2019-2020年高中物理 第18章 原子結(jié)構(gòu)限時(shí)測(cè)試題 新人教版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 第18章 原子結(jié)構(gòu)限時(shí)測(cè)試題 新人教版選修3-5一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第16小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第710小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1(襄州一中、棗陽(yáng)一中、宜城一中、曾都一中xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中聯(lián)考)下列四幅圖涉及到不同的物理知識(shí),其中說(shuō)法不正確的是()A圖甲:普朗克通過(guò)研究黑體輻射提出能量子的概念,成為量子力學(xué)的奠基人之一B圖乙:玻爾理論指出氫原子能級(jí)是分立的,所以原子發(fā)射光子的頻率是不連續(xù)的C圖丙:盧瑟福通過(guò)分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D圖?。焊鶕?jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣,可以說(shuō)明電子具有粒子性答案:D解析:根據(jù)物理學(xué)史可知A、B、C正確;根據(jù)電子束通過(guò)鋁箔后的衍射圖樣,說(shuō)明電子具有波動(dòng)性,故D錯(cuò)誤。2(毫州xxxx學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))如圖所示為粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置,粒子打到熒光屏上都會(huì)引起閃爍,若將帶有熒光屏的顯微鏡分別放在圖中A、B、C、D四處位置。則這四處位置在相等時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的閃爍次數(shù)符合事實(shí)的是()A1305、25、7、1B202、405、625、825C1202、1010、723、203D1202、1305、723、203答案:A解析:根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,大多數(shù)粒子能按原來(lái)方向前進(jìn),少數(shù)粒子方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn),極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)超過(guò)90,甚至有的被反向彈回。所以在相等時(shí)間內(nèi)A處閃爍次數(shù)最多,其次是B、C、D三處,并且數(shù)據(jù)相差比較大,所以只有選項(xiàng)A符合事實(shí)。3如圖所示,實(shí)線表示金原子核電場(chǎng)的等勢(shì)線,虛線表示粒子在金核電場(chǎng)中散射時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)粒子通過(guò)a、b、c三點(diǎn)時(shí)速度分別為va、vb、vc,電勢(shì)能分別為Ea、Eb、Ec,則()Avavbvc,EbEaEcBvbvcva,EbEaEcCvbvavc,EbEaEcDvbvaEaEc答案:D解析:金原子核和粒子都帶正電,粒子在接近金核過(guò)程中需不斷克服庫(kù)侖力做功,它的動(dòng)能減小,速度減小,電勢(shì)能增加;粒子在遠(yuǎn)離金核過(guò)程中庫(kù)侖力不斷對(duì)它做功,它的動(dòng)能增大,速度增大,電勢(shì)能減小。因此這三個(gè)位置的速度大小關(guān)系和電勢(shì)能大小關(guān)系為vbvaEaEc。4原子能級(jí)的示意圖如圖所示,大量氫原子從n4的能級(jí)向n2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光a,從n3的能級(jí)向n2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光b,則()A氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出射線B氫原子從n4的能級(jí)向n3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線C在水中傳播時(shí),a光較b光的速度小D氫原子在n2的能級(jí)時(shí)可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離答案:C解析:本題考查氫原子的能級(jí)躍遷問(wèn)題,氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)不會(huì)輻射出射線,A錯(cuò),氫原子從n4的能級(jí)向n2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光,則從n4能級(jí)向n3躍遷時(shí)不會(huì)輻射出紫外線,B錯(cuò)。由題意知,a光頻率高于b光頻率,所以在水中a光較b光速度小,C正確,氫原子躍遷時(shí)可吸收的光的能量是量子化的,D錯(cuò),正確答案C。5如圖(1)所示為氫原子的能級(jí),圖(2)為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)的輻射光,則譜線b是氫原子()A從n3的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)的輻射光B從n5的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)的輻射光C從n4的能級(jí)躍遷到n3的能級(jí)時(shí)的輻射光D從n1的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)的輻射光答案:B解析:由圖(2)看出b譜線對(duì)應(yīng)的光的頻率大于a譜線對(duì)應(yīng)的光的頻率,而a譜線是氫原子從n4能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)的輻射光,所以b譜線對(duì)應(yīng)的能級(jí)差應(yīng)大于n4與n2間的能級(jí)差,故選項(xiàng)B正確。6紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體,利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離子的能級(jí)圖如圖所示,E1是基態(tài),E2是亞穩(wěn)態(tài),E3是激發(fā)態(tài),若以脈沖氙燈發(fā)出的波長(zhǎng)為1的綠光照射晶體,處于基態(tài)的鉻離子受到激發(fā)而躍遷到E3,然后自發(fā)地躍遷到E2,釋放波長(zhǎng)為2的光子,處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光就是激光,這種激光的波長(zhǎng)為()A. B.C.D答案:A解析:由題意知E3E1hE3E2hE2E1h由式解得,故A選項(xiàng)正確。