人教版选修3-5原子结构单元检测卷（word 含答案）

人教版选修3-5《原子结构》单元测评
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.在卢瑟福α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是(　　)。
A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B.正电荷在原子内是均匀分布的
C.原子中存在着带负电的电子
D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中
2.处于n=3的激发态的大量氢原子向基态跃迁的过程中,只有一种光子不能使某金属W产生光电效应,则下列说法正确的是(　　)。
A.不能使金属W产生光电效应的是从n=3激发态跃迁到基态发出的光子
B.不能使金属W产生光电效应的是从n=2激发态跃迁到基态发出的光子
C.若光子从n=4激发态跃迁到n=3激发态,一定不能使金属W产生光电效应
D.若光子从n=4激发态跃迁到n=2激发态,一定不能使金属W产生光电效应
3.如图所示,将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方,且在同一水平面内,则阴极射线将(　　)。
A.向外偏转
B.向里偏转
C.向上偏转
D.向下偏转
4.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。图示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景。图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近),下列判断正确的是(　　)。
A.α粒子的动能先增大后减小
B.α粒子的电势能先增大后减小
C.α粒子的加速度先变小后变大
D.电场力对α粒子先做正功后做负功
5.玻尔的原子核模型解释原子的下列问题时,和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是(　　)。
A.电子绕核运动的向心力,就是电子与核间的静电引力
B.电子只能在一些不连续的轨道上运动
C.电子在不同轨道上运动的能量不同
D.电子在不同轨道上运动时,静电引力不同
6.可见光光子的能量在1.61
eV~3.10
eV范围内,如图所示,氢原子从第4能级跃迁到低能级的过程中,根据氢原子能级图可判断(　　)。
A.从第4能级跃迁到第3能级将释放出紫外线
B.从第4能级跃迁到第3能级放出的光子,比从第4能级直接跃迁到第2能级放出的光子频率更高
C.从第4能级跃迁到第3能级放出的光子,比从第4能级直接跃迁到第1能级放出的光子波长更长
D.氢原子从第4能级跃迁到第3能级时,原子要吸收一定频率的光子,原子的能量增加
7.太阳光谱是吸收光谱,这是因为太阳内部发出的白光(　　)。
A.经过太阳大气层时,某些特定频率的光子被吸收
B.穿过宇宙空间时,部分频率的光子被吸收
C.穿过茫茫宇宙,部分频率的光子被耗散
D.本身发出时就缺少某些频率的光子
8.一个氢气放电管发光,在其光谱中测得一条谱线的波长为122
nm,已知氢原子的能级示意图如图所示,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是(　　)。
A.从n=5的能级跃迁到n=3的能级
B.从n=4的能级跃迁到n=2的能级
C.从n=3的能级跃迁到n=1的能级
D.从n=2的能级跃迁到n=1的能级
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是(　　)。
A.用能量为11
eV的光子照射
B.用能量为14
eV的光子照射
C.用能量为11
eV的电子照射
D.用能量为13.06
eV的光子照射,可观测到氢原子发射10种不同波长的光
10.氢原子的部分能级示意图如图所示,已知可见光的光子能量在1.62
eV到3.11
eV之间。由此可推知,氢原子(　　)。
A.从高能级向n=1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短
B.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均可能为可见光
C.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D.从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
11.图示为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图,一群氢原子处于n=4的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时,以下说法符合玻尔理论的有(　　)。
A.电子轨道半径减小,动能增大
B.氢原子跃迁时,可发出连续不断的光谱线
C.由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小
D.金属钾的逸出功为2.25
eV,能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条
12.图1为氢原子能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图2所示光电管的阴极K时,电路中有光电流产生,则(　　)。
A.若将滑片右移,电路中光电流可能增大
B.若将电源反接,电路中可能有光电流产生
C.若阴极K的逸出功为1.05
eV,则逸出的光电子最大初动能为2.4×10-19
J
D.大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K发生光电效应
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(6分)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律,氢原子能级图如下图所示,当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出频率为　　　　Hz的光子。用该频率的光照射逸出功为2.25
eV的钾表面,产生的光电子的最大初动能为　　　　eV。(电子电荷量e=1.60×10-19
C,普朗克常量h=6.63×10-34J·s)?
