《（全國通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 新人教版選修3-5.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用版）2018-2019高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 新人教版選修3-5.doc（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第十八章　學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．(湖北省孝感一中、應(yīng)城一中等五校2018屆高三上學(xué)期期末)下列關(guān)于玻爾原子理論及氫原子能級的說法，正確的是(　D　) A．原子中的電子在某一定態(tài)時(shí)，電子做加速運(yùn)動(dòng)，向外輻射能量 B．原子中的電子運(yùn)行軌道分布是連續(xù)的 C．一群氫原子從n＝3能級向n＝1能級躍遷，最多能發(fā)出兩種不同顏色的光子 D．氫原子的核外電子由一個(gè)能級躍遷到另一個(gè)能級吸收光子時(shí)，氫原子的能量增大 解析：原子處于定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做加速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量，故A錯(cuò)誤；原子的能量是量子化的，所以原子中的電子運(yùn)行軌道分布是不連續(xù)的，故B錯(cuò)誤；一群氫原子從n＝3能級向n＝1能級躍遷，最多能發(fā)出3種不同顏色的光子，故C錯(cuò)誤；氫原子的核外電子由一個(gè)能級躍遷到另一個(gè)能級吸收光子時(shí)，氫原子的能量增大，故D正確。 2．下面是歷史上的幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)的裝置圖，其中發(fā)現(xiàn)電子的裝置是(　A　) 解析：湯姆孫利用氣體放電管研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子。 3．如圖所示，實(shí)線表示金原子核電場的等勢線，虛線表示α粒子在金核電場中散射時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)α粒子通過a、b、c三點(diǎn)時(shí)速度分別為va、vb、vc，電勢能分別為Ea、Eb、Ec，則(　D　) A．va>vb>vc，Eb>Ea>Ec B．vb>vc>va，Eb>Ea>Ec C．vb>va>vc，Eb>Ea>Ec D．vbEa>Ec 解析：金原子核和α粒子都帶正電，α粒子在接近金核過程中需不斷克服庫侖力做功，它的動(dòng)能減小，速度減小，電勢能增加；α粒子在遠(yuǎn)離金核過程中庫侖力不斷對它做功，它的動(dòng)能增大，速度增大，電勢能減小。因此這三個(gè)位置的速度大小關(guān)系和電勢能大小關(guān)系為vbEa>Ec。 4．(江蘇徐州市2015～2016學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示為氫原子能級示意圖的一部分，一群原來處于n＝4能級的氫原子躍遷到n＝1能級的過程中(　B　) A．放出三種頻率不同的光子 B．放出六種頻率不同的光子 C．氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將減小 D．從n＝4的能級躍遷到n＝3的能級時(shí)，輻射出的光子的波長最短 解析：根據(jù)C＝6知，氫原子可能輻射6種頻率的光子，故A錯(cuò)誤，B正確；核外電子從高軌道躍遷到低軌道運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)能增大，C錯(cuò)誤；根據(jù)ΔE＝h可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，不考慮電子和α粒子的碰撞影響，是因?yàn)?　C　) A．α粒子與電子根本無相互作用 B．α粒子受電子作用的合力為零，是因?yàn)殡娮邮蔷鶆蚍植嫉? C．α粒子和電子碰撞損失能量極少，可忽略不計(jì) D．電子很小，α粒子碰撞不到電子 解析：α粒子與電子之間存在著相互作用力，這個(gè)作用力是庫侖引力，但由于電子質(zhì)量很小，只有α粒子質(zhì)量的1/7300，碰撞時(shí)對α粒子的運(yùn)動(dòng)影響極小，幾乎不改變運(yùn)動(dòng)方向，就象一顆子彈撞上一顆塵埃一樣，故答案為C。 6．如圖(1)所示為氫原子的能級，圖(2)為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)的輻射光，則譜線b是氫原子(　B　) A．從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)的輻射光 B．從n＝5的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)的輻射光 C．從n＝4的能級躍遷到n＝3的能級時(shí)的輻射光 D．從n＝1的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)的輻射光 解析：由圖(2)看出b譜線對應(yīng)的光的頻率大于a譜線對應(yīng)的光的頻率，而a譜線是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝2能級時(shí)的輻射光，所以b譜線對應(yīng)的能級差應(yīng)大于n＝4與n＝2間的能級差，故選項(xiàng)B正確。 7．(浙江省湖州市2017～2018學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖為氫原子能級圖，用波長為λ1的a光照射一群處于基態(tài)的氫原子，發(fā)出3種頻率的光；用波長為λ2的b光照射一群處于基態(tài)的氫原子，能發(fā)出6種頻率的光。