2021高考物理人教版一轮考评训练：课练 38 原子结构

2021高考物理人教版一轮考评训练：课练 38 原子结构

www.ks5u.com 课练38　原子结构 ‎———[狂刷小题　夯基础]———‎ 练基础小题 ‎1．下列叙述正确的是(　　)‎ A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构 B．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象 C．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在 ‎2．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(　　)‎ A．吸收光子的能量为hν1＋hν2‎ B．辐射光子的能量为hν1＋hν2‎ C．吸收光子的能量为hν2－hν1‎ D．辐射光子的能量为hν2－ hν1‎ ‎3．(多选)假定用光子能量为E的一束光照射大量处于n＝2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2和ν3的光，且频率依次增大，则E等于 (　　)‎ A．h(ν3－ν1)　　 B．h(ν3－ν2)‎ C．hν3 D．hν1‎ ‎4．(多选)以下说法正确的是(　　)‎ A．图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多 B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时吸收了一定频率的光子能量 C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷 D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性 ‎5．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝，其中n＝2,3，….用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长为(　　)‎ A．－ B．－ C．－ D．－ 练高考小题 ‎6．[2019·全国卷Ⅰ]氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光，要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为(　　)‎ A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.51 eV ‎7．[2016·北京卷·13]处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有(　　)‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 ‎8．[2018·天津卷·5]氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定(　　)‎ A．Hα对应的前后能级之差最小 B．同一介质对Hα的折射率最大 C．同一介质中Hδ的传播速度最大 D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则用Hβ也一定能 ‎9．[2015·天津卷]‎ 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．天然放射现象说明原子核内部是有结构的 B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 ‎10．[2017·北京卷]2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．‎ 一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10 －34 J·s，真空光速c＝3×108 m/s)(　　)‎ A．10－21 J B．10－18 J C．10－15 J D．10－12 J 练模拟小题 ‎11．[2020·江西省南昌市摸底]在α粒子散射实验中，α粒子以速度v0与静止的金原子核发生弹性正碰，碰后α粒子以速度v1被反向弹回，若金原子核的质量是α粒子质量的k倍，则v0与v1的大小的比值为(　　)‎ A．k B．k＋1‎ C. D. ‎12．[2020·宁夏银川一中模拟](多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有(　　)‎ A．原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量 B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 C．电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子 D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 ‎13．[2020·湖南省娄底市双峰一中模拟]下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是(　　)‎ A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性 C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性 D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间 ‎14．[2020·济南模拟]卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构模型，实验装置如图所示，所有带电粒子打到荧光屏上都产生光斑．为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜．则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是(　　)‎ A．2、10、625、1 205 B．1 202、1 305、723、203‎ C．1 305、25、7、1 D．1 202、1 010、723、203‎ ‎15．[2020·洛阳统考]氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是(　　)‎ A．原子的能量减少 B．原子的能量不变 C．核外电子受力变小 D．氢原子要吸收一定频率的光子 ‎16．关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是(　　)‎ 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原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的 C．可以用原子的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 ‎———[综合测评　提能力]———‎ 一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)‎ ‎1．[2020·云南昆明诊断]科学家对氢光谱可见光区的四条谱线进行了分析，发现这些谱线的波长可以用公式＝R来表示，关于此公式，下列说法正确的是(　　)‎ A．该公式是玻尔首先通过对光谱的分析得到的 B．公式中R为普朗克常量 C．公式中n的取值范围为自然数 D．公式中n越大，辐射出的光子能量越大 ‎2.‎ 氢原子能级图如图所示，下列说法错误的是(　　)‎ A．大量处于n＝4能级的氢原子跃迁时，可以发出6种不同频率的光 B．用光子能量为0.5 eV的光照射，可使氢原子从n＝4能级跃迁到n＝5能级 C．用动能为0.5 eV的电子轰击氢原子，可使氢原子从n＝4能级跃迁到n＝5能级 D．处于n＝4能级的氢原子可以吸收氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级发出的光子能量而发生电离 ‎3．从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径的数量级是10－15 m．其中正确的是(　　)‎ A．①②③　 B．①③④‎ C．①②④ D．①②③④‎ ‎4．[2020·洛阳模拟]氢原子基态的能量为E1＝－13.6‎ ‎ eV，大量氢原子处于某一激发态，在这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子的能量为－0.96E1，频率最小的光子的能量为Emin，这些光子中有m种不同的频率，已知En＝(n＝1,2,3，…)，则(　　)‎ A．Emin＝0.31 eV，m＝10‎ B．Emin＝0.31 eV，m＝6‎ C．Emin＝0.51 eV，m＝10‎ D．Emin＝0.51 eV，m＝6‎ ‎5．下列说法正确的是(　　)‎ A．产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能为Ek，对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系 B．氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时释放出甲光子，基态的氢原子吸收乙光子后跃迁到n＝3能级，则甲光子的频率大于乙光子的频率 C．