粤教版高中物理选修35 第三章 原子结构之谜 单元测试.docx
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粤教版高中物理选修35第三章原子结构之谜单元测试
2019-2019学年粤教版高中物理选修3-5第三章原子结构之谜单元测试
一、单n加油选题
1.下列说法中正确的是（）
n加油A. α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B. 一个氢原子中n加油的电子从半径为ra的轨道自发地直接跃迁至半径为rn加油b的轨道，已知ra＞rb，则在此过程中原子不辐射某n加油一频率的光子
C. 根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢n加油原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小
D. 正负电子对湮灭技n加油术是一项较新的核物理技术．一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律n加油是有适用范围的
2.玻尔提出的氢原子结构理论主要依n加油据的现象是（ ）n加油
A. α粒子散射实验的现象
B. 中子轰n加油击铀核发生裂变的现象
C. 原子核的天然放射性现象 n加油 D. 低压氢气放电管中的氢气在高电压作用下发光，产生线状谱线的现象
3.n加油关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（ ）n加油
A. 不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己n加油的特征谱线
B. 原子的n加油特征谱线可能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的
C. 可以用n加油特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分
Dn加油. 原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据
4n加油.关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（）n加油
A. 不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线
Bn加油. 原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的n加油
C. 可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确n加油定物质的组成成分
D. 原子的特征谱线是原子具n加油有核式结构的有力证据
5.根据氢原子能级图（如图）可判断（ ）
A. n加油氢原子跃迁时放出的光子的能量是连续的 n加油 B. 欲使处于基态的氢原子激发，可用11eV的光子照射
C. 处于基态的氢n加油原子能量最大 D. 电n加油子的轨道半径越小，氢原子能量越小
6.关于n加油天然放射现象，下列说法正确的是（ ）n加油
A. α射线是由氦原子核衰变产生
B. β射线n加油是由原子核外电子电离产生
C. 半衰期表示放n加油射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关
D.n加油 γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
7.下列说法正确的是（）n加油
A. α粒子散射实验证明了原子核还可以再分
B. 天然放n加油射现象的发现揭示了原子的核式结构
C. 分别用X射线和绿光照射同一金属表面都n加油能发生光电效应，但用X射线照射时光电子的最大初动能n加油较小
D. 基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光n加油子
二、多选题
8.下列叙述中不符合历史事实的是（ ）n加油
A. .卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复n加油杂结构
B. 查德威克发现质子，核反应方程式是
N+
HE→
O+n加油
H．
C. 玻尔理论成功地解释了氢原子的发光现象n加油
D. 贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构
9.如图n加油所示为氢原子的能级图．现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说n加油法正确的是（ ）
A. 氢原子由nn加油=3跃迁到n=2能级时，其核外电子的动能n加油将减小
B. 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光
C. n加油这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10n加油.2eV
D. 氢原子由n=3跃迁到nn加油=1产生的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
10.如图所n加油示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=n加油3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子n加油，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（ n加油）
A. 从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短
Bn加油. 这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应
C. n加油金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
D. 从n=n加油3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最n加油大初动能
三、填空题