7以下說(shuō)法正確的是()A進(jìn)行光譜分析可以用連續(xù)光譜,也可以用吸收光譜B光譜分析的優(yōu)點(diǎn)是非常靈敏而且迅速C線狀光譜和吸收光譜都可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析D攝下月球的光譜可以分析出月球上有哪些元素答案:BC解析:光譜分析既可以用線狀譜也可以用吸收光譜,但不能用連續(xù)譜,A錯(cuò),C對(duì);利用光譜分析時(shí),樣品中元素達(dá)到1010g就可以被檢測(cè)到,靈敏度很高,B對(duì);月亮本身不發(fā)光,它的光是反射的太陽(yáng)光,故通過(guò)分析月亮的光譜可以分析太陽(yáng)的大氣中所含的元素,但分析不出月球上有哪些元素,D錯(cuò)。8.圖示為氫原子的部分能級(jí)圖。關(guān)于氫原子能級(jí)的躍遷,下列敘述中正確的是()A用能量為10.2eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)B用能量為11.0eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)C用能量為14.0eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子電離D大量處于基態(tài)的氫原子吸收了能量為12.09eV的光子后,能輻射3種不同頻率的光答案:ACD解析:用能量為10.2eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n2的激發(fā)態(tài),A對(duì);用12.09eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n3的激發(fā)態(tài),所以可判D正確,B錯(cuò)誤;若用14.0eV的光子照射,可使基態(tài)氫原子電離,C正確。9(黃岡中學(xué)xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)如圖所示為氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖,一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài),在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射出光子,用這些光子照射逸出功為2.49eV的金屬鈉,下列說(shuō)法正確的是()A這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光,其中從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)B這群氫原子在輻射光子的過(guò)程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小,電勢(shì)能增大C能發(fā)生光電效應(yīng)的光有三種D金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能是9.60eV答案:AD解析:由3躍遷到2的光子能量1.89eV,由3躍遷到1的光子能量12.09eV,由2躍遷到1的光子能量10.2eV,故一共有3種頻率的光;由光子能量h 可知由3躍遷到2的光子頻率最小,波長(zhǎng)最大,故選項(xiàng)A正確;由m可知:距離減小,動(dòng)能變大,電勢(shì)能減小,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;發(fā)生光電效應(yīng),必須使入射光能量大于逸出功,故有兩種光可以發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;光電子最大初動(dòng)能為最大光子能量減去逸出功,即12.09eV2.49eV9.60eV,故選項(xiàng)D正確。10.如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光下列說(shuō)法正確的是()A最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的B頻率最小的光是由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的C這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光D用由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)答案:CD解析:由hEmEn知,從n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí),波長(zhǎng)最短,頻率最大,衍射現(xiàn)象最不明顯,故A、B錯(cuò)誤;躍遷過(guò)程中,共能發(fā)出6種不同頻率的光,C正確;由n2躍遷到n1的能級(jí)時(shí),輻射光子的能量E21E2E110.2eV6.34eV,故D正確。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題,每小題6分,共18分。把答案直接填在橫線上)11.陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運(yùn)動(dòng)的粒子流。若在如圖所示的陰極射線管中部加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),陰極射線將向_(外、里、上、下)偏轉(zhuǎn);若使陰極射線不偏轉(zhuǎn),可在勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域再加一大小合適、方向垂直紙面向_(外、里)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。答案:下外解析:陰極射線帶負(fù)電,在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中受向下的庫(kù)侖力作用,將向下偏轉(zhuǎn);要使陰極射線不偏轉(zhuǎn),應(yīng)使其再受一豎直向上的洛倫茲力與庫(kù)侖力平衡,由左手定則可判斷磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。12(黃岡中學(xué)xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn),獲得了重要發(fā)現(xiàn):(1)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,下列說(shuō)法正確的是_。