第十八章 原子结构 单元检测题（Word版含解析）

《原子结构》单元检测题
一、单选题
1.高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成的电场的等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度为va、vb、vc，则其关系为(　　)

A．va2.关于光谱，下列说法正确的是(　　)
A． 一切光源发出的光谱都是连续谱
B． 一切光源发出的光谱都是线状谱
C． 稀薄气体发出的光谱是线状谱
D． 做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学成分
3.1913年美国科学家密立根通过油滴实验(　　)
A． 发现了中子 B． 发现了电子
C． 测出了中子的质量 D． 测出了电子的电荷量
4.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图为μ氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且频率依次增大，则E等于(　　)

A．h(ν3－v1) B．h(ν3＋ν1) C．hν3 D．hν4

5.一群处于基态的氢原子吸收了能量为E0的光子后，会释放出多种能量的光子，其中有一种光子的能量为E1，则下列说法正确的是(　　)
A．E1一定不会大于E0
B．E1一定不会小于E0
C．E1一定小于E0
D．E1一定等于E0
6.下列说法正确的是(　　)
A． 所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出
B． 巴耳末公式中的n可以连续取值
C． 巴耳末系是氢原子光谱中的不可见光部分
D． 氢原子光谱是线状谱的一个例证
7.在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是(　　)
A． B． C． D．
8.对α粒子散射实验的解释有下列几种说法，其中错误的是(　　)
A． 从α粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小
B． 极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有个质量很大而体积很小的带正电的核存在
C． 原子核带的正电荷数等于它的原子序数
D． 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的
9.人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．下列说法中正确的是(　　)

A． α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B． 科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C． 科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D． 科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了玻尔的原子模型
10.卢瑟福的α粒子散射实验第一次显示了(　　)
A． 质子比电子重
B． 质子的全部正电荷都集中在原子核里
C． α粒子是带正电的
D． 可以用人的方法产生放射性现象
11.氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示：


处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为(　　)
A． 红、蓝—靛 B． 黄、绿 C． 红、紫 D． 蓝—靛、紫
二、多选题
12. 处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以光子的形式辐射出去，这种辐射叫做受激辐射．原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理．发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子的动能Ek的变化是(　　)
A．Ep增大、Ek减小 B．Ep减小、Ek增大 C．Ep减小、En减小 D．Ep增大、En增大
13. 如图是氢原子能级图，某个氢原子A从n＝3的激发态直接跃迁到基态，另一氢原子B从n＝4的激发态直接跃迁到基态，下列说法正确的是(　　)

A．A和B都只释放出一种频率的光子
B．A和B都不只放出一种频率的光子
C． 若A放出的光子能使某金属发生光电效应，则B放出的光子也能使该金属发生光电效应
D． 若B放出的光子能使某金属发生光电效应，则A放出的光子也能使该金属发生光电效应
14. 下列说法正确的是(　　)
A． 巴耳末系光谱线的条数只有4条
B． 巴耳末系光谱线有无数条
C． 巴耳末系中既有可见光，又有紫外光
D． 巴耳末系在可见光范围内只有4条
15.( 关于电荷的电荷量下列说法正确的是(　　)
A． 电子的电量是由密立根油滴实验测得的
B． 物体所带电荷量可以是任意值
C． 物体所带电荷量最小值约为1.6×10－19C
D． 物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍

三、计算题
16.氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为＝R(－)，n＝4、5、6…，R＝1.10×107m－1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：
(1)n＝6时，对应的波长；
(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大？n＝6时，传播频率为多大？
17.如图所示为测量某种离子的比荷的装置．让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子．这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速．然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的P点．已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计，求该离子的比荷.

18.一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：

(1)氢原子可能发射几种频率的光子？
(2)氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？






答案解析
1.【答案】C
【解析】α粒子和原子核都带正电，相互排斥，当α粒子靠近原子核时，电场力做负功，α粒子动能减小，vb2.【答案】C
【解析】物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A、B错；做光谱分析可使用吸收光谱也可以使用线状谱，D错．
3.【答案】D
【解析】密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量．
4.【答案】C
【解析】μ氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明μ氢原子是从n＝4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为ΔE＝E4－E2，E4－E2恰好对应着频率为ν3的光子，故光子的能量为hν3.

5.【答案】A
【解析】一群处于基态的氢原子吸收了能量为E0的光子后，处于激发态．
Em－En＝E0
氢原子处于激发态不稳定，会向基态发生跃迁．其中有一种光子的能量为E1，所以E1≤E0.
6.【答案】D
【解析】巴耳末公式为＝R(－)，n＝3,4,5，….巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，巴耳末系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．其中的n是不连续的．氢原子的光谱是线状光谱．所以A、B、C错误，D正确．
7.【答案】C
【解析】α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，选项C正确．
8.【答案】D
【解析】
9.【答案】B
【解析】
10.【答案】B
【解析】
11.【答案】A
【解析】由七种色光的光子的不同能量可知，可见光光子的能量范围在1.61 eV～3.10 eV，故可能是由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E1＝－0.85 eV－(－3.40 eV)＝2.55 eV，即蓝—靛光；也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E2＝－1.51 eV－(－3.40 eV)＝1.89 eV，即红光．
12.【答案】BC
【解析】发生受激辐射时，向外辐射能量，知原子总能量减小，轨道半径减小，根据k＝m知，电子的动能增大，由于能量减小，则电势能减小，所以B，C正确，A、D错误.
13.【答案】AC
【解析】氢原子A和氢原子都是从激发态跃迁到基态，只释放一种频率的光子，A正确，B错误；因为氢原子A辐射的光子能量小于氢原子B辐射的光子能量，所以A放出的光子能使该某种金属发生光电效应，则B辐射出的光子也能使金属发生光电效应．B辐射出的光子能使金属发生光电效应，A放出的光子不一定能使该金属发生光电效应，C正确，D错误．
14.【答案】BCD
【解析】巴耳末系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．故B，C，D正确，A错误．
15.【答案】ACD
【解析】密立根的油滴实验测出了电子的电量为1.6×10－19C，并提出了电荷量子化的观点，因而A对，B错，C对；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D对．
16.【答案】(1)1.09×10－6m　(2)3.0×108m/s　2.75×1014Hz
【解析】(1)由帕邢系公式＝R(－)，n＝4,5,6…，当n＝6时，得λ＝1.09×10－6m.
(2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c＝3.0×108m/s，由v＝＝λν，得ν＝＝Hz＝2.75×1014Hz.
17.【答案】
【解析】离子在电场中eU＝mv2①
离子在磁场中qvB＝m②
2R＝a③
由①②③解得＝
18.【答案】(1)6种 (2)2.55 eV (3)铯 0.65 eV
【解析】(1)可能发射6种频率的光子．
(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为E＝E4－E2，代入数据得E＝2.55 eV.
(3)E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应．根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为Ekm＝E－W0
代入数据得，Ekm＝0.65 eV.