14.(6分)现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,则在此过程中发出的光子频率有　　　　种,发出的光子总数是　　　　个(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的)。?
15.(10分)图示为氢原子的部分能级示意图,氢原子处于基态时,原子的能级为E1=-13.6
eV,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,当氢原子在n=3的激发态时,问:
(1)要使氢原子电离,入射光子的最小能量是多少?
(2)能放出的光子的最大能量是多少?
?
?
16.(12分)一群氢原子处于n=4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)氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时,辐射光子的能量是多少?
(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为多大?
几种金属的逸出功如下表所示。
金属
铯
钙
镁
钛
逸出功W/eV
1.9
2.7
3.7
4.1
?
17.(12分)19世纪90年代人们发现氢原子光谱中=R(R为一常量,n=3,4,5,…),物理学家玻尔在他28岁时连续发表三篇论文,成功地解释了氢原子光谱的规律,揭示了光谱线与原子结构的内在联系,玻尔理论是从经典理论向量子理论的一个重要过渡,为量子力学的诞生提供了条件。玻尔既引入量子化的概念,同时又运用了“轨道”等经典物理理论和牛顿力学的规律推导出上述公式。
请同学们试用课本知识和以下所设的定量对玻尔理论进行推导:(1)绕氢原子核旋转的电子质量为m,电荷量为-e;(2)取离核无限远处的电势能为零,半径为r处的电子的电势能Ep=-k(k为静电力常量);(3)轨道的圆周长与其动量的乘积等于普朗克常量h的整数倍时,这样的轨道才是电子的可能轨道。
18.(14分)氢原子在基态时轨道半径r1=0.53×10-10m,能量E1=-13.6
eV。氢原子处于基态时,求:(电子电荷量e=1.6×10-19
C,普朗克常量h=6.63×10-34
J·s)
(1)电子的动能。
(2)原子的电势能。
(3)用波长是多少的光照射氢原子可使其电离。
(4)电子在核外旋转的等效电流(已知电子质量m=9.1×10-31kg)。
人教版选修3-5《原子结构》单元测评参考答案
1-5.ACABB
6-8.CAD
9.BCD
10.AD
11.AD
12.ABC
13.6.2×1014　0.3
14.6　2200
15.
(1)由能级图可知,氢原子在n=3的激发态时能量E3=-1.51
eV
故要使处在n=3能级的氢原子电离,入射光子的最小能量为1.51
eV。
(2)即处于n=3的氢原子跃迁到n=1时放出光子的能量最大
hν=E3-E1=12.09
eV。
16.
(1)由于=6可知,一群处于n=4能级状态的氢原子可能辐射6种频率的光子。
(2)E4-E2=-0.85
eV-(-3.4
eV)=2.55
eV。
(3)2.55
eV的光子只能使表中所列金属中的铯发生光电效应,Ek=hν-W0=2.55
eV-1.9
eV=0.65
eV。
17.设氢原子核外电子的速度为v,可能的轨道半径为r,则有
k=m,Ek=mv2=
所以核外电子的总能量E=Ep+Ek=-
由题意知2πr·mv=nh,故有E=-
由玻尔理论有h=En-E2
即h=
亦即=
故巴耳末系的波长符合下述公式=R。
18.
(1)设处于基态的氢原子核周围的电子速度为v1,则有=,所以电子动能
Ek1=m==eV≈13.6
eV。
(2)因为E1=Ek1+Ep1,所以有Ep1=E1-Ek1=-13.6
eV-13.6
eV=-27.2
eV。
(3)设用波长为λ的光照射氢原子可使其电离,则有=0-E1
解得λ=-=
m≈91.4
nm。
(4)根据=mr1可得T=2π
根据等效的环形电流I=可得I==
代入数据得I=1.05×10-3A。