2019_2020学年高中物理第十八章原子结构单元测试题（三）（含解析）新人教版

2019_2020学年高中物理第十八章原子结构单元测试题（三）（含解析）新人教版

原子结构单元测试题一、选择题1．关于阴极射线，下列说法正确的是（）A．阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流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2．关于电子的下列说法中，正确的是（）A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．任何物质中均有电子，它是原子的组成部分C．电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D．电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同3．下列说法中正确的是（）A．使电子束射到金属膜上，发现较高速度的电子很容易穿透原子，是因为原子之间有空隙B．原子是一个实心球体C．高速电子很容易穿透原子，说明原子不是一个实心球体D．电子束射到金属膜上，大部分被反向弹回4．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量符合下列哪些情况(　　)A．动能最小B．势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小D．α粒子所受金原子核的斥力最大5．如图2为卢瑟福和他的助手们做α粒子散射实验的装置示意图，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，观察到的现象下列描述正确的是（）图2A．在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在位置时稍少些C．在位置时，屏上观察不到闪光D．在位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少n6．如图3所示的四个图中，点表示某原子核的位置,曲线ab，和曲线cd表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，正确的图是（）图37．氢原子的基态能量为E1，如图4所示，四个能级图能正确代表氢原子能级的是(　　)图48.利用氢气光谱管发光,可以产生氢的线状谱,这些谱线的产生是由于(　　)A．大量氢原子处于不同的激发状态,从而辐射不同频率的光子B．大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁,从而辐射不同频率的光子C．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁,从而辐射不同频率的光子D．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁,从而吸收不同频率的光子9．关于太阳光谱,下列说法正确的是(　　)A．太阳光谱是吸收光谱B．太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的C．根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成D．根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素10．氢原子从能级A跃迁到能级B时,释放频率为ν1的光子;氢原子从能级B跃迁到能级C时,吸收频率为ν2的光子。若ν2>ν1,则氢原子从能级C跃迁到能级A时,将(　　)A．吸收频率为ν2-ν1的光子nB．吸收频率为ν2+ν1的光子C．释放频率为ν2-ν1的光子D．释放频率为ν2+ν1的光子图511．如图5所示为氢原子的四个能级,其中E1为基态。若氢原子A处于激发态E2,氢原子B处于激发态E3,则下列说法正确的是(　　)A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E412．欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是(　　)A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用11eV的电子碰撞二、填空题13．在19世纪末发现了电子，从而认识到原子存在复杂结构，后来在α粒子散射实验的基础上提出了原子的模型，由α粒子散射实验数据估算原子直径为m，原子核直径为m（后两空只填数量级）。14．1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型.若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔，其速度约为m/s.（质子和中子的质量均为1.67×10-27kg，1MeV=106eV）图615．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为.16．如图6所示，画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n＝4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出的光电子总共有。三、计算题17．已知电子质量为9.1×10－31kg，带电量为1.6×10－19C，氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10m，求电子绕核运动的线速度、动能、周期和形成的等效电流强度。n图718．