《第四章 原子结构》试卷及答案-高中物理选择性必修第三册-教科版-2024-2025学年

《第四章原子结构》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。C.原子的电子层按照能量从低到高的顺序排列。D.原子的电子云密度分布是均匀的。2、以下关于玻尔原子模型的描述，错误的是：A.玻尔提出电子在原子轨道上做圆周运动。B.玻尔认为电子只能在某些特定的轨道上运动，这些轨道称为定态轨道。C.玻尔模型引入了量子化概念，即电子的能量是量子化的。D.玻尔模型解释了氢原子光谱的线状结构，但不能解释多电子原子的光谱。3、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子核是由质子和中子组成的，电子围绕原子核旋转。C.原子的电子层是按照电子能量从低到高的顺序排列的。D.原子的化学性质由原子核决定。4、以下哪个实验结果与玻尔原子模型相符？A.氢原子光谱的连续谱。B.电子在原子核周围的经典轨道运动。C.氢原子光谱的线状谱。D.电子在原子核周围做圆周运动的速度是恒定的。5、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子核是由中子和质子组成的，电子围绕原子核运动。C.原子核的半径大于电子云的半径。D.原子的化学性质主要由原子核决定。6、根据玻尔理论，氢原子中电子从高能级跃迁到低能级时：A.电子的动能增加，电势能减少，总能量减少。B.电子的动能减少，电势能增加，总能量减少。C.电子的动能减少，电势能减少，总能量增加。D.电子的动能增加，电势能增加，总能量增加。7、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子核由质子和中子组成，电子在原子核外作圆周运动。B.卢瑟福的α粒子散射实验表明，原子核带正电，且几乎集中在一个很小的体积内。C.玻尔模型认为电子在原子核外作椭圆轨道运动，轨道半径是不连续的。D.根据波尔理论，电子从较高能级跃迁到较低能级时，原子会吸收能量。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子核由质子和中子组成，电子在原子核外运动。B.原子的质量主要集中在原子核上，原子核的体积很小。C.电子云是描述电子在原子核外空间分布的概率密度，不是实物粒子。D.同位素是指质子数相同，中子数不同的原子。2、下列关于原子结构理论的陈述中，哪些是玻尔模型能解释的：A.氢原子光谱线是离散的，而不是连续的。B.电子在原子核外只能存在于特定的能级上。C.电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射特定频率的光子。D.玻尔模型可以解释所有元素的光谱线。3、以下关于原子结构的描述，正确的是（

）A.电子云是电子在原子核外空间一定范围内出现几率大小的形象化描述B.原子的能量是量子化的，即原子的能量只能取某些不连续的值C.原子核的半径随着原子序数的增加而单调增加D.在多电子原子中，不同电子层上的电子能量相同三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：以下四个关于原子结构的描述中，哪个描述是错误的？请选择并简要说明理由。A.氢原子核由一个质子组成。B.中子不带电，位于原子核中。C.原子核的体积相对于整个原子来说非常小。D.原子的化学性质主要取决于其核外电子的排布。第二题请根据下列各选项中的原子序数，判断其对应的元素名称，并将答案填入括号中：（1）原子序数为1的元素是：（）（2）原子序数为8的元素是：（）（3）原子序数为12的元素是：（）（4）原子序数为18的元素是：（）某元素的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，请回答以下问题：（1）该元素的原子序数是多少？（）（2）该元素位于元素周期表的第几周期和第几族？（）（3）该元素的化合价为多少？（）（4）该元素的常见化合物有哪些？（请写出至少两种）第三题题目：某原子核有12个质子和15个中子，求：（1）该原子的质量数；（2）该原子的电荷数；（3）该原子的中子数；（4）该原子的电子数（假设原子处于电中性状态）。第四题已知某元素的原子序数为17，其基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，求：（1）该元素在周期表中的周期数；（2）该元素的价电子数；（3）该元素与氯元素形成的化合物中，该元素的正化合价为多少？某元素原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，求：（1）该元素在周期表中的族序数；（2）该元素的电子层数；（3）该元素与氧元素形成的化合物中，该元素的负化合价为多少？第五题题目：某学生通过实验探究原子核的天然放射性现象。他收集了三种不同放射性的物质，分别标记为A、B、C。在相同时间内，他记录了三种物质放射出的α粒子、β粒子和γ射线的数量如下表所示：物质α粒子数量β粒子数量γ射线数量A1002050B501000C00150请回答以下问题：（1）根据实验数据，判断哪种物质放射出的粒子数量最多？（2）简述α粒子、β粒子和γ射线在原子结构中的作用或特点。（3）解释为什么B物质没有γ射线？