《（全國通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 新人教版選修3-5.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 新人教版選修3-5.doc（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第十八章 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測
本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。
第Ⅰ卷(選擇題 共40分)
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選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)
1．(湖北省孝感一中、應(yīng)城一中等五校2018屆高三上學(xué)期期末)下列關(guān)于玻爾原子理論及氫原子能級的說法，正確的是( D )
A．原子中的電子在某一定態(tài)時，電子做加速運(yùn)動，向外輻射能量
B．原子中的電子運(yùn)行軌道分布是連續(xù)的
C．一群氫原子從n＝3能級向n＝1能級躍遷，最多能發(fā)出兩種不同顏色的光子
D．氫原子的核外電子由一個能級躍遷到另一個能級吸收光子時，氫原子的能量增大
解析：原子處于定態(tài)的能量狀態(tài)時，雖然電子做加速運(yùn)動，但并不向外輻射能量，故A錯誤；原子的能量是量子化的，所以原子中的電子運(yùn)行軌道分布是不連續(xù)的，故B錯誤；一群氫原子從n＝3能級向n＝1能級躍遷，最多能發(fā)出3種不同顏色的光子，故C錯誤；氫原子的核外電子由一個能級躍遷到另一個能級吸收光子時，氫原子的能量增大，故D正確。
2．下面是歷史上的幾個著名實驗的裝置圖，其中發(fā)現(xiàn)電子的裝置是( A )
解析：湯姆孫利用氣體放電管研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子。
3．如圖所示，實線表示金原子核電場的等勢線，虛線表示α粒子在金核電場中散射時的運(yùn)動軌跡。設(shè)α粒子通過a、b、c三點時速度分別為va、vb、vc，電勢能分別為Ea、Eb、Ec，則( D )
A．va>vb>vc，Eb>Ea>Ec B．vb>vc>va，Eb>Ea>Ec
C．vb>va>vc，Eb>Ea>Ec D．vb
Ea>Ec
解析：金原子核和α粒子都帶正電，α粒子在接近金核過程中需不斷克服庫侖力做功，它的動能減小，速度減小，電勢能增加；α粒子在遠(yuǎn)離金核過程中庫侖力不斷對它做功，它的動能增大，速度增大，電勢能減小。因此這三個位置的速度大小關(guān)系和電勢能大小關(guān)系為vbEa>Ec。
4．(江蘇徐州市2015～2016學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示為氫原子能級示意圖的一部分，一群原來處于n＝4能級的氫原子躍遷到n＝1能級的過程中( B )
A．放出三種頻率不同的光子
B．放出六種頻率不同的光子
C．氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動的動能將減小
D．從n＝4的能級躍遷到n＝3的能級時，輻射出的光子的波長最短
解析：根據(jù)C＝6知，氫原子可能輻射6種頻率的光子，故A錯誤，B正確；核外電子從高軌道躍遷到低軌道運(yùn)轉(zhuǎn)動能增大，C錯誤；根據(jù)ΔE＝h可知選項D錯誤。
5．α粒子散射實驗中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因為( C )
A．α粒子與電子根本無相互作用
B．α粒子受電子作用的合力為零，是因為電子是均勻分布的
C．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計
D．電子很小，α粒子碰撞不到電子
解析：α粒子與電子之間存在著相互作用力，這個作用力是庫侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有α粒子質(zhì)量的1/7300，碰撞時對α粒子的運(yùn)動影響極小，幾乎不改變運(yùn)動方向，就象一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，故答案為C。
6．如圖(1)所示為氫原子的能級，圖(2)為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時的輻射光，則譜線b是氫原子( B )
A．從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時的輻射光
B．從n＝5的能級躍遷到n＝2的能級時的輻射光
C．從n＝4的能級躍遷到n＝3的能級時的輻射光
D．從n＝1的能級躍遷到n＝2的能級時的輻射光
解析：由圖(2)看出b譜線對應(yīng)的光的頻率大于a譜線對應(yīng)的光的頻率，而a譜線是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝2能級時的輻射光，所以b譜線對應(yīng)的能級差應(yīng)大于n＝4與n＝2間的能級差，故選項B正確。
7．(浙江省湖州市2017～2018學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖為氫原子能級圖，用波長為λ1的a光照射一群處于基態(tài)的氫原子，發(fā)出3種頻率的光；用波長為λ2的b光照射一群處于基態(tài)的氫原子，能發(fā)出6種頻率的光。則( CD )
A．a(chǎn)光的波長λ1小于b光的波長λ2
B．a(chǎn)光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子能發(fā)出9種頻率的光
C．a(chǎn)光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，波長最短的是λ2
D．a(chǎn)光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，光子能量差最大值為12.09eV
解析：用波長為λ1的a光照射一群處于基態(tài)的氫原子，發(fā)出3種頻率的光，說明躍遷到了n＝3能級，即E3－E1＝；同理用波長為λ2的b光照射一群處于基態(tài)的氫原子，能發(fā)出6種頻率的光，說明躍遷到了n＝4能級，即E4－E1＝；則a光的波長λ1大于b光的波長λ2，選項A錯誤；a光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子同樣只能發(fā)出6種頻率的光，選項B錯誤；a光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，頻率最大的是從n＝4到n＝1，即波長最短的是λ2，選項C正確；a光、b光同時照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，光子能量最大值為從n＝4到基態(tài)的躍遷，對應(yīng)的能量為(－0.85eV)－(－13.6eV)＝12.75eV；光子能量最小為n＝4到n＝3的躍遷，對應(yīng)的能量為(－0.85eV)－(－1.51eV)＝0.66eV；光子能量差最大值為12.75eV－0.66eV＝12.09eV，選項D正確。
8．(南昌2015～2016學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是( AC )
A．若在D1、D2之間不加電場和磁場，則陰極射線應(yīng)打到最右端的P1點
B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)
C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)
D．若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線向上偏轉(zhuǎn)
解析：實驗證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項C正確，選項B的說法錯誤；加上垂直紙面向里的磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力作用，要向下偏轉(zhuǎn)，因而選項D錯誤；當(dāng)不加電場和磁場時，電子所受的重力可以忽略不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項A的說法正確。
