2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)單元檢測(cè)3 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)單元檢測(cè)3 新人教版選修3-5 一、選擇題(每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確) 1．在盧瑟福進(jìn)行的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是(　　) A．正電荷在原子中是均勻分布的 B．原子的正電荷以及絕大部分質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上 C．原子中存在帶負(fù)電的電子 D．原子核中有中子存在 2．如圖所示，＋Q表示金原子核，α粒子射向金核時(shí)被散射，其偏轉(zhuǎn)軌道可能是圖中的(　　) A．b B．c C．d D．e 3．氫原子的基態(tài)能量為E1，如圖所示，四個(gè)能級(jí)圖能正確代表氫原子能級(jí)的是(　　) 4．利用氫氣光譜管發(fā)光，可以產(chǎn)生氫的線狀譜，這些譜線的產(chǎn)生是由于(　　) A．大量氫原子處于不同的激發(fā)狀態(tài)，從而輻射不同頻率的光子 B．大量氫原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷，從而輻射不同頻率的光子 C．大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激發(fā)態(tài)躍遷，從而輻射不同頻率的光子 D．大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激發(fā)態(tài)躍遷，從而吸收不同頻率的光子 5．關(guān)于太陽(yáng)光譜，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．太陽(yáng)光譜是吸收光譜 B．太陽(yáng)光譜中的暗線，是太陽(yáng)光經(jīng)過太陽(yáng)大氣層時(shí)某些特定頻率的光被吸收后而產(chǎn)生的 C．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析太陽(yáng)的物質(zhì)組成 D．根據(jù)太陽(yáng)光譜中的暗線，可以分析地球大氣層中含有哪些元素 6．氫原子從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B時(shí)，釋放頻率為ν1的光子；氫原子從能級(jí)B躍遷到能級(jí)C時(shí)，吸收頻率為ν2的光子。若ν2＞ν1，則氫原子從能級(jí)C躍遷到能級(jí)A時(shí)，將(　　) A．吸收頻率為ν2－ν1的光子 B．吸收頻率為ν2＋ν1的光子 C．釋放頻率為ν2－ν1的光子 D．釋放頻率為ν2＋ν1的光子 7．如圖所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)。若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．原子A可能輻射出3種頻率的光子 B．原子B可能輻射出3種頻率的光子 C．原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4 D．原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4 8．欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下列措施可行的是(　　) A．用10.2 eV的光子照射 B．用11 eV的光子照射 C．用14 eV的光子照射 D．用11 eV的電子碰撞 二、填空題(每小題10分，共20分，把答案填在相應(yīng)的橫線上或括號(hào)內(nèi)) 9．1911年盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，α粒子發(fā)生了________(選填“大”或“小”)角度散射現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。若用動(dòng)能為1 MeV的α粒子轟擊金箔，則其速度約為________m/s。(質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.6710－27 kg,1 MeV＝1106 eV) 10．按照玻爾原子理論，氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量________(選填“越大”或“越小”)。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1＜0)，電子質(zhì)量為m，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為________(普朗克常量為h)。 三、計(jì)算題(每小題16分，共32分) 11．如下圖所示為氫原子最低的四個(gè)能級(jí)，當(dāng)氫原子在這些能級(jí)間躍遷時(shí)，求： (1)有可能放出幾種能量的光子？ (2)在哪兩個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí)，所發(fā)出光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)？波長(zhǎng)是多少？ 12．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離可以估算原子核的大小。現(xiàn)有一個(gè)α粒子以2.0107 m/s的速度去轟擊金箔，若金原子的核電荷數(shù)為79，求該α粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為，α粒子質(zhì)量為6.6410－27 kg)。 參考答案 1. 答案：B　解析：α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福認(rèn)為只有原子的幾乎全部質(zhì)量和正電荷都集中在原子中心的一個(gè)很小的區(qū)域，才有可能出現(xiàn)α粒子的大角度散射，選項(xiàng)B正確。 