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2018-2019学年高二上学期第十八单元训练卷
物 理 （二）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．下列说法不正确的是( )
A．密立根通过阴极射线在电场、磁场中的运动发现了电子，并测量出电子的电量e
B．1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子从而证实质子是原子核的组成部分
C．爱因斯坦提出的质能关系E＝mc2表明物体的能量和质量间存在密切的联系
D．1900年普朗克提出了 能量子概念，解决了黑体辐射问题
2．下列有关原子核式结构理论的理解不正确的是( )
A．原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转
3．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，与卢瑟福的核式结构学说观点是相同的( )
A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力
B．电子只能在一些不连续的轨道上运动
C．电子在不同轨道上运动时能量不同
D．电子在不同轨道上运动时静电引力不同
4．氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在1.61 eV～3.10 eV范围内，则下列说法正确的是( )
A．氢原子能量状态由n＝2能级跃迁到n＝1能级，放出光子为可见光
B．大量氢原子处于n＝4能级时，向低能级跃迁能发出6种频率的光子
C．处于基态的氢原子电离需要释放13.6 eV的能量
D．氢原子处于n＝2能级时，可吸收2 eV能量的光子跃迁到高能级
5．按照玻尔理论，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。已知ν1＞ν2，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将( )
A．吸收频率为ν1－ν2 的光子 B．吸收频率为ν1＋ν2 的光子
C．释放频率为ν1－ν2 的光子 D．释放频率为ν1＋ν2的光子
6．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线( )
A．2 B．3 C．4 D．6
7．用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则( )
A．ν1＞ν0 B．ν3＝ν2＋ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D．
8．“秒”是国际单位制中的时间单位，它等于133Cs原子基态的两个超精细能级之间跃迁时所辐射的电磁波周期的9192631770倍。据此可知，该两能级之间的能量差为（普朗克常量h＝6. 63×10－34 J·s) ( )
A．7.21×10－24 eΝ B．6.09×10－24 eΝ C．3.81×10－5 eΝ D．4.50×10－5 eΝ
9．根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是( )
A．线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线
B．线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线
C．线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线是特征谱线
D．同一元素的线状谱的明线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的
10．根据玻尔理论，氢原子核外电子能级图如图所示，下列说法中正确的是( )
A．按照玻尔理论，E1＝－13.6 eV是电子处于基态的势能
B．按照玻尔理论，E1＝－13.6 eV是电子处于基态的势能和动能之和
C．按照玻尔理论，从n＝4的一群电子跃迁到n＝1时，能发出6种不同频率的光子
D．按照玻尔理论，从n＝4的一群电子跃迁到n＝1时，能发出3种不同频率的光子
11．已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是( )
A．产生的光子的最大频率为
B．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小
C．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
D．若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E2的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子
12．用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子，停止照射后，发现该容器内的氢能释放出三种不同波长的光子，它们的能量最大值是与最小值分别是( )
A． B．
C． D．
二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离，可以估算原子核的大小。现有一个α粒子，以2.0×107 m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离。(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为，α粒子质量为6.64×10-27 kg)
14．(14分)氢原子的能级图如图所示，氢原子从n＝m的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出能量为2.55 eV的光子。
(1)最少要给基态的氢原子提供多少能量，才能使它跃迁到n＝m的能级？
(2)请画出处于一群n＝m能级的氢原子可能的辐射跃迁图。
15．(16分)氢原子处于基态时，原子的能量E1＝－13.6 eV，已知电子的电荷量e＝1.6×10-19 C，电子的质量m＝0.91×10-30 kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1＝0.53×10-10 m。
(1)氢原子核外电子的绕核运动，则氢原子处于n＝2的定态时，核外电子运动的周期多大？处于n＝2定态与n＝4定态的电子运动周期之比为多少? （用k、e、r1、m表示，rn＝n2r1，不要求代入数据）
(2)若要使处于n＝2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？