11.按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢n加油原子的能量________（选填“越大”或“越小”）．已知氢原子的基态n加油能量为E1（E1＜0），电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为νn加油的光子被电离后，电子速度大小为________（n加油普朗克常量为h）．
12.如图所示为氢原子的能n加油级图，n为量子数．若氢原子由n=3跃迁到n=2的过程释放出的光子恰好能使n加油某种金属产生光电效应，则一群处于n=4的氢原n加油子在向基态跃迁时，产生的光子中有________种频率的光子能使n加油该金属产生光电效应，其中光电子的最大初动能Ekm=________n加油eV．
13.在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深n加油入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请图中各射n加油线的名称：
1射线是________，2射线是________，3射线是n加油________．
四、解答题
14.氢原子基态的能量n加油为
。
大量氢原子处于某一激发态。
由这些氢原子可能发出的所有n加油光子中，频率最大的光子能量为
，频率最小的光子的能量为多少eV（保留2n加油位有效数字），这些光子可具有几种不同的频率。
五、综合题
15.氢原n加油子处于基态时，原子的能量为E1=﹣13.6eV，当处于n=3的激发态时，能量n加油为E3=﹣1.51eV，则：
（1）当氢原子从n=n加油3的激发态跃迁到n=1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？
（2）若n加油要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波n加油照射原子？
（3）若有大量的氢原子处于n=3的激发态，则在跃迁过程n加油中可能释放出几种频率的光子？
其中最长波长是多少？
n加油
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】n加油A
【解析】【解答】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子核式结构模型，故An加油正确；
B、电子从半径大的ra的轨道自发地直接跃迁至半径小的rb的n加油轨道时，必须辐射一定频率的光子，故B不正确；
C、玻尔理论可知n加油，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减n加油小，核外电子的运动速度增大，故C错误；
D、一对正负电子对湮灭后生n加油成光子，说明质量对应着一定能量，不能说明质量守恒定n加油律是有适用范围的，故D错误；
故选：
A
【分析】A、卢瑟福n加油通过α粒子散射实验建立模型；
B、当半径增加时，则必须吸收n加油能量，当半径减小时，则必须释放能量；
C、辐射出一n加油个光子后，氢原子的电势能减小，动能增大；
D、由质能方程可知，质量对应一定的能n加油量；
2.【答案】D
【解析】【解答】解：
n加油A、α粒子散射实验的现象得出了原子核式结构模型．故A错误．
B、中n加油子轰击铀核发生裂变是核电站的主要原理．故B错误．
C、原子核的天n加油然放射现象说明原子核内部有复杂结构．故C错误．
D、低压氢气放电管中的氢气在n加油高电压作用下发光，产生线状谱线的现象，用核式结构模型无法解释，在这基础上，玻尔n加油提出了氢原子结构理论，用能量的量子化进行解释．故D正确．
故选Dn加油．
【分析】玻尔提出的氢原子结构理论主要n加油依据是氢原子光谱为线状谱．
3.【答案】D
【解析】【解答】每种n加油原子都有自己的特征谱线，不同原子的发光频率是不一样n加油的，每种原子都有自己的特征谱线，原子的特征谱线可n加油能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的，故选项An加油、B、C正确；α粒子散射实验是原子具有核n加油式结构的有力证据，故选项D错误。
【分析】原子的结构决定n加油原子的特征谱线，可以鉴别物质及成分，说明原n加油子内部电子处于不同能级，即电子的轨道是量子化的。
4.【答案】n加油D
【解析】【解答】A、每种原子都有自己的特n加油征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质．故A正确．
B、n加油原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时n加油放出光子而形成的；故B正确；
C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成n加油分，不可以深入了解原子的内部结构．故C正确，Dn加油错误
本题选错误的；故选：
D．
【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光n加油栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图n加油案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光n加油谱有两种类型：
连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到n加油紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤n加油气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线n加油光谱．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的n加油特征谱线
5.【答案】D
【解析】【解n加油答】解：
A、由于能级是量子化的，能级差是量子n加油化的，则辐射的光子能量是量子化的，不是连续的，故A错误．
n加油B、要使基态的氢原子受到激发发生跃迁，吸收的光子能量必n加油须等于两能级间的能级差，11eV的能量不等于两能级间的能n加油级差，不能被吸收，氢原子不会受到激发，故B错误．
n加油C、能量子越大，氢原子的能量越大，故C错误．n加油
D、电子的轨道半径越小，能量子越小，氢原子能量越小，故D正确．
故n加油选：
D．
【分析】能级差是不连续的，吸收或辐射的光子能量等于两能级的能级差，n加油所以光子能量不连续．轨道半径越小，原子能量越小．
