資源簡介 章末測評驗收卷(四) 原子結構(滿分:100分)一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。)1.如圖所示為盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖,圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動,通過顯微鏡前的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況,下列說法正確的是( )在圖中的A、B兩位置分別進行觀察,相同時間內觀察到屏上的閃光次數一樣多在圖中B位置進行觀察,屏上觀察不到任何閃光盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶,觀察到的實驗結果基本相似α粒子發生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子核后發生反彈2.關于原子結構的認識歷程,下列說法正確的有( )湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在很小的核內玻爾提出了原子能級結構假說,成功地解釋了各種原子的光譜盧瑟福的原子的核式結構模型能夠很好地解釋光譜的分立特征和原子的穩定性α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式結構模型的主要依據3.(2023·湖北卷,1)2022年10月,我國自主研發的“夸父一號”太陽探測衛星成功發射。該衛星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為121.6 nm的氫原子譜線(對應的光子能量為10.2 eV)。根據如圖所示的氫原子能級圖,可知此譜線來源于太陽中氫原子( )n=2和n=1能級之間的躍遷n=3和n=1能級之間的躍遷n=3和n=2能級之間的躍遷n=4和n=2能級之間的躍遷4.如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發出的三種波長的光。在下列該原子光譜的選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是( )A BC D5.1885年,巴爾末對當時已知的氫氣放電管獲得的四條可見光譜進行研究,發現這些譜線滿足=RH(n=3,4,5,6),這個公式稱為巴爾末公式。巴爾末公式反映了氫原子的線狀光譜的特征,如圖所示是氫原子能級圖,已知可見光能量在1.64~3.19 eV之間,巴爾末研究的四條可見光波中波長最長的是氫原子在哪兩個能級之間躍遷輻射的( )3到2 4到25到2 6到26.已知氫原子的基態能量為E1,激發態能量為En=E1,其中n=2,3,4,…。已知普朗克常量為h,電子的質量為m,則下列說法正確的是( )氫原子從基態躍遷到激發態后,核外電子動能減小,原子的電勢能增大,動能和電勢能之和不變基態氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后,電子速度大小為一個處于n=4的激發態的氫原子,向低能級躍遷時最多可輻射出6種不同頻率的光第一激發態氫原子的電離能等于E1二、多項選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。)7.對原子的認識,正確的是( )原子由原子核和核外電子組成原子核的質量就是原子的質量原子核的電荷數就是核中的質子數原子序數等于核電荷與電子電荷量大小的比值8.氫原子能級圖如圖所示,a、b、c分別表示原子在不同能級之間的三種躍遷途徑,設a、b、c在躍遷過程中,放出光子的能量和波長分別是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc,則( )λa=λb+λc =+Eb=Ea+Ec Ea=Eb+Ec9.氫原子的能級如圖所示,下列說法正確的是( )處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的光子氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時,發出的光子能量為1.89 eV大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可能發出3種不同頻率的光處于n=1能級的氫原子可以吸收能量為10 eV的電子的能量10.丹麥物理學家玻爾意識到了經典理論在解釋原子結構方面的困難。在普朗克關于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關于光子的概念的啟發下,他在1913年提出了自己的原子結構假說。