則(　CD　) A．a(chǎn)光的波長λ1小于b光的波長λ2 B．a(chǎn)光、b光同時(shí)照射一群基態(tài)氫原子能發(fā)出9種頻率的光 C．a(chǎn)光、b光同時(shí)照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，波長最短的是λ2 D．a(chǎn)光、b光同時(shí)照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，光子能量差最大值為12.09eV 解析：用波長為λ1的a光照射一群處于基態(tài)的氫原子，發(fā)出3種頻率的光，說明躍遷到了n＝3能級，即E3－E1＝；同理用波長為λ2的b光照射一群處于基態(tài)的氫原子，能發(fā)出6種頻率的光，說明躍遷到了n＝4能級，即E4－E1＝；則a光的波長λ1大于b光的波長λ2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a光、b光同時(shí)照射一群基態(tài)氫原子同樣只能發(fā)出6種頻率的光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；a光、b光同時(shí)照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，頻率最大的是從n＝4到n＝1，即波長最短的是λ2，選項(xiàng)C正確；a光、b光同時(shí)照射一群基態(tài)氫原子發(fā)出的所有光中，光子能量最大值為從n＝4到基態(tài)的躍遷，對應(yīng)的能量為(－0.85eV)－(－13.6eV)＝12.75eV；光子能量最小為n＝4到n＝3的躍遷，對應(yīng)的能量為(－0.85eV)－(－1.51eV)＝0.66eV；光子能量差最大值為12.75eV－0.66eV＝12.09eV，選項(xiàng)D正確。 8．(南昌2015～2016學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是(　AC　) A．若在D1、D2之間不加電場和磁場，則陰極射線應(yīng)打到最右端的P1點(diǎn) B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向下偏轉(zhuǎn) C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應(yīng)向上偏轉(zhuǎn) D．若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線向上偏轉(zhuǎn) 解析：實(shí)驗(yàn)證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B的說法錯(cuò)誤；加上垂直紙面向里的磁場時(shí)，電子在磁場中受洛倫茲力作用，要向下偏轉(zhuǎn)，因而選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)不加電場和磁場時(shí)，電子所受的重力可以忽略不計(jì)，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A的說法正確。 9．氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于基態(tài)的氫原子受到光子能量為12.75eV的紫外線照射后而發(fā)光。從這一 群氫原子所發(fā)出的光中取一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為相互分離的x束光，這x束光都照射到逸出功為4.8eV的金屬板上(如圖乙所示)，在金屬板上有y處有光電子射出，則有(　BC　) A．x＝3　　 B．x＝6　　 C．y＝3　　 D．y＝6 解析：處于基態(tài)的氫原子吸收能量為12.75eV紫外線光子后躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，這樣氫原子將輻射出6種能量的光子，其中有3種光子的能量大于該金屬板的逸出功(4.8eV)，所以x＝6，y＝3，故選項(xiàng)B、C正確。 10．有兩個(gè)質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B，A靜止，B以速度v0與它發(fā)生碰撞。已知碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動(dòng)能有可能被某一氫原子吸收，從而使該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然后此原子向低能級躍遷，并放出光子。若氫原子碰撞后放出一個(gè)光子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1＜0)。則速度v0可能為(　CD　) A． B． C． D． 解析：由動(dòng)量守恒定律有mv0＝2mv，碰撞過程損失的動(dòng)能為ΔE＝mv－2mv2，由能級躍遷知識有ΔE至少為由n＝2的能級躍遷至基態(tài)時(shí)的能量變化，則ΔE＝E2－E1＝－E1，聯(lián)立解得v0＝，故選項(xiàng)C、D正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共2小題，每小題7分，共14分。把答案直接填在橫線上) 11．按照玻爾原子理論，氫原子中的電子從離原子核較近的軌道躍遷到離原子核較遠(yuǎn)的軌道，要__吸收__(選填“釋放”或“吸收”)能量。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0)，電子的質(zhì)量為m，則基態(tài)氫原子的電離能為__－E1__，基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子后被電離，電離后電子的速度大小為__v＝__。 解析：氫原子中的電子從離原子核較近的軌道躍遷到離原子核較遠(yuǎn)的軌道，原子能量增大，則需要吸收能量。