（浙江专版）2019年高中物理第十八章原子结构章末过关检测（七）（含解析）新人教版选修3_5.doc

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1、- 1 -章末过关检测（七）一、单项选择题(本题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分)1一个氢原子从 n3 能级跃迁到 n2 能级，该氢原子( )A放出光子，能量增加 B放出光子，能量减少C吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量减少解析：选 B 氢原子从高能级向低能级跃迁时，将以辐射光子的形式向外放出能量，能级降低后能量减少，故选项 B 正确。2利用氢气光谱管发光，可以产生氢的明线光谱，这些谱线的产生是由于( )A大量氢原子处于不同的激发状态，从而辐射不同频率的光子B大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子C大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，

2、从而辐射不同频率的光子D大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子解析：选 B 大量氢原子从较高的能级向较低的能级跃迁时，辐射出不同频率的光子，从而产生明线光谱。B 正确。3现有 1 200 个氢原子被激发到量子数为 4 的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态，则在此过程中辐射出的光子总数是(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 )( )1n 1A2 200 B2 000 C1 200 D2 400解析：选 A 量子数 n4 的激发态的 1 200 个氢原子分别跃迁到 n3、2、1 的轨道上的数目均

3、为 400 个，此时辐射出 1 200 个光子，量子数 n3 的激发态的 400 个氢原子分别跃迁到 n2、1 的轨道上的数目均为 200 个，辐射出光子数为 400 个，量子数 n2 的激发态的 600 个氢原子跃迁到 n1 的轨道上的数目为 600 个，辐射出光子数为 600 个，则辐射出的总光子数为 1 2004006002 200(个)，所以 A 选项正确。4原子从一个较高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的 n2 能级上的电子跃迁到 n1 能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给 n4 能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象称为俄歇效应。以这种

4、方式脱离了原子的电子称为俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为 En ，式中An2n1,2,3，表示不同能级， A 是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是( )A. A B. A C. A D. A316 716 1116 116解析：选 C 铬原子从 n2 的能级跃迁到 n1 的能级，相应能量 E E2 E1 A( A) A，处于 n4 能级的铬原子脱离原子时，需要的能量为14 34- 2 -E40 E4 A，因此俄歇电子的动能是 E E4 A A A，所以选项 C 正确。116 34 116 11165下列说法不正确的是( )A巴耳末线系光谱线的条数只有 4 条B巴耳末线系光谱线有无数条

5、C巴耳末线系中既有可见光，又有紫外光D巴耳末线系在可见光范围内只有 4 条解析：选 A 巴耳末线系中的光谱线有无数条，但在可见光区域只有 4 条光谱线，其余都在紫外光区域。故 B、C、D 正确，A 错误。6.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从 n4 的能级向n2 的能级跃迁时辐射出可见光 a，从 n3 的能级向 n2 的能级跃 迁时辐射出可见光 b，则( )A氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射出光子B氢原子从 n4 的能级向 n3 的能级跃迁时会辐射出紫外线C a 光比 b 光的频率小D氢原子在 n2 的能级时可吸收任意频率的光子而发生电离解析：选 A 氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射

6、出光子，A 对； E h ， E42 E32 E43， a b 43，所以氢原子从 n4 的能级向 n3 的能级跃迁时不会辐射出紫外线，B、C 错；氢原子在 n2 的能级吸收能量超过 3.4 eV 的光子时，才能电离，D 错。7氢原子的基态能级 E113.6 eV，第 n 能级 En ，若氢原子从 n3 能级跃迁到E1n2n2 能级时发出的光能使某金属发生光电效应，则以下跃迁中放出的光也一定能使此金属发生光电效应的是( )A从 n2 能级跃迁到 n1 能级B从 n4 能级跃迁到 n3 能级C从 n5 能级跃迁到 n3 能级D从 n6 能级跃迁到 n5 能级解析：选 A 由 En 可得各能级：

7、E2 eV3.4 eV， E3 E1n2 13.64 13.69eV1.51 eV， E4 eV0.85 eV， E5 eV0.54 eV， E6 13.616 13.625 13.636eV0.38 eV。氢原子由高能级向低能级跃迁时，辐射光子，由 h E E可得： 0， 1 ， 2 ， 3 ， 4 ，又 E3 E21.89 E3 E2h E2 E1h E4 E3h E5 E3h E6 E5heV， E2 E110.2 eV， E4 E30.66 eV， E5 E30.97 eV， E6 E50.16 eV，故只有- 3 - 1 0，A 选项正确。8.如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子

8、( )A从 n4 能级跃迁到 n3 能级比从 n3 能级跃迁到 n2 能级辐射出电磁波的波长长B从 n5 能级跃迁到 n1 能级比从 n5 能级跃迁到 n4 能级辐射出电磁波的速度大C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量解析：选 A 根据 Em En h h 可得 h ，则从 n4 能级跃迁到 n3 能c cEm En级比从 n3 能级跃迁到 n2 能级辐射出的电磁波的波长要长，故 A 选项正确；由于电磁波在空气中的传播速度都是相同的，接近光速，故 B 选项错误；根据氢原子的电子云图可知，处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不

9、一样的，故 C 选项错误；从高能级向低能级跃迁时，原子一定向外以光子的形式释放能量，故 D 选项错误。二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分)9如图为 粒子散射实验装置，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一定不符合事实的是( )A1 305、25、7、1 B202、405、625、825C1 202、1 010、723、203 D1 202、1 305、723、203解析：选 BCD 根据 粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏转，极少