如圖為氫原子的電子軌道示意圖,下列說法正確的是( )電子離原子核越遠,原子的總能量越大,氫原子的總能量是負值電子從n=3能級躍遷到n=4能級,電子的電勢能增加,動能減少電子從n=5能級躍遷到n=4能級,電子電勢能的減少量大于動能的增加量電子從n=5能級躍遷到n=4能級輻射的光子的能量比電子從n=3能級躍遷到n=4能級吸收的光子的能量大三、非選擇題(本題共6小題,共52分。)11.(6分)如圖所示為湯姆孫做陰極射線實驗時用到的氣體放電管,在K、A之間加高電壓,便有陰極射線射出;C、D間不加電壓時,光屏上O點出現亮點,當C、D之間加如圖所示電壓時,光屏上P點出現亮點。(1)要使K、A之間有陰極射線射出,則K應接高壓電源________(2分)(填“正極”或“負極”);要使光屏上P處的亮點再回到O點,可以在C、D間加垂直紙面________(2分)(填“向里”或“向外”)的勻強磁場;(2)湯姆孫換用不同材料的陰極做實驗,發現不同陰極發出的射線的比荷是________(2分)(填“相同”或“不同”)的。12.(8分)密立根實驗的原理圖如圖所示,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電,調節A、B兩板間的電壓,可使小油滴受到的電場力和重力平衡,已知小油滴靜止時所處的電場強度大小是1.92×105 N/C,小油滴半徑是1.64×10-4 cm,油的密度是0.851 g/cm3,g取9.8 N/kg,小油滴所帶的電荷量為________(4分)C,這個電荷量是電子電荷量的________(4分)倍。13.(7分)如圖甲為氫原子能級示意圖的一部分,若處于基態的氫原子由于原子間的碰撞而激發,且發射出6條光譜線,則:(1)(3分)求6條光譜線中最長的波長λm(已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s,結果保留2位有效數字);(2)(4分)若基態氫原子受激發射出6條光譜線,是由于運動的氫原子a與靜止的氫原子b碰撞導致,如圖乙所示,求氫原子a的最小動能Ek。14.(7分)已知氫原子量子數為n的能級能量值為En=- eV(n=1,2,3,…),試計算處于基態的氫原子吸收頻率為多少的光子,電子可以躍遷到n=2的軌道上(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,結果保留3位有效數字)?15.(10分)已知氫原子的基態能量為-13.6 eV,核外電子的第一軌道半徑為r1=0.53×10-10 m,電子質量me=9.1×10-31 kg,電荷量為1.6×10-19 C,求電子躍遷到第三軌道時,氫原子的能量、電子的動能和電子的電勢能各為多大?(已知rn=n2r1,靜電力常量k=9.0×109 N·m2/C2)16.(14分)實驗室考查氫原子躍遷時的微觀效應。已知氫原子能級圖如圖所示,氫原子質量為mH=1.67×10-27 kg。設原來處于靜止狀態的大量激發態氫原子處于n=5的能級狀態。(1)(6分)求氫原子由高能級向低能級躍遷時,可能發射出多少種不同頻率的光;(2)(8分)若躍遷后光子沿某一方向飛出,且光子的動量可以用p=表示,h為普朗克常量,ν為光子頻率,c為真空中光速,求發生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率(保留3位有效數字)。章末測評驗收卷(四) 原子結構1.C [α粒子散射實驗現象:絕大多數α粒子沿原方向前進,少數α粒子有大角度散射,所以A處觀察到的閃光次數多,B處觀察到的閃光次數少,A、B錯誤;α粒子發生散射的主要原因是受到金原子核庫侖斥力的作用,C正確,D錯誤。]2.D [湯姆孫發現電子后猜想出原子核內的正電荷是均勻分布的,故A錯誤;玻爾提出了原子能級結構假說,成功地解釋了氫原子的光譜,但不能解釋其他原子的光譜,故B錯誤;盧瑟福提出的原子的核式結構模型,無法解釋原子的穩定性和原子光譜的分立特征,故C錯誤;α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式結構模型的主要依據,故D正確。]3.A [由題圖可知n=2和n=1的能級之間的能量差值為ΔE=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,與探測器探測到的譜線能量相等,可知此譜線來源于太陽中氫原子n=2和n=1能級之間的躍遷,故A正確。]4.C [根據ΔE=hν,ν=,可得λ=,則能級差越大,波長越小,所以a的波長最短,b的波長最長,C正確。]5.A [巴爾末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時形成的譜線,巴爾末研究的四條可見光譜中波長最長的光譜,對應的是兩個能級之間能量差值最小的能級,為3到2,故A正確,B、C、D錯誤。]