鲁科版高中物理选修3-5　第二章 原子结构 测试卷（AB卷）

鲁科版高中物理选修3-5第二章 原子结构 测试卷
原子结构（A卷）
一、选择题
1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是（ ）
A．α粒子散射实验 B．电子的发现
C．光电效应现象的发现 D．天然放射性现象的发现

2．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）
A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV

3．关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有（ ）A．它彻底否定了经典的电磁理论
B．它很好地解释了所有原子的光谱C．它完全继承了经典的电磁理论
D．它引入了普朗克的量子观念

4．如图为α粒子散射实验装置示意图,α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁,若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是（ ）
A．1 305、25、7、1 B．202、405、625、825
C．1 202、1 010、723、203 D．1 202、1 305、723、203

5．氢原子的能级公式为En=E1(n=1，2，3，…)，其中基态能量E1=－13.6eV，能级图如图所示。大量氢原子处于量子数为n的激发态，由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为－0.96E1，则n和可能发出的频率最小的光子能量分别为（ ）
A．n=5，0.54eV
B．n=5，0.3leV
C．n=4，0.85eⅤ
D．n=4，0.66eⅤ




6．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定（ ）
A．Hα对应的前后能级之差最小
B．同一介质对Hα的折射率最大
C．同一介质中Hδ的传播速度最大
D．用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则Hβ也一定能

二、计算题
7．红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光．铬离子的能级如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E3，然后自发跃迁到E2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光，试求这种激光的波长λ。










8．氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34J·s.
(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？
(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同频率的光子？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)










原子结构（B卷）

1．下列关于原子结构和原子核的结构说法中，正确的是（ ）
A．核力是原子核内任意相邻两个核子间的引力
B．卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮的原子核，证实了原子核内存在质子和中子
C．玻尔用实验成功证明解释了氢原子光谱的规律
D．原子核有复杂结构的科学依据来源于天然放射现象
2．根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（ ）
A．12.75 eV B．13.06 eV
C．13.6 eV D．0.85 eV

3．氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是（ ）
A?．原子的能量减少 B．原子的能量不变 ??????????????????????
C．核外电子受力变小??????? ? ?D．氢原子要吸收一定频率的光子??

4．如图所示，氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n＝2到n＝1；(2)从n＝5到n＝3；(3)从n＝4到n＝2.在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用λ1、λ2、λ3表示．波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是 。


5．如图是氢原子的能级示意图。已知锌的逸出功为3.3 eV，一群处于n = 4能级的氢原子跃迁时辐射出不同频率的光，其中能使锌发生光电效应的有（ ）
A．2种 B．3种 C．5种 D．6种

6．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2．那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要 ,（填“吸收”或“辐射”）波长为 的光子。

7．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了如下核反应：，α代表α粒子，p为质子，由反应式可知X的质子数为 ，中子数为 ，α的原子核符号写作 。（答案均填在答题卡的横线上）

8．氢原子处于基态时，原子能量E1= -13.6 eV，已知电子电量e =1.6×10-19 C，电子质量m=0.91×10-30 kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10 m.（1）若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？（2）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的激发态时，核外电子运动的等效电流多大？（3）若已知钠的极限频率为6.00×1014 Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？

参考答案
原子结构（A卷）

1． A 2．A 3． D 4． A 5．B
6． A
【解析】Hα的波长最长，频率最低，由跃迁规律可知，它对应的前后能级之差最小，A项正确；由频率越低的光的折射率越小知，B项错误；由折射率n=c/v可知，在同一介质中，Hα的传播速度最大，C项错误；当入射光频率大于金属的极限频率可以使该金属发生光电效应现象，因νHβ<νH?γ，所以Hβ不一定能使该金属发生光电效应现象，D项错误.

7．【解析】由＝＋，解得λ＝，选项A正确．答案：
8．【答案】(1)3.4 eV (2)6种 1.6×1014Hz
【解析】(1)E2＝E1＝－3.4 eV
则处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收3.4 eV能量的光子才能电离．
(2)根据C＝6知，一群处于n＝4激发态的氢原子最多能辐射出的光子种类为6种．
n＝4→n＝3时，光子频率最小为νmin，则E4－E3＝hνmin，
代入数据，解得νmin＝1.6×1014Hz.


原子结构（B卷）

1． D 2．B 3．A

4．λ1<λ3<λ2
【解析】设从n＝2到n＝1、从n＝5到n＝3和从n＝4到n＝2在跃迁过程中辐射光子的能量分别为E1、E2、E3，则E1＝10.2 eV，E2＝0.97 eV，E3＝2.55 eV，即E1>E3>E2，由E＝h可知λ1<λ3<λ2．
5．B 6．吸收_、 7． 8 ， 9 ，
8．【解析】
（1）要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为： （2分）
得 Hz， （2分）

（2）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有
① 其中 （2分）
根据电流强度的定义 ② （1分）
由①②得 ③ （1分）
将数据代入③得 A （1分）

（3）由于钠的极限频率为6.00×1014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为
eV=2.486 eV
一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有、、、四条谱线可使钠发生光电效应。