6n加油.【答案】C
【解析】【解答】A、α射线是具有放射性的元素的n加油原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核n加油中释放出来．故A错误；B、β射线是具有放射性的n加油元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高n加油速电子即β粒子．故B错误；
C、半衰期表示放射n加油性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关，故C正确；
D、γ射线是原子核n加油在发生α衰变和β衰变时产生的能量以γ光子的形式释放．故D错误；
故选：
n加油C．
【分析】β衰变中产生的电子是原子核中的一个中子转化而来的；α衰变n加油过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），n加油并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核．β衰变过程中n加油，一个原子核释放一个β粒子（电子）．半衰期表示放射性元素n加油衰变的快慢，半衰期取决于原子核与外界因素无关．
7.【答案】D
【解析】【n加油解答】A、α粒子散射实验提出原子核式结构，故A错误；
B、n加油天然放射现象的发现揭示了原子核的复杂结构，故B错误；
C、X射线的频率n加油大于绿光，当都能发生光电效应时，则用X射线照射时光电子的最大初动n加油能较大，故C不正确；
D、当基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，n加油因不稳定，则会向基态跃迁，可能发射多种频率的光子，故D正确；n加油
故选：
D
【分析】α粒子散射实验提出原子核式结构；天然放射现象揭示了原子核复n加油杂结构；当发生光电效应时，入射光的频率越大，则最大初动能越大；原子吸n加油收能量后，跃迁到激发态，因不稳定，则向基态跃迁，从而会发射多种n加油频率的光子，从而即可求解
二、多选题
8.【答案】A,n加油B
【解析】【解答】解：
A、卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子核式结n加油构学说，而不是为了证实卢瑟福原子结构而设计了α粒子n加油散射实验，故A错误．
B、卢瑟福提出了中子的存在n加油，查德威克发现了中子，故B不符合．
C、玻尔引入n加油了量子理论，从而成功地解释了氢原子光谱的原因，故C符合．
D、贝克勒尔发现天然n加油放射现象，说明原子核具有复杂的结构，故D符合；n加油
本题选择不符合的，故选：
AB．
【分析】本题涉及到原子物理部分的n加油物理学史，根据科学家的贡献进行一一解答．
9n加油.【答案】B,D
【解析】【解答】解：
n加油A、氢原子由n=3跃迁到n=2能级时，氢原子放出光子，则能量减小，n加油轨道半径减小，
根据k
=m
知，电子动能增大，A不符合题意；n加油
B、根据
=3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子．B符合题意．
n加油C、氢原子由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大n加油能量为13.6﹣1.51eV=12.09eV．C不n加油符合题意；
D、氢原子由n=3跃迁到n=1能级，辐射的光子能量为12.0n加油9eV，大于逸出功，能发生光电效应．D符合题意．
n加油故答案为：
BD．
【分析】本题目主要考察的是氢原子能级和跃迁的问题，电子n加油向低能级跃迁向外辐射光子，相应的光子能量为能n加油级差值，同理吸收适当能量的光子，电子就会向高能级跃迁。
10.【答案n加油】C,D
【解析】【解答】解：
A、B这群氢原子能发出n加油三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=Em﹣Enn加油（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量n加油最大，由E=hγ=h
得知，频率最高，波长最n加油短．故A错误；
B、金属钠的逸出功为2.49eV，n=3跃迁到nn加油=2时所发出光能量为：
E=﹣1.51﹣（﹣3.40n加油）=1.89ev＜2.49eV，不能发生光电效应，故B错误；
C、D、n加油从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，光照射逸n加油出功为2.49eV的金属钠，所发出的光电子的初动能最大，根据爱因斯坦光电n加油效应方程得，EK=hγ﹣W=（E3﹣E1）﹣W=[﹣1.51﹣（﹣13.6）n加油]﹣2.49=9.60eV．故C正确，Dn加油正确．
故选：
CD．
【分析】根据玻尔理论分析氢原子发出的三n加油种频率不同的光的波长、频率关系．从n=3跃迁到n=1所发出的光能量n加油最大，产生金属钠表面所发出的光电子的初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程求出n加油初动能的最大值．
三、填空题
11.【答案】越n加油大；
【解析】【解答】解：
（1）氢原子中的电子离n加油原子核越远，则能级越高，氢原子能量越大．
根据能量守恒得，
mn加油v2=hγ+E1，则γ=
．
故答n加油案为：
越大；
．
【分析】轨道半径越大，能级越高，能n加油量越大．当吸收的能量等于氢原子基态能量时，电子发生电离，根据能量守恒求出电子电n加油离后的速度．
12.【答案】5；10.86
【解析】【解答】解：
因为n加油氢原子由n=3跃迁到n=2的过程释放出的光子恰n加油好能使某种金属产生光电效应，即逸出功W0=E3﹣E2n加油=3.4﹣1.51eV=1.89eV．
从n=4跃迁到n=1、2，从n加油n=3跃迁到n=1、2，从n=2跃迁到n=n加油1辐射的光子能量大于等于逸出功，则有5种频率的光子能使该金属产生光电效应．n加油
从n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大，为12.75eV，根据n加油光电效应方程得，光电子的最大初动能Ekm=n加油hv﹣W0=12.75﹣1.89eV=10.86eV．
故答案为：
5，10.n加油86．
【分析】解决本题的关键是要知道光电效应产生的条件，能级跃迁时辐射的n加油光子能量等于两能级间的能级差，结合光电效应方程，灵活运用.