6.B [氫原子由基態躍遷到激發態時,氫原子吸收光子,則能量增大,即動能和電勢能之和增大,故A錯誤;根據能量守恒定律得hν+E1=mv2,解得電離后電子的速度大小為v=,故B正確;一個處于n=4的激發態的氫原子,向低能級躍遷時最多可輻射出3種不同頻率的光,故C錯誤;第一激發態氫原子的能量為,若剛好發生電離,則其電離能等于-,故D錯誤。]7.ACD [原子由原子核和核外電子組成,故A正確;原子核的質量與電子的質量之和就是原子的質量,故B錯誤;原子核的電荷數就是核中的質子數,故C正確;原子序數等于核電荷與電子電荷量大小的比值,故D正確。]8.BC [Ea=E2-E1,Eb=E3-E1,Ec=E3-E2,故Eb=Ea+Ec,C正確,D錯誤;又因為E=hν=h,故=+,A錯誤,B正確。]9.BC [氫原子向高能級躍遷時,只能吸收特定頻率的光子,選項A錯誤;氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時,發出的光子能量為ΔE=E3-E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV,選項B正確;大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可能發出C=3種光子,選項C正確;處于n=1能級的氫原子不能吸收能量為10 eV的電子的能量,選項D錯誤。]10.BC [電子離原子核越遠,原子的總能量越大,當規定離原子核無窮遠處的電勢能為零時,氫原子的總能量是負值,當沒有規定零電勢能的位置時,無法判斷氫原子總能量的正負,A錯誤;電子從n=3能級躍遷到n=4能級,庫侖力做負功,電子的電勢能增加,動能減少,B正確;電子從n=5能級躍遷到n=4能級,庫侖力做正功,電子的電勢能減少,動能增加,向外輻射出光子,故總能量減少,因此電子電勢能的減少量大于動能的增加量,C正確;根據玻爾理論,可知躍遷時輻射和吸收光子的能量由前后兩個能級的能級差決定,由于n=5與n=4的能級差小于n=4與n=3的能級差,故電子從n=5能級躍遷到n=4能級輻射的光子的能量小于電子從n=3能級躍遷到n=4能級吸收的光子的能量,D錯誤。]11.(1)負極 向外 (2)相同解析 (1)要使K、A之間有陰極射線射出,則K應接高壓電源負極,A接高壓電源正極,從玻璃管內陰極K釋放出電子被高壓加速后射出;要使光屏上P處的亮點再回到O點,則洛倫茲力應向上,根據左手定則可知,C、D間加垂直紙面向外的勻強磁場。(2)湯姆孫換用不同材料的陰極做實驗,發現不同陰極發出的射線的比荷是相同的,是因為陰極射線的本質均為電子流。12.8.02×10-19 5解析 小油滴的質量m=ρV=ρ·πR3由題意知mg=qE聯立兩式可得q== C=8.02×10-19 C==5即小油滴所帶的電荷量q是電子電荷量e的5倍。13.(1)1.9×10-6 m (2)25.5 eV解析 (1)處于基態的氫原子由于原子間的碰撞而激發,且發射出6條光譜線,根據C=6,可知處于基態的氫原子由于原子間的碰撞而激發躍遷到n=4能級,則n=4能級向n=3能級躍遷產生的光譜線的波長最長,則有E4-E3=h,解得λm=1.9×10-6 m。(2)令氫原子a的初速度為v0,則有Ek=mv氫原子a與氫原子b發生完全非彈性碰撞時,系統損失的動能最大,根據動量守恒定律可得mv0=2mv解得v=v0根據題意及能量守恒定律有E4-E1=mv-×2mv2,即mv=12.75 eV聯立解得Ek=25.5 eV。14.2.46×1015 Hz解析 氫原子處于基態時能量為E1=-13.6 eV氫原子在n=2能級時能量為E2=-3.4 eV氫原子從基態躍遷到n=2能級需要吸收的能量為ΔE=E2-E1代入數據解得ΔE=10.2 eV=1.632×10-18 J根據玻爾理論有hν=ΔE代入數據解得ν≈2.46×1015 Hz。15.-1.51 eV 1.51 eV -3.02 eV解析 該電子在第三軌道時的能量為E3=E1=-1.51 eV電子在第三軌道時半徑為r3=32r1=9r1電子繞核轉動時,庫侖力提供向心力,則有k=m電子的動能Ek3=mv聯立得Ek3== eV=1.51 eV由能量守恒定律有E3=Ek3+Ep3,可得電子電勢能Ep3=E3-Ek3=-1.51 eV-1.51 eV=-3.02 eV。16.(1)10 (2)4.17 m/s解析 (1)可能有N=C=10種不同頻率的光射出。(2)由題意知氫原子從n=5能級躍遷到n=1能級時,氫原子具有最大反沖速率,氫原子發生躍遷時輻射出的光子能量為E=ΔE=|E5-E1|開始時,將原子(含核外電子)和即將輻射出去的光子作為一個系統,由動量守恒定律可得m原v原-p光=0光子的動量p=氫原子速度為vH=所以v原=4.17 m/s。(共28張PPT)章末測評驗收卷(四)(時間:75分鐘 滿分:100分)一、單項選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。)1.