氫原子的基態(tài)能量為E1(E1<0)，則發(fā)生電離，基態(tài)氫原子的電離能為－E1。根據(jù)能量守恒得：hν＋E1＝mv2，解得電離后電子的速度大小為：v＝。 12．一群氫原子處于量子數(shù)n＝4的能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，氫原子可能發(fā)射__6__種頻率的光子；氫原子由量子數(shù)n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)輻射光子的能量是__2.55__eV; 用n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)輻射的光子照射下表中幾種金屬，__銫__金屬能發(fā)生光電效應(yīng)。 幾種金屬的逸出功 金屬 銫 鈣 鎂 鈦 逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1 解析：從n＝4的能級躍遷，可能發(fā)射6種頻率的光子；從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級，發(fā)出的光子能量hν＝E4－E2＝2.55eV，此值大于銫的逸出功，所以可使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)。 三、論述計(jì)算題(共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(10分)電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測得的。他測定了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍。這個(gè)最小電荷量就是電子所帶的電荷量。密立根實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板。A板帶正電，B板帶負(fù)電，從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中。小油滴由于摩擦而帶負(fù)電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力平衡。已知小油滴靜止處的電場強(qiáng)度是1.92105N/C，油滴半徑是1.6410－4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所帶的電荷量。這個(gè)電荷量是電子電荷量的多少倍？(g取9.8m/s2) 答案：8.0210－19　5倍 解析：小油滴質(zhì)量，m＝ρV＝ρπr3 ① 由題意知，mg－Eq＝0 ② 由①②兩式可得： q＝＝C ≈8.0210－19C 小油滴所帶電荷量q是電子電荷量e的倍數(shù)為 n＝≈5(倍)。 14．(11分)為了測定帶電粒子的比荷，讓這個(gè)帶電粒子垂直電場飛進(jìn)平行金屬板間，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場的場強(qiáng)為E，在通過長為L的兩金屬板間后，測得偏離入射方向的距離為d，如果在兩板間加垂直電場方向的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直粒子的入射方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則粒子恰好不偏離原來方向(如圖)，求q/m的值。 答案： 解析：僅加電場時(shí)d＝()()2， 加復(fù)合場時(shí)Bqv0＝Eq。 由以上兩式可得＝ 15．(12分)原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動(dòng)能損失最大的是完全非彈性碰撞)。一個(gè)具有13.6eV動(dòng)能、處于基態(tài)的氫原子與另一個(gè)靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰，問是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷？(氫原子能級如圖所示) 答案：不能 解析：設(shè)運(yùn)動(dòng)氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動(dòng)能ΔE被基態(tài)氫原于吸收。 若ΔE＝10.2eV，則基態(tài)氫原子可由n＝1躍遷到n＝2，由動(dòng)量守恒和能量守恒有： mv0＝2mv ① mv＝mv2＋mv2＋ΔE ② mv＝Ek＝13.6eV ③ 由①②③得，ΔE＝mv＝6.8eV 因?yàn)棣＝6.8eV<10.2eV 所以不能使基態(tài)氫原子發(fā)生躍遷 16．(13分)已知?dú)湓幽芗増D如圖所示，氫原子質(zhì)量為mH＝1.6710－27kg。設(shè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n＝5的能級狀態(tài)。 (1)求大量氫原子由高能級向低能級躍遷時(shí)，可能發(fā)射出多少種不同頻率的光； (2)若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動(dòng)量可以用p＝表示(h為普朗克常量，ν為光子頻率，c為真空中光速)，求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率。(保留三位有效數(shù)字) 答案：(1)10　(2)4.17m/s 解析：(1)可以有n＝C＝10種不同頻率的光輻射。 (2)由題意知?dú)湓訌膎＝5能級躍遷到n＝1能級時(shí)，氫原子具有最大反沖速率。 氫原子發(fā)生躍遷時(shí)輻射出的光子能量為 E＝ΔE＝|E5－E1| 開始時(shí)，將原子(含核外電子)和即將輻射出去的光子作為一個(gè)系統(tǒng)。 由動(dòng)量守恒定律可知：mHvH－p光＝0 光子的動(dòng)量p光＝，E＝hν 氫原子速度為vH＝，所以vH≈4.17m/s。