9．氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于基態(tài)的氫原子受到光子能量為12.75eV的紫外線照射后而發(fā)光。從這一
群氫原子所發(fā)出的光中取一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為相互分離的x束光，這x束光都照射到逸出功為4.8eV的金屬板上(如圖乙所示)，在金屬板上有y處有光電子射出，則有( BC )
A．x＝3 B．x＝6
C．y＝3 D．y＝6
解析：處于基態(tài)的氫原子吸收能量為12.75eV紫外線光子后躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，這樣氫原子將輻射出6種能量的光子，其中有3種光子的能量大于該金屬板的逸出功(4.8eV)，所以x＝6，y＝3，故選項B、C正確。
10．有兩個質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與它發(fā)生碰撞。已知碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收，從而使該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后此原子向低能級躍遷，并放出光子。若氫原子碰撞后放出一個光子，已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1＜0)。則速度v0可能為( CD )
A． B．
C． D．
解析：由動量守恒定律有mv0＝2mv，碰撞過程損失的動能為ΔE＝mv－2mv2，由能級躍遷知識有ΔE至少為由n＝2的能級躍遷至基態(tài)時的能量變化，則ΔE＝E2－E1＝－E1，聯(lián)立解得v0＝，故選項C、D正確。
第Ⅱ卷(非選擇題 共60分)
二、填空題(共2小題，每小題7分，共14分。把答案直接填在橫線上)
11．按照玻爾原子理論，氫原子中的電子從離原子核較近的軌道躍遷到離原子核較遠(yuǎn)的軌道，要__吸收__(選填“釋放”或“吸收”)能量。已知氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，電子的質(zhì)量為m，則基態(tài)氫原子的電離能為__－E1__，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子后被電離，電離后電子的速度大小為__v＝__。
解析：氫原子中的電子從離原子核較近的軌道躍遷到離原子核較遠(yuǎn)的軌道，原子能量增大，則需要吸收能量。氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，則發(fā)生電離，基態(tài)氫原子的電離能為－E1。根據(jù)能量守恒得：hν＋E1＝mv2，解得電離后電子的速度大小為：v＝。
12．一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射__6__種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光子的能量是__2.55__eV; 用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射的光子照射下表中幾種金屬，__銫__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/eV
1.9
2.7
3.7
4.1
解析：從n＝4的能級躍遷，可能發(fā)射6種頻率的光子；從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級，發(fā)出的光子能量hν＝E4－E2＝2.55eV，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、論述計算題(共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
13．(10分)電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗測得的。他測定了數(shù)千個帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍。這個最小電荷量就是電子所帶的電荷量。密立根實驗的原理如圖所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板。A板帶正電，B板帶負(fù)電，從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中。小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力平衡。已知小油滴靜止處的電場強(qiáng)度是1.92105N/C，油滴半徑是1.6410－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所帶的電荷量。這個電荷量是電子電荷量的多少倍？(g取9.8m/s2)
答案：8.0210－19 5倍
解析：小油滴質(zhì)量，m＝ρV＝ρπr3 ①
由題意知，mg－Eq＝0 ②
由①②兩式可得：
q＝＝C
≈8.0210－19C
小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)為
n＝≈5(倍)。
14．(11分)為了測定帶電粒子的比荷，讓這個帶電粒子垂直電場飛進(jìn)平行金屬板間，已知勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E，在通過長為L的兩金屬板間后，測得偏離入射方向的距離為d，如果在兩板間加垂直電場方向的勻強(qiáng)磁場，磁場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方向(如圖)，求q/m的值。
答案：
解析：僅加電場時d＝()()2，
加復(fù)合場時Bqv0＝Eq。
由以上兩式可得＝
15．(12分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個具有13.6eV動能、處于基態(tài)的氫原子與另一個靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰，問是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷？(氫原子能級如圖所示)
答案：不能
解析：設(shè)運(yùn)動氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動能ΔE被基態(tài)氫原于吸收。
若ΔE＝10.2eV，則基態(tài)氫原子可由n＝1躍遷到n＝2，由動量守恒和能量守恒有：
mv0＝2mv ①
mv＝mv2＋mv2＋ΔE ②
mv＝Ek＝13.6eV ③
由①②③得，ΔE＝mv＝6.8eV
因為ΔE＝6.8eV<10.2eV
所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷
16．(13分)已知氫原子能級圖如圖所示，氫原子質(zhì)量為mH＝1.6710－27kg。設(shè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n＝5的能級狀態(tài)。
(1)求大量氫原子由高能級向低能級躍遷時，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，且光子的動量可以用p＝表示(h為普朗克常量，ν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n＝C＝10種不同頻率的光輻射。
(2)由題意知氫原子從n＝5能級躍遷到n＝1能級時，氫原子具有最大反沖速率。
氫原子發(fā)生躍遷時輻射出的光子能量為
E＝ΔE＝|E5－E1|
開始時，將原子(含核外電子)和即將輻射出去的光子作為一個系統(tǒng)。
由動量守恒定律可知：mHvH－p光＝0
光子的動量p光＝，E＝hν
氫原子速度為vH＝，所以vH≈4.17m/s。
（全國通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 新人教版選修3-5.doc
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