【优化设计】2015-2016学年高中物理 第十八章 原子结构测评A 新人教版选修3-5.doc

‎【优化设计】2015-2016学年高中物理 第十八章 原子结构测评A 新人教版选修3-5 ‎ ‎(基础过关卷)‎ 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)‎ ‎1.关于阴极射线的性质,下列说法正确的是(　　)‎ A.阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的 B.阴极射线本质是电子 C.阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电 D.阴极射线的比荷比氢原子小 解析:阴极射线是原子受激发射出的电子流,故选项A、C错,B对;电子电荷量与氢原子相同,但质量是氢原子的,故阴极射线的比荷比氢原子大,选项D错。‎ 答案:B ‎2.关于密立根“油滴实验”的科学意义,下列说法正确的是(　　)‎ A.证明电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元 B.提出了电荷分布的量子化观念 C.证明了电子在原子核外绕核转动 D.为电子质量的最终获得作出了突出贡献 解析:该实验第一次测定了电子的电荷量,由电子的比荷就可确定电子的质量,D正确。因带电体的电荷量均为某一个电荷量值(电子电荷量)的整数倍,故提出了电荷分布的量子化概念,B正确。‎ 答案:BD ‎3.根据玻尔模型,原子中电子绕核运转的半径(　　)‎ A.可以取任意值 B.可以在某一范围内取任意值 C.可以取一系列不连续的任意值 D.是一系列不连续的特定值 解析:电子的运转半径只能是一系列不连续的特定值。‎ 答案:D ‎4.玻尔的原子核模型解释原子的下列问题时,和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是(　　)‎ A.电子绕核运动的向心力,就是电子与核间的静电引力 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的能量不同 D.电子在不同轨道上运动时,静电引力不同 解析:选项A、C、D的内容卢瑟福的核式结构学说也有提及,而玻尔在他的基础上引入了量子学说,假设电子位于不连续的轨道上。‎ 答案:B ‎5.现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的)(　　)‎ A.　　　　B.k　　　　C.　　　　D.2k 解析:处在量子数为3的k个氢原子跃迁到量子数为2和量子数为1的氢原子个数各为,而处于量子数为2的个氢原子还会向量子数为1的基态跃迁,故发出的光子总数为k。‎ 答案:C 4‎ ‎6.一群处于基态的氢原子吸收某种光子后,向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子,且ν1>ν2>ν3,则(　　)‎ A.被氢原子吸收的光子的能量为hν1‎ B.被氢原子吸收的光子的能量为hν2‎ C.ν1=ν2+ν3‎ D.hν1=hν2+hν3‎ 解析:氢原子吸收光子能向外辐射出三种频率的光子,说明氢原子从基态跃迁到了第三激发态,在第三激发态不稳定,又向低能级跃迁,发出光子,其中第三能级跃迁到第一能级的光子能量最大,为hν1,从第二能级跃迁到第一能级的光子能量比从第三能级跃迁到第二能级的光子能量大,其能级跃迁图如图所示。由能量守恒可知,氢原子一定是吸收了能量为hν1的光子,且关系式hν1=hν2+hν3,ν1=ν2+ν3正确,故正确选项为A、C、D。‎ 答案:ACD ‎7.处于n=3的激发态的大量氢原子向基态跃迁的过程中,只有一种光子不能使某金属W产生光电效应,则下列说法正确的是(　　)‎ A.不能使金属W产生光电效应的是从n=3激发态跃迁到基态发出的光子 B.不能使金属W产生光电效应的是从n=2激发态跃迁到基态发出的光子 C.若光子从n=4激发态跃迁到n=3激发态,一定不能使金属W产生光电效应 D.若光子从n=4激发态跃迁到n=2激发态,一定不能使金属W产生光电效应 解析:只有光子能量大于金属逸出功时才能发生光电效应,从n=3能级向n=2能级跃迁时光子能量最小,选项A、B错误;因E42>E32,故可能发生光电效应,选项D错误;E43ΔE32>ΔE43,νa>νb>ν43,B错;速度v=λ水ν,C对;氢原子在n=2的能级吸收能量超过3.4 eV的光子能电离,D错。‎ 答案:C 二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)‎ ‎11.(8分)玻尔模型给出氢原子核外电子的两个可能轨道的半径之比为r1∶r2=1∶4,则两轨道上电子的周期之比T1∶T2=　　　　,线速度大小之比为　　　　。 ‎ 解析:玻尔的原子理论表明:氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动,其向心力由原子核对它的库仑引力来提供。由=mr()2得电子绕核做圆周运动的周期为T=,故T1∶T2==1∶8,又根据v=得v1∶v2==2∶1。‎ 答案:1∶8　2∶1‎ ‎12.(8分)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　　　　。 ‎ 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。‎ 答案:ν 三、计算题(本题共3小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎13.(14分)已知氢原子量子数为n的能级值为En= eV,试计算处于基态的氢原子吸收频率为多少的光子,电子可以跃迁到n=2的轨道上?‎ 解析:氢原子基态时的能量为E1= eV=-13.6 eV 氢原子在n=2能级的能量为 E2= eV=-3.4 eV 氢原子由基态跃迁到n=2轨道需要的能量为 ΔE=E2-E1=[-3.4-(-13.6)] eV=10.2 eV=1.63×10-18 J 根据玻尔理论hν=ΔE得 ν= Hz=2.46×1015 Hz。‎ 答案:2.46×1015 Hz ‎14.(14分)如图所示,氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子。问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。‎ 4‎ 解析:氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,满足:‎ hν=En-E2=2.55 eV,‎ En=hν+E2=-0.85 eV。‎ 所以n=4。‎ 基态氢原子要跃迁到n=4的能级,应提供 ΔE=E4-E1=12.75 eV。‎ 跃迁图如图所示 答案:见解析 ‎15.(16分)将氢原子电离,就是从外部给电子能量,使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。‎ ‎(1)若要使n=2激发态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子?‎ ‎(2)若用波长为200 nm的紫外线照射该氢原子,则电子飞到离核无穷远处时的速度多大?(电子电荷量e=1.6×10‎-19 C,电子质量me=0.91×10‎-30 kg)‎ 解析:(1)n=2时,E2= eV=-3.4 eV。‎ 所谓电离,就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n=∞的轨道,n=∞时,E∞=0。‎ 所以,要使处于n=2激发态的原子电离,电离能至少应为ΔE=E∞-E2=3.4 eV,‎ ν= Hz=8.21×1014 Hz。‎ ‎(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E0=hν=6.63×10-34× J=9.945×10-19 J,‎ 电离能ΔE=3.4×1.6×10-19 J=5.44×10-19 J,‎ 由能量守恒:hν-ΔE=mev2,‎ 代入数据解得v=9.95×105 m/s。‎ 答案:(1)8.21×1014 Hz ‎(2)9.95×‎105 m/s 4‎