2019年高中物理 第18章 原子結(jié)構(gòu)綜合檢測(cè) 新人教版選修3-5一、選擇題(本題共7小題，每小題6分，共42分每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)1玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有()A原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做加速運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量B原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子D電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率【解析】A、B、C三項(xiàng)都是玻爾提出來(lái)的假設(shè)，其核心是原子定態(tài)概念的引入與能級(jí)躍遷學(xué)說(shuō)的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量狀態(tài)與電子繞核運(yùn)動(dòng)不同的圓軌道相對(duì)應(yīng)，是經(jīng)典理論與量子化概念的結(jié)合電子躍遷輻射的能量為hEmEn與電子繞核做的圓周運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)【答案】ABC2關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()A陰極射線是電子打在玻璃管壁上產(chǎn)生的B陰極射線本質(zhì)是電子C陰極射線在電磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)表明陰極射線帶正電D陰極射線的比荷比氫原子核小【解析】陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子流，故A、C錯(cuò)，B對(duì)；電子帶電量與氫原子相同，但質(zhì)量是氫原子的，故陰極射線的比荷比氫原子大，D錯(cuò)【答案】B3關(guān)于特征譜線的說(shuō)法正確的是()明線光譜中的明線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線明線光譜中的明線是特征譜線，吸收光譜中的暗線不是特征譜線明線光譜中的明線不是特征譜線，吸收光譜中的暗線是特征譜線同一元素的明線光譜的明線與吸收光譜的暗線是相對(duì)應(yīng)的A只有B只有C只有D只有【解析】由于原子發(fā)光只發(fā)出特定頻率的光，光譜為線狀譜；而當(dāng)白光通過(guò)這種物質(zhì)時(shí)，同樣也只吸收相應(yīng)頻率的光而形成暗線，由此可知、正確，選C.【答案】C4按照玻爾理論，一個(gè)氫原子的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到一半徑為rb的圓軌道上，rarb，此過(guò)程中()A原子要輻射一系列頻率的光子B原子要吸收一系列頻率的光子C原子要輻射某一頻率的光子D原子要吸收某一頻率的光子【解析】從某一軌道直接躍遷到另一軌道，只能輻射或吸收一特定頻率的光子；再根據(jù)rarb，從較遠(yuǎn)軌道向較近軌道躍遷，即從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，要輻射光子，故C正確【答案】C5(xx德州檢測(cè))氫原子的核外電子在某三個(gè)相鄰能級(jí)間躍遷時(shí)，可發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的輻射光已知其中的兩個(gè)波長(zhǎng)分別為1和2，且12，則另一個(gè)波長(zhǎng)可能是()A12 B12C.D【解析】原子可以輻射三種頻率的光，根據(jù)題中條件可以得出，可能是，也可能是.由得3，由得3，所以C、D正確【答案】CD6已知金屬鈣的逸出功為2.7 eV，氫原子的能級(jí)圖如圖1所示，一群氫原子處于量子數(shù)n4能級(jí)狀態(tài)，則()圖1A氫原子可能輻射6種頻率的光子B氫原子可能輻射5種頻率的光子C有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)D有4種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng)【解析】由N知，氫原子可能放出6種頻率的光子，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)；原子由n4向低能級(jí)躍遷放出的6種頻率的光子中，由hEmEn，知有3種頻率的光子的能量大于金屬鈣的逸出功2.7 eV，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)【答案】AC7欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，下列措施可行的是()A用10.2 eV的光子照射B用11 eV的光子照射C用14 eV的光子照射D用11 eV的電子碰撞【解析】由氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)可算出，10.2 eV剛好為氫原子n1和n2的兩能級(jí)之差，而11 eV則不是氫原子基態(tài)和任一激發(fā)態(tài)的能量之差，因而氫原子不能吸收11 eV的光子對(duì)于14 eV的光子，其能量大于氫原子的電離能(13.6 eV)，足以使氫原子電離，使電子脫離核的束縛而成為自由電子，因而不受氫原子能級(jí)間躍遷條件的限制用電子去碰撞原子時(shí)，入射電子的動(dòng)能可以部分或全部被氫原子吸收，所以只要入射電子動(dòng)能大于或等于基態(tài)和某個(gè)激發(fā)態(tài)能量之差，也可以使氫原子激發(fā)【答案】ACD二、非選擇題(本題共5小題，共58分計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)8(10分)(1)鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子光電子從金屬表面逸出的過(guò)程中，其動(dòng)量的大小_(選填“增大”“減小”或“不變”)，原因是_(2)已知?dú)湓犹幵诘谝?