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子能级的示意图如图7所示，用一群处于第4能级的氦离子发出的光照射处于基态的氢气。求：(1)氦离子发出的光子中，有几种能使氢原子发生光电效应？(2)发生光电效应时，光电子的最大初动能是多少？n参考答案1．BD解析：阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，B正确.电子是原子的组成部分，C错.电子可被电场、磁场偏转，也可以直线传播，D正确。2．ABC解析：发现电子是从研究阴极射线开始的，A正确；任何物质中均有电子，它是原子的组成部分，B正确；电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构，C正确；电子是带负电，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相反，D错误。3．C解析：电子很容易穿透原子，是因为原子的绝大部分空间是空的，而不是原子有隙，A、B错误，C正确；电子束射到金属膜上，很少部分被反弹回来，D错误。4．AD解析：α粒子和金原子核都带正电,库仑力表现为斥力,两者距离减小,库仑力做负功,故α粒子动能减少,电势能增加;系统的能量守恒,由库仑定律可知,随着距离的减小,库仑斥力逐渐增大。5．AD解析：α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原来的方向前进，在位置处观察到屏上的闪光次数最多，A正确；少数发生较大的偏转，在位置观察到屏上的闪光次数比位置应少很多，而不是稍少一些，B错误；极少数偏转角超过90°，有的偏转角几乎达到180°，在位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少，C错误，D正确.6．D解析：α粒子靠近原子核时，受到的是库仑斥力的作用，因此运动轨迹一定是向餐弯曲的，D正确。7．C解析：根据氢原子能级图特点得上密下疏,再联系各激发态与基态能量关系En=E1，故C正确。8．B解析：大量氢原子从较高的能级向较低的能级跃迁时,发出不同频率的光,从而产生线状谱。9．AB10．C解析：从能级A跃迁到能级B时，有EA-EB=hν1①从能级B跃迁到能级C时，有EC-EB=hν2②n由①②两式可得EC-EA=h(ν2-ν1)，因ν2>ν1，所以EC>EA，则从能级C跃迁到能级A时,放出光子,光子频率为ν2-ν1，故选项C正确。11．B解析：根据氢原子能级理论,处于激发态的氢原子向较低能级跃迁时会放出相应频率的光子。氢原子向较高能级跃迁时会吸收相应频率的光子。氢原子A在第二能级向基态跃迁时只能放出一种频率的光子,再跃迁到第四能级需要更多的能量。12．ACD解析:由玻尔理论可知,氢原子在各能级间跃迁时,只吸收能量值刚好等于某两个能级之差的光子。由氢原子能级图不难知道10.2eV刚好等于n=2和n=1两能级之差,而11eV则不是氢原子基态和任一定态能量之差,故处于基态的氢原子只吸收前者被激发,而不吸收后者。对于14eV的光子,其能量大于氢原子的电离能(即13.6eV),足以使处于基态的氢原子电离,使电子成为自由电子,因而不受玻尔跃迁条件的束缚。用电子去碰撞氢原子时,入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收。所以如果入射电子的动能大于基态和某个激发态的能量之差,也可以使氢原子激发。综上可知本题正确选项为A、C、D。13．汤姆孙卢瑟福核式结构10-1010-1514．大6.9×106解析：设α粒子的速度为，，=m/s≈6.9×106m/s。15．ν解析：氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，hν＝E3－E2＝－＝－E1①则从基态跃迁到n＝4的能级，吸收光子能量hν′＝E4－E1＝－E1＝－E1②由①②得ν′＝ν．16．4解析：一群氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，能够发出六种不同频率的光。六种情况发出光子能量依次为：n＝4到n＝3时：－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV＜2.22eV，n＝3到n＝2时：－1.51eV－(－3.40eV)＝1.89eV＜2.22eVn＝2到n＝1时：－3.40eV－(－13.60eV)＝10.2eV＞2.22eVn＝4到n＝1时：……前两种不能从金属钾表面打出，故有4种。17．2.19×106m/s　2.17×10－18J　1.52×10－16s　1.05×10－3An解析：由卢瑟福的原子模型可知，电子绕核做圆周运动，所需的向心力由核对电子的库仑引力来提供，根据＝k得r＝e＝1.60×10－19×m/s≈2.19×106m/s其动能Ek＝mv2＝×9.1×10－31×(2.18×106)2J≈2.17×10－18J运动周期T＝＝s≈1.52×10－16s电子绕核运动形成的等效电流强度I＝＝＝A≈1.05×10－3A。18．(1)3种　(2)37.4eV解析：(1)一群氦离子跃迁时，一共发出N＝＝6种光子由频率条件hν＝Em－En知6种光子的能量分别是：由n＝4到n＝3　hν1＝E4－E3＝2.6eV由n＝4到n＝2　hν2＝E4－E2＝10.2eV由n＝4到n＝1　hν3＝E4－E1＝51.0eV由n＝3到n＝2　hν4＝E3－E2＝7.6eV由n＝3到n＝1　hν5＝E3－E1＝48.4eV由n＝2到n＝1　hν6＝E2－E1＝40.8eV由发生光电效应的条件知，hν3、hν5、hν6三种光子可使处于基态的氢原子发生光电效应。(2)由光电效应方程Ek＝hν－W0知，能量为51.0eV的光子使氢原子逸出的光电子最大初动能最大，将W0＝13.6eV代入，得Ek＝37.4eV。