如圖所示為盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖,圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動,通過顯微鏡前的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況,下列說法正確的是( )CA.在圖中的A、B兩位置分別進行觀察,相同時間內觀察到屏上的閃光次數一樣多B.在圖中B位置進行觀察,屏上觀察不到任何閃光C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶,觀察到的實驗結果基本相似D.α粒子發生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子核后發生反彈解析 α粒子散射實驗現象:絕大多數α粒子沿原方向前進,少數α粒子有大角度散射,所以A處觀察到的閃光次數多,B處觀察到的閃光次數少,A、B錯誤;α粒子發生散射的主要原因是受到金原子核庫侖斥力的作用,C正確,D錯誤。2.關于原子結構的認識歷程,下列說法正確的有( )A.湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在很小的核內B.玻爾提出了原子能級結構假說,成功地解釋了各種原子的光譜C.盧瑟福的原子的核式結構模型能夠很好地解釋光譜的分立特征和原子的穩定性D.α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式結構模型的主要依據解析 湯姆孫發現電子后猜想出原子核內的正電荷是均勻分布的,故A錯誤;玻爾提出了原子能級結構假說,成功地解釋了氫原子的光譜,但不能解釋其他原子的光譜,故B錯誤;盧瑟福提出的原子的核式結構模型,無法解釋原子的穩定性和原子光譜的分立特征,故C錯誤;α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式結構模型的主要依據,故D正確。D3.(2023·湖北卷,1)2022年10月,我國自主研發的“夸父一號”太陽探測衛星成功發射。該衛星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為121.6 nm的氫原子譜線(對應的光子能量為10.2 eV)。根據如圖所示的氫原子能級圖,可知此譜線來源于太陽中氫原子( )A.n=2和n=1能級之間的躍遷B.n=3和n=1能級之間的躍遷C.n=3和n=2能級之間的躍遷D.n=4和n=2能級之間的躍遷A解析 由題圖可知n=2和n=1的能級之間的能量差值為ΔE=E2-E1= -3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,與探測器探測到的譜線能量相等,可知此譜線來源于太陽中氫原子n=2和n=1能級之間的躍遷,故A正確。C4.如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發出的三種波長的光。在下列該原子光譜的選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是( )AA.3到2 B.4到2 C.5到2 D.6到2解析 巴爾末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時形成的譜線,巴爾末研究的四條可見光譜中波長最長的光譜,對應的是兩個能級之間能量差值最小的能級,為3到2,故A正確,B、C、D錯誤。BACD二、多項選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。)7.對原子的認識,正確的是( )A.原子由原子核和核外電子組成B.原子核的質量就是原子的質量C.原子核的電荷數就是核中的質子數D.原子序數等于核電荷與電子電荷量大小的比值解析 原子由原子核和核外電子組成,故A正確;原子核的質量與電子的質量之和就是原子的質量,故B錯誤;原子核的電荷數就是核中的質子數,故C正確;原子序數等于核電荷與電子電荷量大小的比值,故D正確。8.氫原子能級圖如圖所示,a、b、c分別表示原子在不同能級之間的三種躍遷途徑,設a、b、c在躍遷過程中,放出光子的能量和波長分別是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc,則( )BC9.氫原子的能級如圖所示,下列說法正確的是( )A.處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的光子B.氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時,發出的光子能量為1.89 eVC.大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時,可能發出3種不同頻率的光D.