、第二激發(fā)態(tài)的能級(jí)分別為3.40 eV和1.51 eV，金屬鈉的截止頻率為5.531014Hz，普朗克常量h6.631034Js.請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷，氫原子從第二激發(fā)態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)過(guò)程中發(fā)出的光照射金屬鈉板，能否發(fā)生光電效應(yīng)【解析】(2)氫原子放出的光子能量EE2E1，代入數(shù)據(jù)得E1.89 eV金屬鈉的逸出功W0hc，代入數(shù)據(jù)得W02.3 eV因?yàn)镋<W0，所以不能發(fā)生光電效應(yīng)【答案】(1)減小光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功)(2)不能9(10分)當(dāng)氫原子從n2的能級(jí)躍遷到n1的能級(jí)時(shí)，計(jì)算所輻射的光子能量，頻率和波長(zhǎng)【解析】輻射光子的能量等于兩個(gè)能級(jí)的能量差，結(jié)合公式Eh進(jìn)行計(jì)算解：根據(jù)EneV，E213.6 eV3.4 eV，E113.6 eV13.6 eV, 輻射光子的能量為EE2E13.4 eV(13.6)eV10.2 eV.光子的頻率為 Hz2.461015 Hz，光子的波長(zhǎng)為 m1.22107m【答案】10.2 eV2.461015Hz1.22107 m10(12分)(xx江陰高二檢測(cè))氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量為E113.6 eV，問(wèn)：(1)氫原子在n4的定態(tài)時(shí)，可放出幾種光子？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，要用多大頻率的電磁波照射此原子？【解析】如圖所示，原子處于n1的定態(tài)，這時(shí)原子對(duì)應(yīng)的能量最低，這一定態(tài)是基態(tài)，其他的定態(tài)均是激發(fā)態(tài)，原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)，不穩(wěn)定，會(huì)自動(dòng)地向基態(tài)躍遷，而躍遷的方式又多種多樣要使處于基態(tài)的氫原子電離，就是要使氫原子第一條軌道上的電子獲得能量脫離原子核的引力束縛由圖可知可以放出6種光子(2)由hEE113.6 eV2.1761018J得 Hz3.281015 Hz.【答案】(1)6種(2)3.281015Hz11(12分)氫原子光譜除了巴耳末系外，還有萊曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式為R()，n4,5,6，R1.10107m1.若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域，試求：(1)n6時(shí)，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)？(2)帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多少？n6時(shí)，傳播頻率為多大？【解析】(1)帕邢系公式R()，當(dāng)n6時(shí)，得1.09106m.(2)帕邢系形成的譜線在紅外線區(qū)域，而紅外線屬于電磁波，在真空中以光速傳播，故波速為光速c3108 m/s；由v得，傳播頻率Hz2.751014Hz.【答案】(1)1.09106m(2)3108m/s2.751014Hz圖212(14分)如圖2為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有動(dòng)能是E(eV)的某個(gè)粒子與處在基態(tài)的一個(gè)氫原子在同一直線上相向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生碰撞已知碰撞前粒子的動(dòng)量和氫原子的動(dòng)量大小相等碰撞后氫原子受激發(fā)躍遷到n5的能級(jí)(粒子的質(zhì)量mx與氫原子的質(zhì)量mH之比為k)求：(1)碰前氫原子的動(dòng)能；(2)若有一群氫原子處在n5的能級(jí)，會(huì)輻射出幾種頻率的光？其中頻率最高的光子能量多大？【解析】(1)設(shè)v和vH分別表示碰前粒子和氫原子的速率，由題意可知，mxvmHvH0，Emxv2，mxkmH，由以上幾式可得EHmHvkE.(2)會(huì)輻射出10種不同頻率的光EE5E10.54 eV(13.60) eV13.06 eV.【答案】(1)kE(2)10種13.06 eV