 Hz(3)3 种 解析：(1)由跃迁公式得hE3E1 c 由代入数据得1.03107 m(2)若要将基态原子电离h0E1，代入数据得3.31015 Hz(3)光子种数NC233 种。能力提升 一、选择题(单选题)1处于基态的一群氢原子被一束单色光照射后，只发出三种频率分别为1、2、3的光子，且123，则入射光子的能量应为(A)Ah1 Bh2 Ch3 Dh(123)解析：由氢原子跃迁规律知，Eh1h(23)故只有选项 A 正确。2氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示。色光 红 橙 黄 绿 蓝靛 紫 光子能量 范围(eV)1.612.00 2.002.07 2.072.14 2.142.53 2.532.76 2.763.10 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条，其颜色分别为(A)A红、蓝靛 B黄、绿 C红、紫 D蓝靛、紫 解析：由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为 1.61 eV3.10 eV，处于某激发态的氢原子能级跃迁时：E3E2(3.401.51)eV1.89 eV，此范围为红光。E4E2(3.400.85)eV2.55 eV，此范围为蓝靛光，故本题正确选项为 A。3氢光谱在可见光的区域内有 4 条谱线，按照在真空中波长由长到短的顺序，这 4 条谱线分别是H，H，H和H，它们都是氢原子的电子从量子数大于 2 的可能轨道上跃迁到量子数为 2 的轨道时所发出的光，下列判断错误的是(A)A电子处于激发态时，H所对应的轨道量子数大 B H的光子能量大于H的光子能量 C对于同一种玻璃，4 种光的折射率以H为最小 D对同一种金属，H能使它发生光电效应，H，H，H都可以使它发生光电效应 解析：由Ehc，知波长长，光子能量小，故H光子能量最小，H光子能量最大，再由hcEnE2，得H对应的轨道量子数最小，A 错误。4(2019广西省桂林市高二下学期期末)氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和a、b、c，则(C)Abac Bbac C1b1a1c DEbEaEc 解析：因为EmEnh，知EbEaEc，所以：hcbhcahcc即：1b1a1c，故 C正确；A、B、