2020_2021学年高中物理第十八章原子结构单元评估检测含解析新人教版选修3_5

单元评估检测(第十八章)
一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，其中1～8题为单选题，9～12题为多选题)
1．下列说法正确的是(　　)
A．汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量
B．α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
C．光电效应现象揭示了光的波动性
D．氢原子的发射光谱是连续谱
2．关于粒子的研究，下列说法正确的是(　　)
A．“原子由电子和带正电的物质组成”是通过卢瑟福α粒子散射实验判定的
B．玻尔理论认为，原子中的核外电子轨道是量子化的
C．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时动能增大，氢原子的电势能增大
D．大量处于n＝4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出3种频率的光子
3．关于物质结构叙述，正确的是(　　)
A．原子内部有均匀分布的正电荷
B．原子核内部存在带负电的电子
C．电子的发现说明原子核具有复杂的结构
D．原子内全部正电荷集中在一个很小的区域
4．下列说法中正确的是(　　)
A．在光电效应的实验中，只要入射光足够强，时间足够长，金属表面就会逸出光电子
B．在光电效应的实验中，饱和光电流大小取决于入射光的频率，频率越大，饱和光电流越大
C．根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝2的激发态时，原子能量减小，电势能增加
D．根据玻尔的原子理论，大量处于基态的氢原子吸收波长为λ0的光子后，如果辐射出3种频率的光子，则其中波长最小的为λ0
5．2018年9月26日消息，可可西里地区建立初步典型植被光谱库．下列关于光谱的说法正确的是(　　)
A．太阳光谱是连续光谱
B．日光灯产生的光谱是连续光谱
C．钠盐在酒精灯火焰上汽化后所产生的光谱是线状光谱
D．白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状光谱
6．如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是(　　)
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
C．加一电场，电场方向沿z轴负方向
D．加一电场，电场方向沿y轴正方向
7.
如图所示，图甲为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b可能是氢原子在下列哪种情形跃迁时的辐射光(　　)
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＝3的能级
C．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级
D．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级
8．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表所示：
色光
红
橙
黄
绿
蓝－靛
紫
光子能量范围(eV)
1.61～2．00
2.00～2．07
2.07～2．14
2.14～2．53
2.53～2．76
2.76～3．10
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
9．关于光谱分析，下列说法中正确的是(　　)
A．进行光谱分析，既可以利用连续谱，也可以利用线状谱
B．进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱
C．利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分
D．利用光谱分析可以深入了解原子的内部结构
10．对玻尔理论的评论，正确的是(　　)
A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动
B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础
C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念
D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念
11．卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是(　　)
A．解释α粒子散射现象
B．用α粒子散射的实验数据估算原子核的大小
C．结合经典电磁理论，解释原子的稳定性
D．结合经典电磁理论，解释氢原子光谱
12．科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中氢原子，按玻尔氢原子理论，氢原子的能级如图所示，下列判断正确的是(　　)
A．用光子能量为13.01
eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光
B．大量处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，可能发出6种光谱线
C．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子
D．氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，氢原子的电势能减小，电子的动能增大
二、非选择题(本题共2个小题，共40分)
13．(20分)将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．
(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？
(2)若用波长为200
nm的紫外线照射该n＝2氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19
C，电子质量me＝0.91×10－30
kg)
14.
(20分)氢原子的能级图如图所示，氢原子从n＝m的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出能量为2.55
eV的光子．
(1)最小要给基态的氢原子提供多少能量，才能使它跃迁到n＝m的能级？
(2)请画出一群处于n＝m能级的氢原子可能的辐射跃迁图．
单元评估检测(第十八章)
1．解析：汤姆孙首先发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型，密立根测定了电子电荷量，A错误；α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，B正确；光电效应现象揭示了光的粒子性，C错误；氢原子的发射光谱是线状谱，只能发出特定频率的谱线，D错误．故选B.