2. 答案：B　解析：α粒子的入射方向沿直線b，受金原子核的斥力作用，粒子不可能沿b、e、d運(yùn)動(dòng)，c軌道才符合排斥力的作用，軌道偏向力的方向，B選項(xiàng)對(duì)。 3. 答案：C　解析：根據(jù)氫原子能級(jí)圖特點(diǎn)：上密下疏，再聯(lián)系各激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量關(guān)系，故C正確。 4. 答案：B　解析：大量氫原子從較高的能級(jí)向較低的能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出不同頻率的光，從而產(chǎn)生線狀譜。 5. 答案：AB　解析：太陽(yáng)是高溫物體，它發(fā)出的白光通過溫度較低的太陽(yáng)大氣層時(shí)，某些特定頻率的光會(huì)被太陽(yáng)大氣層中的某些元素的原子吸收，從而使我們觀察到的太陽(yáng)光譜是吸收光譜，因此，選項(xiàng)A、B正確。分析太陽(yáng)的吸收光譜可知太陽(yáng)大氣層的物質(zhì)組成，而某種物質(zhì)要觀測(cè)到它的吸收光譜，要求它的溫度不能太低，也不能太高，否則會(huì)直接發(fā)光，由于地球大氣層的溫度很低，太陽(yáng)光通過地球大氣層時(shí)不會(huì)被地球大氣層中的物質(zhì)原子吸收，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 6. 答案：C　解析：從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B時(shí)，有 EA－EB＝hν1① 從能級(jí)B躍遷到能級(jí)C時(shí)，有 EC－EB＝hν2② 由①②兩式可得EC－EA＝h(ν2－ν1)， 因ν2＞ν1，所以EC＞EA，則從能級(jí)C躍遷到能級(jí)A時(shí)，放出光子，光子頻率為ν2－ν1，故選項(xiàng)C正確。 7. 答案：B　解析：根據(jù)氫原子能級(jí)理論，處于激發(fā)態(tài)的氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)放出相應(yīng)頻率的光子。氫原子向較高能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)吸收相應(yīng)頻率的光子。氫原子A在第二能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)只能放出一種頻率的光子，再躍遷到第四能級(jí)需要更多的能量。 8. 答案：ACD　解析：由玻爾理論可知，氫原子在各能級(jí)間躍遷時(shí)，只吸收能量值剛好等于某兩個(gè)能級(jí)之差的光子。由氫原子能級(jí)圖不難知道10.2 eV剛好等于n＝2和n＝1兩能級(jí)之差，而11 eV則不是氫原子基態(tài)和任一定態(tài)能量之差，故處于基態(tài)的氫原子只吸收前者被激發(fā)，而不吸收后者。對(duì)于14 eV的光子，其能量大于氫原子的電離能(即13.6 eV)，足以使處于基態(tài)的氫原子電離，使電子成為自由電子，因而不受玻爾躍遷條件的束縛。用電子去碰撞氫原子時(shí)，入射電子的動(dòng)能可全部或部分地被氫原子吸收。所以如果入射電子的動(dòng)能大于基態(tài)和某個(gè)激發(fā)態(tài)的能量之差，也可以使氫原子激發(fā)。綜上可知本題正確選項(xiàng)為A、C、D。 9. 答案：大　6.9106 解析：盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)α粒子沒有大的偏轉(zhuǎn)，少數(shù)發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，盧瑟福抓住了這個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；1 MeV＝11061.610－19 J＝，解得v＝6.9106m/s。 10. 答案：越大　 解析：根據(jù)玻爾理論可知，氫原子中的電子離核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大，由可得。 11. 答案：(1)6　(2)由第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷　1.8810－6 m 解析：要放出光子，原子只能從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，當(dāng)它們躍遷時(shí)，有的氫原子由n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3，然后再躍遷到n＝2直到n＝1的基態(tài)，或由n＝3直接到n＝1；也有的氫原子由n＝4直接躍遷到n＝2或n＝1等，對(duì)大量的氫原子而言，發(fā)生上述各種躍遷都是可能的。根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，可求出放出光子的種類，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子，能量最小，因而波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子應(yīng)由能級(jí)差最小的躍遷發(fā)出。 (1)由可得(種)。 (2)氫原子由第4能級(jí)向第3能級(jí)躍遷時(shí)，能級(jí)差最小，輻射的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)，根據(jù) hν＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV ＝1.8810－6 m。 12. 答案：2.710－14 m 解析：當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，α粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，設(shè)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為d，則 ， ＝2.710－14 m。