13.【答n加油案】β；γ；α
【解析】【解答】三种射线在匀强磁场中向上运动时，αn加油射线带正电荷，可以判断它将向右偏转，即图中n加油的3射线是α射线；
β射线带负电荷，可以判断它n加油将向左偏转，即图中的1射线是β射线；γ射线不带电，不偏转，即图中的2射线是γn加油射线；
故答案为：
β射线，γ射线，α射线．
【分析】该题通过带电粒子n加油在磁场中运动，考查三种射线的特性，α射线带正电荷，在磁场中根据左手定则判n加油定向右偏转；β射线带负电荷，偏转的方向与α射线相反；γn加油射线不带电，不偏转；由此可以判定．
四、解答题
1n加油4.【答案】0.31eV, 10
【解析】【解答】频率最n加油大的光子能量为
，即
解得
即n=5，从nn加油=5能级开始，共有
10种不同频率的光子，频率最小的光子能量为是从
最小n加油为
【分析】解决本题的关键知道能级间跃迁满足的规律，能级差越大n加油，辐射的光子能量越大，光子频率越大，波长越小。
五、综合题
15.【答案】
（1）n加油解：
根据能级之间能量差公式：
△E=Em﹣En得：
△E13=E3﹣E1=n加油﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）=12.09eV；
光子的能量与n加油波长之间的关系：
△E=
所以从n=3激发态跃迁到n=1发n加油射光的波长：
λ=
=
m=1.03×10﹣7m
答：
当氢原子从n加油n=3的激发态跃迁到n=1的基态时，向外辐射的光子的波长是1.03×10﹣7n加油m；
（2）解：
要使处于基态的氢原子电离n加油，照射光光子的能量应能使电子从第1能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁n加油波的光子能量应为：
hγ=0﹣E1；
得：
γ=
n加油=
=3.3×1015Hz，
答：
若要使处于基态的氢原子电n加油离，至少要用3.3×1015Hz频率的电磁波照射原子；
（3）解：
当n加油大量氢原子处于n=3能级时，可释放出的光n加油子频率种类为：
N=
=3
据玻尔理论在这n加油3种频率光子中，当氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射n加油的光子波长最长
依据En=
E1，那么E2=
（﹣13n加油.6）=﹣3.4eV
因此
=E3﹣En加油2；
λ=
=
=6.58×10﹣7m；
答：
n加油若有大量的氢原子处于n=3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出3种频率的n加油光子，其中最长波长是6.58×10﹣7m．
【解析】【分析】根据级n加油之间能量差公式：
△E=Em﹣En，再根据光子的能量与波长的关系即可n加油求出；
由题意可知基态的氢原子吸收电子的全部动n加油能刚好发生电离列出等式求解；
能级间跃迁辐射或吸收的光子能量必n加油须等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子能量越大，频率越大，波长越小．
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