《第四章原子结构》试卷及答案一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于原子结构的说法中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。C.原子的电子层按照能量从低到高的顺序排列。D.原子的电子云密度分布是均匀的。答案：C解析：选项A错误，因为电子虽然质量较小，但在原子中仍然占有重要地位。选项B错误，因为原子核中只含有带正电的质子和不带电的中子。选项D错误，电子云的密度分布是不均匀的，电子更集中在原子核附近。选项C正确，电子层确实按照能量从低到高的顺序排列。2、以下关于玻尔原子模型的描述，错误的是：A.玻尔提出电子在原子轨道上做圆周运动。B.玻尔认为电子只能在某些特定的轨道上运动，这些轨道称为定态轨道。C.玻尔模型引入了量子化概念，即电子的能量是量子化的。D.玻尔模型解释了氢原子光谱的线状结构，但不能解释多电子原子的光谱。答案：A解析：选项A错误，玻尔模型中电子在原子轨道上做的是量子化的圆周运动，而不是任意圆周运动。选项B正确，玻尔模型确实提出了电子只能在特定轨道上运动。选项C正确，玻尔模型引入了量子化的概念。选项D正确，玻尔模型虽然成功解释了氢原子的光谱，但对于多电子原子的复杂光谱无法解释。3、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子核是由质子和中子组成的，电子围绕原子核旋转。C.原子的电子层是按照电子能量从低到高的顺序排列的。D.原子的化学性质由原子核决定。答案：C解析：选项A中，虽然电子的质量确实很小，但并不是可以忽略不计，因为电子的质量对于原子的整体质量有影响。选项B中，电子确实围绕原子核旋转，但描述不够准确，因为电子的运动是量子化的，不是经典的旋转。选项D中，原子的化学性质主要由最外层电子决定，而不是原子核。因此，正确答案是C，原子的电子层是按照电子能量从低到高的顺序排列的。4、以下哪个实验结果与玻尔原子模型相符？A.氢原子光谱的连续谱。B.电子在原子核周围的经典轨道运动。C.氢原子光谱的线状谱。D.电子在原子核周围做圆周运动的速度是恒定的。答案：C解析：玻尔原子模型预测，电子在原子核周围只能处于特定的轨道上，并且当电子在这些轨道之间跃迁时，会发射或吸收特定频率的光子，这导致了氢原子光谱的线状谱。因此，与玻尔原子模型相符的实验结果是氢原子光谱的线状谱，正确答案是C。选项A的连续谱与玻尔模型不符，选项B和D描述的是经典物理中的电子运动，与玻尔模型不符。5、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。B.原子核是由中子和质子组成的，电子围绕原子核运动。C.原子核的半径大于电子云的半径。D.原子的化学性质主要由原子核决定。答案：B解析：A选项错误，虽然电子的质量非常小，但并不是可以忽略不计。B选项正确，原子核由中子和质子组成，电子确实围绕原子核运动。C选项错误，原子核的半径实际上非常小，远小于电子云的半径。D选项错误，原子的化学性质主要由最外层电子（价电子）决定，而不是原子核。6、根据玻尔理论，氢原子中电子从高能级跃迁到低能级时：A.电子的动能增加，电势能减少，总能量减少。B.电子的动能减少，电势能增加，总能量减少。C.电子的动能减少，电势能减少，总能量增加。D.电子的动能增加，电势能增加，总能量增加。答案：B解析：根据玻尔理论，当电子从高能级跃迁到低能级时，它会释放出能量，因此总能量减少。在这个过程中，电子的动能减少，因为它离原子核更近，速度变慢；同时，电势能增加，因为它受到原子核的吸引力增大。因此，B选项正确。7、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子核由质子和中子组成，电子在原子核外作圆周运动。B.卢瑟福的α粒子散射实验表明，原子核带正电，且几乎集中在一个很小的体积内。C.玻尔模型认为电子在原子核外作椭圆轨道运动，轨道半径是不连续的。D.根据波尔理论，电子从较高能级跃迁到较低能级时，原子会吸收能量。答案：B解析：卢瑟福的α粒子散射实验表明，原子核带正电，且几乎集中在一个很小的体积内，这是原子核式结构模型的基础。选项A中电子的运动轨迹描述不准确，现代物理学认为电子的运动不能用经典轨道来描述。选项C中玻尔模型认为电子在特定轨道上运动，但轨道是圆形而非椭圆形。选项D中，电子从较高能级跃迁到较低能级时，原子会释放能量而非吸收能量。因此，正确答案是B。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于原子结构的描述中，正确的是：A.原子核由质子和中子组成，电子在原子核外运动。B.原子的质量主要集中在原子核上，原子核的体积很小。C.电子云是描述电子在原子核外空间分布的概率密度，不是实物粒子。D.同位素是指质子数相同，中子数不同的原子。答案：ABCD解析：A选项正确，原子核确实由质子和中子组成，电子在原子核外运动。B选项正确，原子的质量主要集中在原子核上，因为质子和中子的质量远大于电子的质量，而原子核的体积相对于整个原子来说非常小。C选项正确，电子云是量子力学中用来描述电子在原子核外空间分布概率的一种模型，不是具体的实物粒子。D选项正确，同位素定义就是指具有相同质子数（即相同原子序数）但中子数不同的原子。2、下列关于原子结构理论的陈述中，哪些是玻尔模型能解释的：A.氢原子光谱线是离散的，而不是连续的。B.电子在原子核外只能存在于特定的能级上。C.电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射特定频率的光子。D.玻尔模型可以解释所有元素的光谱线。答案：ABC解析：A选项正确，玻尔模型能够解释氢原子光谱线的离散性，即能级是量子化的。B选项正确，玻尔模型提出电子只能存在于特定的能级上，不能存在于能级之间。C选项正确，玻尔模型解释了电子跃迁时吸收或发射光子的现象，这与能级的量子化有关。D选项错误，玻尔模型主要针对氢原子或类氢原子，不能解释所有元素的光谱线，尤其是多电子原子的复杂光谱。3、以下关于原子结构的描述，正确的是（