10、数粒子偏转超过 90，甚至有的被反向弹回。所以在相等时间内A 处闪烁次数最多，其次是 B、 C、 D 三处，并且数据相差比较大，所以只有选项 A 符合事实。10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时，下列说法中正确的是( )A核外电子受力变小B原子的能量减少，电子的动能增加C氢原子要吸收一定频率的光子D氢原子要放出一定频率的光子- 4 -解析：选 BD 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时， r 减小，由库仑定律知核外电子受力变大，A 错；由 得 Ek mv2 ，知电子的动能变大，ke2r2 mv2r 12 ke22r由 En eV 知， n 减小时原子能

11、量减少，B 对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定13.6n2频率的光子，C 错，D 对。11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，如电子轨道的概念解析：选 BC 玻尔原子理论的成功之处在于引入量子观点，并成功地解释了氢原子光谱的规律，B、C 正确。12.氢原子的部分能级如图所示。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(

12、)A从高能级向 n1 能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B从高能级向 n2 能级跃迁时发出的光均为可见光C从高能级向 n3 能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D从 n3 能级向 n2 能级跃迁时发出的光为可见光解析：选 AD 从高能级向 n1 的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为 10.2 eV，大于可见光的光子能量， 故发出的光的波长比可见光的短，A 正确； 已知可见光的光子能量在 1.62 eV 到 3.11 eV 之间，从高能级向 n2 能级跃迁时发出的光的能量小于等于3.40 eV，B 错误；从高能级向 n3 能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于 3.11 eV 的光的频率才比

13、可见光高，C 错误；从 n3 到 n2 的过程中释放的光的能量等于 1.89 eV，介于 1.62 eV 到 3.11 eV 之间，所以是可见光，D 正确。三、非选择题(本题共 6 小题，共 52 分)13(4 分)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为 E1(E10)，电子质量为 m，基态氢原子中的电子吸收一频率为 的光子被电离后，电子速度大小为_(普朗克常量为 h)。解析：电子离原子核越远电势能越大，原子能量也就越大；根据动能定理有， h E1mv2，所以电离后电子速度为 。12 2 h E1m- 5 -答案：越大 2

14、 h E1m14(6 分)根据氢原子的玻尔模型，试比较核外电子在第 1、3 轨道上运动时，其轨道半径之比为_，电子绕核运动速率之比为_，运行周期之比为_。解析：根据玻尔氢原子模型的轨道量子化结论有，轨道半径 rn n2r1，所以r1 r31 23 219。电子运行时的向心力由库仑力提供，所以有 m 。解得 vn ，即 vn 。所ke2rn2 vn2rn ke2mrn 1rn以 v1 v3 31。电子运行周期 Tn 。所以 T1 T3 127。1r1 1r3 2 rnvn r1v1 r3v3答案：19 31 12715(6 分)用光子能量为 15 eV 的电磁波去照射处于基态( n1) 的氢原子

15、，问能否使这些氢原子电离？若能使之电离，则电子被电离后所具有的动能是多大？解析：由于入射光子的能量 15 eV 大于 13.6 eV，所以这些氢原子能被电离。被电离后的电子具有的动能为(1513.6) eV1.4 eV。答案：能 1.4 eV16(9 分)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为3.40 eV 和1.51 eV，金属钠的截止频率为 5.531014 Hz，普朗克常量 h6.6310 34 Js。请通过计算判断，用氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应。解析：氢原子放出的光子能量E E3 E2，代入数据得 E1.89 eV，金属钠的逸出功

16、 W0 h c，代入数据得 W02.3 eV因为 EW0，所以不能发生光电效应。答案：不能发生光电效应17(12 分)将氢原子电离，就是从外部供给电子能量，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 n2 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 e1.610 19 C，电子质量 me0.9110 30 kg)解析：(1) n2 时， E2 eV3.4 eV， 13.622n时， E 0要使 n2 的氢原子电离，电离能- 6 - E E E23.4 eV，

17、Hz8.2110 14 Hz。 Eh 3.41.610 196.6310 34(2)波长为 200 nm 的紫外线一个光子所具有的能量为E0 h hc6.6310 34 J310820010 99.94510 19 J电离能 E3.41.610 19 J5.4410 19 J由能量守恒 h E mev2，12代入数值解得 v9.9510 5 m/s。答案：(1)8.2110 14 Hz (2)9.9510 5 m/s18(15 分)氢原子处于基态时，原子的能量为 E113.6 eV，当处于 n3 的激发态时，能量为 E31.51 eV，普朗克常量 h6.6310 34 Js，则：(1)当氢原子

18、从 n3 的激发态跃迁到 n1 的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于 n3 的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中波长最长的是多少？解析：(1)据玻尔理论 E3 E1 hc hcE3 E1 m6.6310 343108 1.51 13.6 1.610 191.0310 7 m。(2)要使处于基态的氢原子电离，入射光子须满足 h 0 E1解得 E1h Hz 13.6 1.610 196.6310 343.2810 15 Hz。(3)当大量氢原子处于 n3 能级时，可释放出的光子频率种数为NC 323由于 E2 E122 13.6 eV4- 7 -3.4 eV氢原子由 n3 向 n2 跃迁时放出的光子波长最长，设为 ，则 h E3 E2c 所以 hcE3 E2 m6.6310 343108 1.51 3.4 1.610 196.5810 7 m。答案：(1)1.0310 7 m(2)3.281015 Hz(3)3 种 6.5810 7 m