答案：B
2．解析：通过卢瑟福α粒子散射实验判定的是原子具有核式结构，并不是判定原子由电子和带正电的物质组成，A错误；玻尔理论认为原子只能处在能量不连续的一系列状态，B正确；氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，该过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，C错误；根据C可知，大量处于n＝4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出6种频率的光子，D错误．
答案：B
3．解析：为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子的发现说明原子具有复杂的结构．
答案：D
4．解析：在光电效应实验中，只有入射光频率大于金属的极限频率，才能发生光电效应现象，A错误；饱和光电流取决于入射光强度，与入射光频率无关，B错误；氢原子由高能级跃迁到低能级时，库仑力做正功，电势能减小，C错误；吸收光子后能辐射3种频率的光子，说明基态氢原子跃迁到第3能级，之后向基态跃迁时产生的光子频率最高，波长最小，且与吸收的光子频率、波长均相等，D正确．
答案：D
5．解析：太阳发出的白光本来是连续光谱，但在穿过太阳表面温度比较低的太阳大气层时，被大气层内存在着的从太阳蒸发出来的多种元素的气体吸收，到达地球时形成吸收光谱，A错误；日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线状光谱，B错误；钠盐在酒精灯火焰上汽化后产生线状光谱，C正确；白光通过钠蒸气产生的光谱是钠的吸收光谱，D错误．
答案：C
6．解析：由于电子沿x轴正方向运动，若所受洛伦兹力向下，使电子射线向下偏转，由左手定则可知磁场方向应沿y轴正方向；若所加电场使电子射线向下偏转，所受电场力方向向下，则所加电场方向应沿z轴正方向，由此可知只有B正确．
答案：B
7．解析：谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，波长大于谱线b，所以a光的光子频率小于b光的光子频率．所以b光的光子能量大于n＝4和n＝2间的能级差．n＝3和n＝2、n＝4和n＝3、n＝5和n＝3的能级差均小于n＝4和n＝2的能级差．n＝5和n＝2间的能级差大于n＝4和n＝2间的能级差．
答案：C
8．解析：由七种色光的光子的能量可知，可见光子的能量范围为1.61
eV～3.10
eV，故可能是氢原子由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光，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，E2＝－1.51
eV－(－3.40
eV)＝1.89
eV，即红光，正确选项为A.
答案：A
9．解析：进行光谱分析，必须利用线状谱或吸收光谱，它们能够反映原子的特征．
答案：BCD
10．解析：玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础，但不足之处是保留了过多的经典物理理论，故AD错误，B正确；玻尔理论的成功之处是引入量子观念，故C正确．
答案：BC
11．解析：卢瑟福的模型在经典电磁理论下完全是不稳定的，电子绕核运转会辐射电磁波损失能量．经典理论中能量是连续变化的，如此说来原子光谱就应该是连续谱，但是事实上原子光谱是线状谱．
答案：AB
12．解析：氢原子发生能级跃迁吸收或放出的光子能量等于两能级的能量差，13.01
eV不等于两能级的能量差，不能被氢原子吸收．第4激发态是n＝5的能级态，第2激发态为n＝3的能级态，氢原子由高能级向低能级跃迁时辐射光子．
答案：BD
13．解析：(1)n＝2时，E2＝
eV＝－3.4
eV.
所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0.
所以，要使处于n＝2激发态的原子电离，电离能应为ΔE＝E∞－E2＝3.4
eV，ν＝＝
Hz＝8.21×1014
Hz.
(2)波长为200
nm的紫外线一个光子所具有的能量
E0＝hν＝6.63×10－34×
J＝9.945×10－19
J，
电离能ΔE＝3.4×1.6×10－19
J＝5.44×10－19
J，
由能量守恒：E0－ΔE＝mev2，
代入数据解得：v＝9.95×105
m/s.
答案：(1)8.21×1014
Hz　(2)9.95×105
m/s
14．解析：(1)氢原子从n＝m的能级跃迁到n＝2的能级时，应满足：
Em－E2
＝2.55
eV，
解得Em＝－0.85
eV，
结合题图可知m＝4.
基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供的能量为：
ΔE＝E4－E1＝12.75
eV.
(2)辐射跃迁图如图所示．
答案：(1)12.75
eV　(2)见解析
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