(3)若已知钠的极限频率为6.00×1014 Hz，今用一群处于n＝4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？(其中h＝6.63×10-34 J·s)
2018-2019学年高二上学期第十八单元训练卷
物 理（二）答 案
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．【答案】A
【解析】汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，密立根用油滴法测量出电子的电量，故A说法错误；1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子从而证实质子是原子核的组成部分，故B说法正确；爱因斯坦提出的质能关系E＝mc2表明物体的能量和质量间存在密切的联系，故C说法正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，故D正确。
2．【答案】B
【解析】原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子，A正确；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确。
3．【答案】ACD
【解析】玻尔和卢瑟福的原子模型都提出了电子绕原子核运动，是电子与核之间的静电引力提供向心力，观点相同，故A正确；玻尔的原子模型提出电子只能在一些不连续的轨道上运动，而卢瑟福的原子模型没有，观点不同，故B错误；玻尔的原子模型继承了卢瑟福的原子模型，对原子能量和轨道引入了量子化的假设，电子在不同轨道上运动时的能量不同，静电力也不同，故C、D正确。
4．【答案】B
【解析】氢原子能量状态由n＝2能级跃迁到n＝1能级，放出光子的能量为E＝－3.4eV－(13.6)eV＝10.2eV，不在可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，故A错误；大量氢原子处于n＝4能级时，向低能级跃迁能发出种，故B正确；处于基态的氢原子电离需要吸收13.6eV的能量，故C错误；氢原子吸收光子的能量一定要等于两个能级的能级差，没有两个能级差等于2eV，故D错误。
5．【答案】A
【解析】氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子，则；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子，则；已知ν1＞ν2，则能级C的能量小于能级A的能量。氢原子从能级C跃迁到能级A吸收光子，且，解得：，故A项正确。
6．【答案】D
【解析】氢原子光谱中只有两条巴耳末系，即是从n＝3，n＝4轨道跃迁到n＝2轨道，故电子的较高能级应该是在n＝4的能级上。然后从n＝4向n＝3，n＝2，n＝1跃迁，从n＝3向n＝2，n＝1，从n＝2向n＝1跃迁，故这群氢原子自发跃迁时最大能发出条不同频率的谱线，故选D。
7．【答案】B
【解析】大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n＝3能级向低能级跃迁。n＝3能级向n＝1能级跃迁时，hν3＝E3－E1；n＝2能级向n＝1能级跃迁时，hν2＝E2－E1；n＝3能级向n＝2能级跃迁时，hν1＝E3－E2；将以上三式变形可得 hν3＝hν2+hν1；解得 ν3＝ν2+ν1，所以B正确。
8．【答案】C
【解析】因为E＝hν，ν＝1/T，则两极间的能级差E＝h/T＝6.63×10−34×9192631770J≈6.09×10−24J＝3. 81×10－5eV，故C正确。
9．【答案】CD
【解析】根据光谱理论知，明线光谱与吸收光谱都能表示元素的特点，都是元素的特征谱线，而同一元素的线状谱与吸收光谱都是一一对应的，C、D正确。
10．【答案】BC
【解析】A、B项：按照玻尔理论，E1＝－13.6eV是电子处于基态的势能和动能之和，故A错误，B正确；
C、D项：根据，知最多激发出6中不同频率的光子，故C正确，D错误。
11．【答案】BC
【解析】大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁，产生光子的最大频率为第3能级到第1能级，则最大频率为γ＝（E3−E1）/h，故A错误；当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，放出光子，能量减小，轨道半径也会减小，故B正确；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，则逸出功为E2－E1；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，故C正确；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把−E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故D错误。
12．【答案】AB
【解析】由题意可知，氢原子吸收能量后跃迁到第三能级，则吸收的能量等于n＝1和n＝3能级间的能级差，即单色光的能量也就是辐射光子的最大能量为：Emax＝hν1＝．又hν1＝hν2+hν3＝．最小能量为：Emin＝hν3＝，故选A、B。
二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．【解析】当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则
14．【解析】(1)氢原子从的能级跃迁到的能级时，辐射光子的频率应满足：
解得：
结合题图可知： ，基态氢原子要跃迁到的能级应提供的能量为：
(2)辐射跃迁图如图所示。
15．【解析】(1)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力提供向心力，有：
其中r2＝4r1
解得：T2:T4＝1:8
(2)要使处于n＝2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：
得 ＝8.21×1014Hz
(3)由于钠的极限频率为6.00×1014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为
eΝ＝2.486 eV
一群处于n＝4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有E41、E31、E21、E42四条谱线可使钠发生光电效应。
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