）A.电子云是电子在原子核外空间一定范围内出现几率大小的形象化描述B.原子的能量是量子化的，即原子的能量只能取某些不连续的值C.原子核的半径随着原子序数的增加而单调增加D.在多电子原子中，不同电子层上的电子能量相同答案：AB解析：A项正确，电子云是描述电子在原子核外空间出现几率的概率密度分布，而非具体位置。B项正确，根据量子力学原理，原子的能量是量子化的，即原子的能量只能取某些特定的值，这些值称为能级。C项错误，原子核的半径并不随着原子序数的增加而单调增加，而是呈现出一定的周期性变化。D项错误，在多电子原子中，不同电子层上的电子能量是不相同的，因为电子层之间的能量差异导致了能级的分立。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：以下四个关于原子结构的描述中，哪个描述是错误的？请选择并简要说明理由。A.氢原子核由一个质子组成。B.中子不带电，位于原子核中。C.原子核的体积相对于整个原子来说非常小。D.原子的化学性质主要取决于其核外电子的排布。答案：D解析：选项D的描述是错误的。原子的化学性质主要由其最外层电子（也称为价电子）的排布决定，因为这些电子参与化学反应。而原子核的组成（质子和中子）主要影响原子的质量和原子核的稳定性，但不直接决定原子的化学性质。选项A、B、C的描述都是正确的：氢原子核确实由一个质子组成，中子不带电且位于原子核中，原子核的体积相对于整个原子来说确实非常小。第二题请根据下列各选项中的原子序数，判断其对应的元素名称，并将答案填入括号中：（1）原子序数为1的元素是：（）（2）原子序数为8的元素是：（）（3）原子序数为12的元素是：（）（4）原子序数为18的元素是：（）某元素的原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，请回答以下问题：（1）该元素的原子序数是多少？（）（2）该元素位于元素周期表的第几周期和第几族？（）（3）该元素的化合价为多少？（）（4）该元素的常见化合物有哪些？（请写出至少两种）答案：（1）氢（2）氧（3）镁（4）氩（1）原子序数为16（2）第三周期、第ⅥA族（3）-2、+4、+6（4）二氧化硫（SO₂）、三氧化硫（SO₃）等解析：通过查阅元素周期表，可以找到每个元素对应的原子序数。（1）根据电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，可知该元素有16个电子，因此原子序数为16。（2）由于电子排布式中共有3个能级（1s、2s、2p、3s、3p），因此该元素位于第三周期。根据电子排布式中的电子数，可以确定该元素为第ⅥA族。（3）由于该元素的最外层电子数为6，其化合价可能为-2、+4、+6。（4）二氧化硫（SO₂）和三氧化硫（SO₃）是该元素的常见化合物。二氧化硫是一种无色气体，具有刺激性气味，是一种重要的工业原料。三氧化硫是一种无色、无味的液体，是一种重要的工业原料，用于生产硫酸等。第三题题目：某原子核有12个质子和15个中子，求：（1）该原子的质量数；（2）该原子的电荷数；（3）该原子的中子数；（4）该原子的电子数（假设原子处于电中性状态）。答案：（1）该原子的质量数为12+15=27；（2）该原子的电荷数为12（因为质子带正电，中子不带电）；（3）该原子的中子数为15；（4）该原子的电子数为12（假设原子处于电中性状态，即质子数等于电子数）。解析：（1）质量数是原子核中质子数和中子数的总和。因此，该原子的质量数为12个质子加上15个中子，得到27。（2）电荷数是指原子核中质子的数量，因为质子带正电，而中子不带电。所以，该原子的电荷数为12。（3）中子数就是原子核中中子的数量，题目中已给出为15。（4）在电中性状态下，原子中的质子数等于电子数，因为正电荷和负电荷数量相等。因此，该原子的电子数也是12。第四题已知某元素的原子序数为17，其基态原子的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，求：（1）该元素在周期表中的周期数；（2）该元素的价电子数；（3）该元素与氯元素形成的化合物中，该元素的正化合价为多少？某元素原子核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，求：（1）该元素在周期表中的族序数；（2）该元素的电子层数；（3）该元素与氧元素形成的化合物中，该元素的负化合价为多少？答案及解析：（1）该元素在周期表中的周期数为3，因为它有三个电子层。（2）该元素的价电子数为7，因为它在第三周期，3s²3p⁵表示其最外层有5个价电子。（3）该元素与氯元素形成的化合物中，该元素的正化合价为+5。因为氯元素在化合物中通常呈-1价，而该元素有7个价电子，所以需要失去2个电子才能与氯元素形成稳定化合