高中物理人教版5第十八章原子结构单元测试（全国一等奖）

第十八章单元测试题一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分)1．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2．高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图1所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成电场的等势面。设α粒子经过a、b、c三点时的速度为va、vb、vc，则其关系为（）A．va<vb<vc B．vc<vb<vaC．vb<va<vc D．vc<va<vb3．在氢原子光谱中，可见光区域中有14条，其中有4条属于巴耳末系，其颜色为一条红色，一条蓝色，两条紫色。它们分别是从n＝3、4、5、6能级向n＝2能级跃迁时产生的，则（）A．红色光谱线是氢原子从n＝6能级到n＝2能级跃迁时产生的B．紫色光谱线是氢原子从n＝6或n＝5能级向n＝2能级跃迁时产生的C．若从n＝6能级跃迁到n＝1能级将产生红外线D．若从n＝6能级跃迁到n＝2能级所辐射的光子不能使某金属产生光电效应，则从n＝6能级向n＝3能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属产生光电效应4．一个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为×10－7m，已知氢原子的能级示意图如图2所示，普朗克常量h＝×10－34J·s，电子电荷量e＝×10－19C，则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是（取三位有效数字）（）A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级C．从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级5．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图3所示为μ氢原子的能级图。假定用动能为E的电子束照射容器中大量处于n＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于E的取值正确的是（）A．E＝eVB．E＞eVC．eV＜E＜eVD．只能等于eV6．（多选）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7．（多选）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做出了突出贡献8．（多选）在粒子散射实验中，当在粒子最接近原子核时，关于描述粒子的有关物理量符合下列哪种情况（）A．动能最小B．势能最小 C．粒子与金原子核组成的系统能量最小 D．粒子所受金原子核的斥力最大9．（多选）有关氢原子光谱的说法正确的是（）A．氢原子的发射光谱是连续谱B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关二、填空题(本题包括2小题，共18分)10．(10分)一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图5所示，氢原子可能发射________种频率的光于；氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是________eV；用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，________金属能发生光电效应。几种金属的逸出功金属铯钙镁钛逸出功W/eV11.(6分)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，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________(普朗克常量为h)。三、计算题(本题包括2小题，共28分)12.（12分）氢原子核外电子的电荷量为e,它绕核运动的最小轨道半径为r0，试求出电子绕核做圆周运动时的动能，以及电子所在轨道处的电场强度的大小。若已知电子质量为m13．（16分）氢原子能级图如图6所示，由能级图求：（1）如果有很多氢原子处于n＝3的能级，在原子回到基态时，可能产生哪几种跃迁？出现几种不同光谱线？（2）如果用动能为11eV的外来电子去激发处于基态的氢原子，可使氢原子激发到哪一个能级上？（3）如果用能量为11eV的外来光去激发处于基态的氢原子，结果又如何？

参考答案1．B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．2．C解析α粒子和原子核都带正电，相互排斥，当α粒子靠近原子核时，电场力做负功，α粒子动能减小，va>vb。当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vc>vb，又因为从a到c的整个过程中电场力对α粒子做正功。故va<vc，所以vc>va>vb，选项C正确。3．B解析其能级跃迁图如图所示，由图可以看出n＝6到n＝2的能量最大则应为紫光，A错．n＝5到n＝2是其次最值，故也应为紫光，因此B正确。从n＝6到n＝1的能级差大于n＝6到n＝2能级差，故将产生紫外线，C错。从n＝6到n＝2跃迁辐射的光子不能使该金属发生光电效应，则其他的就更不能使该金属发生光电效应，因此D错。4．D解析波长为×10－7m的光子能量E＝heq\f(c,λ)＝eq\f×10－34×3×108,×10－7)J≈×10－18J≈eV，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级的过程中释放的，故D项正确。5．C解析因为μ氢原子吸收能量后至多发出6种不同频率的光，所以μ氢原子被激发到n＝4的激发态，因此有eV＜E＜eV，即C选项正确。6．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。7．BD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。8．AD解析粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故粒子动能减小，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。9．BC解析原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于氢原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱；原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光．综上所述，选项A、D错，B、C对。10．6铯解析从n＝4的能级跃迁，可能发射6种频率的光子；从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级，发出的光子能量hν＝E4－E2＝，此值大于铯的逸出功，所以可使金属铯发生光电效应。11．越大eq\r(\f(2hν＋E1,m))解析根据玻尔理论可知，氢原子中的电子离核越远，氢原子的能量越大，由eq\f(1,2)mv2＝hν＋E1，可得v＝eq\r(\f(2hν＋E1,m))。12．Ek=ke解析建立经典原子模型，电子绕原子核做匀速圆周运动的向心力由库仑力提供由牛顿第二定律：ke2由点电荷的场强公式，得：E=k由牛顿第二定律知ke2r13．(1)出现三种光谱线(2)n＝2的能级(3)不能使氢原子激发解析(1)对于处于n＝3的很多氢原子而言，在它们回到n＝1的基态时，可能观测到三条不同频率的光谱线，其频率分别为×1015Hz、×1014Hz、×1015Hz(2)从氢原子能级图可以推算出：氢原子从n＝1的能级激发到n＝2的能级时所需吸收的能量ΔE21＝E2－E1＝－－(－eV＝如果氢原子从n＝1的能级激发到n＝3的能级，那么所需吸收的能量为ΔE31＝E3－E1＝－(－eV＝因为外来电子的能量E电＝11eV，和上述计