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2019-2020学年物理人教版选修3-5第十八章原子结构单元测试题(答案)

第十八章 单元测试题

一、选择题

1.α粒子散射实验中,不考虑电子和α粒子的碰撞影响,是因为( )

A.α粒子与电子根本无相互作用

B.α粒子受电子作用的合力为零,是因为电子是均匀分布的

C.α粒子和电子碰撞损失能力极少,可忽略不计

D.电子很小,α粒子碰撞不到电子

2.一群氢原子处于n=4的激发态,当它们自发地跃迁到较低的能级时( )

A.可以辐射出3种不同频率的光子

B.可能辐射出6种不同频率的光子

C.频率最低的光子是由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的

D.波长最长的光子是由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的

3.太阳的连续光谱中有许多暗线,它们对应着某些元素的特征谱线,产生这些谱线是由于( )

A.太阳表面大气层中缺少相应的元素

B.太阳内部缺少相应的元素

C.太阳表面大气层中存在着相应的元素

D.太阳内部存在着相应的元素

4.以下说法正确的是( )

A.在一个氢原子的某一次跃迁中,可以发出一系列不同频率的光子

B.在一个氢原子的某一次跃迁中,可以发出若干个同一频率的光子

C.一个处于n=4能级的氢原子在向基态跃迁时,最多发出3种频率的光子

D.一群处于n=4能级的氢原子在某一时刻发出的光中可以包含6种不同频率的光子

5.如图所示,是氢原子四个能级的示意图。当氢原子从n =4的能级跃迁到n =3的能级时,辐射出光子a 。当氢原子从n =3的能级跃迁到n =2的能级时,辐射出光子b 。则以下推断正确的是( )

A .光子a 的能量大于光子b 的能量

B .光子a 的频率大于光子b 的频率

C .光子a 的波长大于光子b 的波长

D .在真空中光子a 的传播速度大于光子b 的传播速度

6.下图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图,A 、B 、C三点分别位于两个等势面上。则以下说法中正确的是( )

A.α粒子在A 处的速率比在B 处的速率小

B.α粒子在B 处的加速度最大

C.α粒子在A 、C 处的动能相等

D.α粒子在B 处的电势能比在C 处的电势能最小

7.氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( )

A.原子要汲取光子,电子的动能增大,原子的电势能增大

B.原子要汲取光子,电子的动能减小,原子的电势能减小

C.原子要汲取光子,电子的动能增大,原子的电势能减小

D.原子要汲取光子,电子的动能减小,原子的电势能增大

8.用能量为12.30 eV 的光子去照耀一群处于基态的氢原子,则受到光的照耀后下列关于氢原子跃迁的说法正确的是( )

A.电子能跃迁到n=2的能级上去

B.电子能跃迁到n=3的能级上去

C.电子能跃迁到n=4的能级上去

D.电子不能跃迁到其他能级上去

9.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(hydrogenmuon atom),它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照耀容器中大量处于n =2能级的μ氢原子汲取光子后,发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增大,则E 等于( )

A.h (ν3-ν1)

B .h (ν5+ν6)

C .hν3

D .hν4

10.如图所示为氢原子的能级示意图。现用能量介于10eV-12.9eV 范围内的光子去照耀一群处于基态的氢原子,则下列说法正确的是( )

A .照耀光中只有一种频率的光子被汲取

B .照耀光中有三种频率的光子被汲取

C .氢原子发射出三种不同波长的光

D .氢原子发射出六种不同波长的光

二、填空题

11氢原子的核外电子从第3能级跃迁到第2能级时,辐

射出的光照到某金属上时恰能产生光电效应现象。那么,很多

处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出各种频率的

光,其中有 种频率的光可能使这种金属发生光电效应。

12.用电磁波照耀氢原子,使它从能量为E 1的基态跃迁到能量为E 3的激发态,该电磁波的频率为_________。

三、计算题

13.氢原子基态的能量E 1=-13.6 eV ,电子绕核运动的半径r 1=0.53×10-10 m 。求氢原子处于n=2的激发态时,求(1)原子系统具有的能量(2)电子在轨道上运动的动能(3)电子具有的电势能。

14.处于n=2能级的氢原子从外部汲取波长为4 848.5A 的光子后跃迁到某一激发态,试求:

(1)汲取的能量为多少电子伏?使氢原子跃迁到哪一激发态?

(2)从该激发态向较低能级跃迁时释放的光子的最低频率为多少?

15. 卢瑟福的原子核式结构模型认为,核外电子绕核运动,设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动,氢原子中电子离核最近的轨道半径,用经典物理学的知识,计算在此轨道上电子绕核转动的频率和加速度。

参考答案

一、选择题 1. C 2. B 3. C 4. CD 5.C 6. B C 7 D 8. D 9. C 10. BD

二、填空题

11. 5种12.

三、计算题

13.(1)-3.4 eV (2)3.4 eV (3)-6.8 eV

解析:(1)

2)由E k n=|E n |得,E k2=|E 2|=3.4 eV ,即电子在轨道上动能为3.4 eV 。

3)由E p n=2E n 得,E p2=2E 2=-6.8 eV ,即电子具有的电势能为-6.8 eV 。

14. (1)2.55 eV ,4 (2)1.59×1014 Hz

15.

解析:因为电子在原子核外绕核高速运转,此时带负电的电子绕带正电的原子核做匀速圆周运动,电子所需的向心力由电子和原子核间的库伦引力来提供。

设原子绕核转动的频率为f ,加速度为a ,已知电子质量为kg

由牛顿第二定律①

由向心加速度公式②

联立①②代入数据解得。

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