第三章 原子结构之谜（二）单元测试卷 Word版含解析

原子结构之谜(二)
一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，第1～3题只有一项符合题目要求，第4～10题有多项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分．)
1．一个镭核Ra中，有(　　)
A．226个质子，88个中子
B．88个质子，226个中子
C．138个质子，88个中子
D．88个质子，138个中子
【答案】D
【解析】由题意可知该原子的质子数是88，由质子数＋中子数＝质量数，得中子数＝质量数－质子数＝226－88＝138，所以D正确，A、B、C错误．
2．玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化．若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中n叫量子数．设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n＝2状态时其强度为I，则在n＝3状态时等效电流强度为(　　)
A．I　　 B．I
C．I　　 D．I
【答案】D
【解析】根据k＝mr，解得T＝，n＝2和n＝3轨道半径之比为4∶9，则n＝2和n＝3两个轨道上的周期比为8∶27，根据I＝知，电流比为27∶8，所以n＝3状态时等效电流强度为I，故D正确，A、B、C错误．
3．按照玻尔理论，氢原子若从能级A跃迁到能级B时，吸收频率为ν1的光子，若从能级A跃迁到能级C时，释放频率为ν2的光子．已知ν2>ν1，而氢原子从能级C跃迁到能级B时，则(　　)
A．释放频率为ν2－ν1的光子
B．释放频率为ν2＋ν1的光子
C．吸收频率为ν2－ν1的光子
D．吸收频率为ν2＋ν1的光子
【答案】D
【解析】由能级关系得：hν1＝EB－EA，hν2＝EA－EC，hν3＝EB－EC．由以上三式得ν3＝ν1＋ν2，D正确．
4．下列说法中正确的是(　　)
A．卢瑟福首先提出原子核式结构学说
B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了质子
C．玻尔理论认为原子的能量是连续的
D．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱
【答案】AD
【解析】卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构学说，A对，B错；玻尔引入量子理论，认为轨道、能量都是不连续的，成功地解释了氢原子光谱，故C错，D对．
5．有关原子光谱，下列说法正确的是(　　)
A．原子光谱间接地反映了原子结构特征
B．氢原子光谱跟氧原子光谱是一样的
C．太阳光谱是连续谱
D．鉴别物质的成分可以采用光谱分析
【答案】AD
【解析】不同的原子发出的谱线不相同，每一种原子都有自己的特征谱线，利用光谱分析可以用来确定元素，但原子光谱可以间接反映原子结构的特征．A、D项正确，B错误．太阳光谱是不连续的，故C项不正确．
6．对玻尔原子结构假说，下列描述正确的是(　　)
A．电子的运行轨道是连续的，不是量子化的
B．电子在固定轨道上绕行，虽不停地辐射能量，但轨道半径不变
C．原子的能量分布是不连续的
D．能量最低的状态叫基态
【答案】CD
7．如图为氢原子的能级图，若用能量为12.75 eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则氢原子吸收该入射光后(　　)
A．氢原子能从基态跃迁到n＝4的激发态上去
B．有的氢原子能从基态跃迁到n＝3的激发态上去
C．氢原子最多能发射3种波长不同的光
D．氢原子最多能发射6种波长不同的光
【答案】AD
【解析】氢原子只能吸收或放出一定能量的光子实现能级跃迁，且满足ΔE＝ΔEm－En(m>n)，而E4－E1＝12.75 eV，故用能量为12.75 eV的光子照射大量基态的氢原子，氢原子将吸收光子后跃迁到n＝4的能级，A对，B错，处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁可以发出6种不同频率的光，D对，C错．
8．如图为氢原子能级图．下列说法正确的是(　　)
A．一个处于n＝3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7 eV的光子
B．一个处于n＝3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2 eV的光子
C．大量处于n＝3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子
D．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于13.6 eV
【答案】BCD
【解析】根据ΔE＝Em－En，可知，0.7 eV不在ΔE范围内，故A错误；n＝3能级的氢原子，E3＝－1.51 eV，当吸收能量为2 eV的光子，出现电离现象，故B正确；易知，这些n＝3能级的氢原子可以辐射出三种不同频率的光子，故C正确；根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知，从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量最大值小于13.6 eV，故D正确．
9．氢原子辐射出一个光子之后，根据玻尔理论，下面叙述正确的是(　　)
A．原子从高能级跃迁到低能级
B．电子绕核运动的半径减小
C．电子绕核运动的周期不变
D．原子的电势能减小
【答案】ABD
【解析】氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，能级减少，故A正确；氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据k＝m，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小．故B正确，D正确，E错误；根据k＝m，得轨道半径减小，电子绕核运动的周期减小，故C错误．
10．以下关于玻尔原子理论的说法正确的是(　　)
A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的
B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射
C．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子
D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收
【答案】AD
【解析】由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能级En＝E1，故氢原子的能级是不连续的，即是分立的，故A错误；电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，故B错误；氢原子在不同的轨道上的能级En＝E1，电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要吸收光子，故C错误；由于氢原子发射的光子的能量E＝En－Em＝E1－E1＝hν，不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故D正确．
二、非选择题(本题共2小题，共30分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤)
11．(12分)氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子；从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子，若λ1>λ2，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将________(填“吸收”或“辐射”)光子，光子的波长为________．
【答案】辐射　
【解析】由辐射条件hν＝Em－En，又ν＝，λ1>λ2，则可判断B能级值较高，则从B到C将辐射光子，由题意
EA－EB＝h， ①
EA－EC＝h， ②
由②－①得EB－EC＝h－h＝h，
则λ＝即从B到C辐射光子波长为.
12．(18分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)．一个具有13.6 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰，问是否可以使基态氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级如图所示)
【答案】不能
【解析】设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度变为v，损失的动能ΔE被基态氢原子吸收．
若ΔE＝10.2 eV，则基态氢原子可由n＝1跃迁到n＝2.
由动量守恒和能量守恒
mv0＝2mv， ①
mv＝mv2＋mv2＋ΔE， ②
mv＝Ek＝13.6 eV， ③
解①②③得，ΔE＝·mv＝6.8 eV.
因为ΔE＝6.8 eV<10.2 eV.
所以不能使基态氢原子发生跃迁．