A證明了質(zhì)子的存在B證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)(2)英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用粒子轟擊金箔,發(fā)現(xiàn)了粒子的散射實(shí)驗(yàn)。下列圖中,O表示金原子核的位置,則能正確表示該實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)金原子核附近的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的是圖中的_。答案:(1)C(2)B解析:(1)由粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,即認(rèn)為原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里,故選項(xiàng)C正確。(2)速度方向與原子核共線的粒子原路返回,兩側(cè)的發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),但是不會(huì)從一側(cè)跨向另一側(cè),故選項(xiàng)B正確。13(揚(yáng)州市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期末)一群氫原子處于量子數(shù)n4的能級(jí)狀態(tài),氫原子的能級(jí)圖如圖所示,氫原子可能發(fā)射_種頻率的光于;氫原子由量子數(shù)n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)輻射光子的能量是_eV; 用n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí)時(shí)輻射的光子照射下表中幾種金屬,_金屬能發(fā)生光電效應(yīng)。幾種金屬的逸出功金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1答案:62.55銫解析:從n4的能級(jí)躍遷,可能發(fā)射6種頻率的光子;從n4的能級(jí)躍遷到n2的能級(jí),發(fā)出的光子能量hE4E22.55eV,此值大于銫的逸出功,所以可使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)。三、論述計(jì)算題(共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10分)為了測(cè)定帶電粒子的比荷,讓這個(gè)帶電粒子垂直電場(chǎng)飛進(jìn)平行金屬板間,已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,在通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的兩金屬板間后,測(cè)得偏離入射方向的距離為d,如果在兩板間加垂直電場(chǎng)方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直粒子的入射方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則粒子恰好不偏離原來(lái)方向(如圖),求q/m的值。答案:解析:僅加電場(chǎng)時(shí)d()()2,加復(fù)合場(chǎng)時(shí)Bqv0Eq。由以上兩式可得。15(10分)氫原子處于n2的激發(fā)態(tài),能量E23.4eV,則(1)若要使處于n2的激發(fā)態(tài)的氫原子電離,要用多大頻率的電磁波照射該原子?(2)若用波長(zhǎng)為200nm的紫外線照射處于n2的激發(fā)態(tài)的氫原子,則電子飛到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)的動(dòng)能是多少?答案:(1)8.211014Hz(2)4.511019J解析:(1)由Eh知Hz8.211014Hz(2)由能量守恒可知,電子飛到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)的動(dòng)能為EkhE2J3.41.61019J4.511019J16(11分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量,從而發(fā)生能級(jí)躍遷(在碰撞中,動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個(gè)具有13.6eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對(duì)心正碰,問(wèn)是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷?(氫原子能級(jí)如圖所示)答案:不能解析:設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0,完全非彈性碰撞后兩者的速度為v,損失的動(dòng)能E被基態(tài)氫原于吸收。若E10.2eV,則基態(tài)氫原子可由n1躍遷到n2,由動(dòng)量守恒和能量守恒有:mv02mvmvmv2mv2EmvEk13.6eV由得,Emv6.8eV因?yàn)镋6.8eV10.2eV所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷。17(11分)(濰坊市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期質(zhì)檢)已知?dú)湓幽芗?jí)圖如圖所示,氫原子質(zhì)量為mH1.671024kg。設(shè)原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n5的能級(jí)狀態(tài)。(1)求大量氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),可能發(fā)射出多少種不同頻率的光;(2)若躍遷后光子沿某一方向飛出,且光子的動(dòng)量可以用p表示(h為普朗克常量,為光子頻率,c為真空中光速),求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率。(保留三位有效數(shù)字)答案:(1)10(2)4.17m/s解析:(1)可以有nC10種不同頻率的光輻射。(2)由題意知?dú)湓訌膎5能級(jí)躍遷到n1能級(jí)時(shí),氫原子具有最大反沖速率。氫原于發(fā)生躍遷時(shí)輻射出的光子能量為EE|E5E1|開始時(shí),將原子(含核外電子)和即將輻射出去的光子作為一個(gè)系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律可得:mHvHp光0光子的動(dòng)量p光,Eh氫原子速度為vH,代入數(shù)據(jù)解得vH4.17m/s。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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