處于n=1能級的氫原子可以吸收能量為10 eV的電子的能量BC10.丹麥物理學家玻爾意識到了經典理論在解釋原子結構方面的困難。在普朗克關于黑體輻射的量子論和愛因斯坦關于光子的概念的啟發下,他在1913年提出了自己的原子結構假說。如圖為氫原子的電子軌道示意圖,下列說法正確的是( )BCA.電子離原子核越遠,原子的總能量越大,氫原子的總能量是負值B.電子從n=3能級躍遷到n=4能級,電子的電勢能增加,動能減少C.電子從n=5能級躍遷到n=4能級,電子電勢能的減少量大于動能的增加量D.電子從n=5能級躍遷到n=4能級輻射的光子的能量比電子從n=3能級躍遷到n=4能級吸收的光子的能量大解析 電子離原子核越遠,原子的總能量越大,當規定離原子核無窮遠處的電勢能為零時,氫原子的總能量是負值,當沒有規定零電勢能的位置時,無法判斷氫原子總能量的正負,A錯誤;電子從n=3能級躍遷到n=4能級,庫侖力做負功,電子的電勢能增加,動能減少,B正確;電子從n=5能級躍遷到n=4能級,庫侖力做正功,電子的電勢能減少,動能增加,向外輻射出光子,故總能量減少,因此電子電勢能的減少量大于動能的增加量,C正確;根據玻爾理論,可知躍遷時輻射和吸收光子的能量由前后兩個能級的能級差決定,由于n=5與n=4的能級差小于n=4與n=3的能級差,故電子從n=5能級躍遷到n=4能級輻射的光子的能量小于電子從n=3能級躍遷到n=4能級吸收的光子的能量,D錯誤。三、非選擇題(本題共6小題,共52分。)11.(6分)如圖所示為湯姆孫做陰極射線實驗時用到的氣體放電管,在K、A之間加高電壓,便有陰極射線射出;C、D間不加電壓時,光屏上O點出現亮點,當C、D之間加如圖所示電壓時,光屏上P點出現亮點。(1)要使K、A之間有陰極射線射出,則K應接高壓電源________(填“正極”或“負極”);要使光屏上P處的亮點再回到O點,可以在C、D間加垂直紙面________(填“向里”或“向外”)的勻強磁場;(2)湯姆孫換用不同材料的陰極做實驗,發現不同陰極發出的射線的比荷是________(填“相同”或“不同”)的。負極向外相同解析 (1)要使K、A之間有陰極射線射出,則K應接高壓電源負極,A接高壓電源正極,從玻璃管內陰極K釋放出電子被高壓加速后射出;要使光屏上P處的亮點再回到O點,則洛倫茲力應向上,根據左手定則可知,C、D間加垂直紙面向外的勻強磁場。(2)湯姆孫換用不同材料的陰極做實驗,發現不同陰極發出的射線的比荷是相同的,是因為陰極射線的本質均為電子流。12.(8分)密立根實驗的原理圖如圖所示,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電,調節A、B兩板間的電壓,可使小油滴受到的電場力和重力平衡,已知小油滴靜止時所處的電場強度大小是1.92×105 N/C,小油滴半徑是1.64×10-4 cm,油的密度是0.851 g/cm3,g取9.8 N/kg,小油滴所帶的電荷量為____________C,這個電荷量是電子電荷量的________倍。8.02×10-19513.(7分)如圖甲為氫原子能級示意圖的一部分,若處于基態的氫原子由于原子間的碰撞而激發,且發射出6條光譜線,則:(1)求6條光譜線中最長的波長λm(已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s,結果保留2位有效數字);(2)若基態氫原子受激發射出6條光譜線,是由于運動的氫原子a與靜止的氫原子b碰撞導致,如圖乙所示,求氫原子a的最小動能Ek。答案 (1)1.9×10-6 m (2)25.5 eV答案 2.46×1015 Hz解析 氫原子處于基態時能量為E1=-13.6 eV氫原子在n=2能級時能量為E2=-3.4 eV氫原子從基態躍遷到n=2能級需要吸收的能量為ΔE=E2-E1代入數據解得ΔE=10.2 eV=1.632×10-18 J根據玻爾理論有hν=ΔE代入數據解得ν≈2.46×1015 Hz。15.(10分)已知氫原子的基態能量為-13.6 eV,核外電子的第一軌道半徑為r1=0.53×10-10 m,電子質量me=9.1×10-31 kg,電荷量為1.6×10-19 C,求電子躍遷到第三軌道時,氫原子的能量、電子的動能和電子的電勢能各為多大?(已知rn=n2r1,靜電力常量k=9.0×109 N·m2/C2)答案 -1.51 eV 1.51 eV -3.02 Ev16.(14分)實驗室考查氫原子躍遷時的微觀效應。已知氫原子能級圖如圖所示,氫原子質量為mH=1.67×10-27 kg。設原來處于靜止狀態的大量激發態氫原子處于n=5的能級狀態。(1)求氫原子由高能級向低能級躍遷時,可能發射出多少種不同頻率的光; 展開更多...... 收起↑ 資源列表 章末測評驗收卷(四).pptx 章末測評驗收卷(四) 原子結構.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