已知氡的半衰期为3.8天，若取20 g氡放在天平上左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走15 g砝码天平才能再次平衡 D．钍核发生β衰变后，产生的新核的比结合能小于原来钍核的比结合能 ‎6.‎ 氢原子发出a、b两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所示，若a光是由能级n＝5向n＝2跃迁时发出的，则b光可能是(　　)‎ A．从能级n＝4向n＝3跃迁时发出的 B．从能级n＝4向n＝2跃迁时发出的 C．从能级n＝6向n＝3跃迁时发出的 D．从能级n＝6向n＝2跃迁时发出的 ‎7．如图所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b是氢原子在下列哪种情形下跃迁时的辐射光(　　)‎ A．从n＝3能级跃迁到n＝2能级 B．从n＝5能级跃迁到n＝2能级 C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级 D．从n＝5能级跃迁到n＝3能级 ‎8．[2020·江西南昌模拟]已知氢原子的基态能量为－E1，激发态能量为En＝－，其中n＝2,3,4….已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是(　　)‎ A．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小 B．基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为 (m为电子质量)‎ C．大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光 D．若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁所产生的光子能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的光子也一定能使该金属发生光电效应 二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)‎ ‎9．[2020·广州模拟]氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是(　　)‎ A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656‎ ‎ nm B．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 ‎10．关于光谱，下列说法正确的是(　　)‎ A．各种原子的发射光谱都是线状谱 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．由于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．根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质的组成成分 三、非选择题(本题共3小题，共22分)‎ ‎11．(6分)[2020·湖南长沙长郡中学入学考试]按照玻尔原子理论，氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，要________(填“释放”或“吸收”)能量．已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子的质量为m，则基态氢原子的电离能为______，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子后被电离，电离后电子的速度大小为________(已知普朗克常量为h)．‎ ‎12．(8分)(1)(多选)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线，如图．调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条．用Δn表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量．根据图所示的氢原子的能级图可以判断，Δn和E的可能值为(　　)‎ A．Δn＝1,13.22 eV0.85 eV，D正确．‎ ‎3．B　α粒子散射实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大角度的偏转，并有极少数α粒子的偏转角度超过90°，有的几乎被反弹回来，则从α粒子散射实验结果出发推出的结论有金原子内部大部分都是空的，汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况，原子核的半径的数量级是10－15 m，不能说明金原子是球体，B正确．‎ ‎4．A　频率最大的光子的能量为－0.96E1，即En－(－13.6 eV)＝－0.96×(－13.6 eV)，解得En＝－0.54 eV，即n＝5，故m＝C ‎＝10，频率最小的光子的能量为Emin＝E5－E4＝－－＝0.31 eV，故A正确．‎ ‎5．A　根据光电效应方程Ekm＝hν－W0知，同种金属，逸出功相等，则最大初动能与入射光的频率成线性关系，A正确；氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的能级差小于从n＝3能级跃迁到n＝1能级时的能级差，根据Em－En＝hν，可知甲光子的频率小于乙光子的频率，B错误；氡的半衰期为3.8天，经7.6天，即2个半衰期后，有15克氡衰变成新核，衰变成的新核仍具有质量，故取走的砝码要小于15克，天平才能再次平衡，C错误；钍核发生β衰变后，要释放能量，且生成的新核更稳定，则产生的新核的比结合能大于原来钍核的比结合能，D错误．‎ ‎6．D　由光路图知，b光的折射率大于a光的折射率，所以b光的光子能量大于a光的光子能量，a光是由能级n＝5向n＝2跃迁时发出的，从能级n＝4向n＝3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故A错误；从能级n＝4向n＝2跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故B错误；从能级n＝6向n＝3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故C错误；从能级n＝6向n＝2跃迁时发出的光子能量大于a光的光子能量，故D正确．‎ ‎7．B　谱线a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b比a的波长略短，则b光的频率比a光的频率略高，其光子的能量比a光光子的能量略大，所以谱线b是氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，B正确．‎ ‎8．C　氢原子由基态跃迁到激发态时，氢原子吸收光子，能量增大，轨道半径增大，根据k＝m知，电子动能减小，而其电势能增大，故A错误；基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，则电子电离后的最大初动能为Ekm＝hν－E1，因此电子最大速度大小为 ，故B错误；根据C＝3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子，故C正确；若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时所产生的光子能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的光子能量小于从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射的能量，不一定能使该金属发生光电效应，故D错误．‎ ‎9．CD　根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此A选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知B选项错误，D选项正确；一群处于n ‎＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以C选项正确．‎ ‎10．ACD　各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光的特征谱线来确定和鉴别物质，称为光谱分析．故A、C、D正确，B错误．‎ ‎11．答案：吸收　－E1　 解析：氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，原子能量增大，需要吸收能量．氢原子的基态能量为E1(E1<0)，则基态氢原子的电离能为－E1.根据能量守恒定律得hν＋E1＝mv2，解得电离后电子的速度大小为v＝.‎ ‎12．答案：(1)AD　(2)10　9.5×10－8‎ 解析：(1)由原子在某一级级跃迁最多发射谱线数C可知C＝1，C＝3，C＝6，C＝10，C＝15.‎ 由题意可知比原来增加5条光谱线，则调高电子能量前后，最高激发态的量子数分别可能为2和4,5和6……Δn＝2和Δn＝1.‎ 当Δn＝2时：‎ 原子吸收了实物粒子(电子)的能量，则调高后电子的能量 E≥E4－E1，E

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