第十八章《原子結(jié)構(gòu)》綜合評(píng)估

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第十八章原子結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估時(shí)間：90分鐘 總分：100分一、選擇題(每小題5分，共50分)1盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)可以解決的問(wèn)題是()A解釋粒子散射現(xiàn)象B用粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算原子核的大小C結(jié)合經(jīng)典電磁理論，解釋原子的穩(wěn)定性D結(jié)合經(jīng)典電磁理論，解釋氫原子光譜答案：AB2關(guān)于玻爾的原子模型，下述說(shuō)法中正確的有()A它徹底否定了經(jīng)典的電磁理論B它發(fā)展了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)C它完全拋棄了經(jīng)典的電磁理論D它引入了普朗克的量子觀念答案：BD3一群氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低的能級(jí)時(shí)()A可以輻射出3種不同頻率的光子B可能輻射出6種不同頻率的光子C頻率最低的光

2、子是由n4能級(jí)向n1能級(jí)輻射出的D波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子是由n4能級(jí)向n1能級(jí)輻射出的解析：從氫原子的能量級(jí)圖可知，最多能輻射6種光子，頻率最低的光子也是波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子，是從n4到n3發(fā)出的答案：B4如圖所示為粒子散射實(shí)驗(yàn)中粒子經(jīng)過(guò)某一金原子核附近時(shí)的示意圖，a、b、c三點(diǎn)分別位于兩個(gè)等勢(shì)面上則以下說(shuō)法正確的是()A粒子在a處的速率比在b處的小B粒子在b處的速率最大C粒子在a、c處的速率相同D粒子在b處的速率比在c處的速率小解析：原子核可看成是一個(gè)帶正電的點(diǎn)電荷，粒子在點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由能量守恒定律和功能關(guān)系求解本題綜合考查能量守恒定律，粒子在發(fā)生散射時(shí)，動(dòng)能與電勢(shì)能之和守恒，粒子在a點(diǎn)與c點(diǎn)時(shí)電

3、勢(shì)能相等，故在經(jīng)過(guò)a、c兩點(diǎn)時(shí)，粒子的動(dòng)能也必須相等，C選項(xiàng)正確在粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做負(fù)功，動(dòng)能減小，va>vc；在粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)粒子做正功，動(dòng)能增大，vc>vb，所以D選項(xiàng)正確，而A、B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的答案：CD5在盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，其原因是()A原子的正電荷和絕大部分的質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上B正電荷在原子中是均勻分布的C原子中存在著帶負(fù)電的電子D原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中解析：只有正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在很小的核上時(shí)，粒子才能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)A是正確的，選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的而選項(xiàng)C和選項(xiàng)D雖然

4、說(shuō)法正確，但是卻非直接原因，所以不是合適選項(xiàng)答案：A6當(dāng)用具有1.87 eV能量的光子照射n3激發(fā)態(tài)的氫原子時(shí)()A氫原子不會(huì)吸收這個(gè)光子B氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為0.36 eVC氫原子吸收光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為零D氫原子吸收光子后不會(huì)被電離答案：A7氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長(zhǎng)的激光，其中兩種波長(zhǎng)分別為10.632 8 m，23.39 m.已知波長(zhǎng)為1的激光是氖原子在能級(jí)間隔為E11.96 eV的兩個(gè)能級(jí)之間躍遷產(chǎn)生的用E2表示產(chǎn)生波長(zhǎng)為2的激光所對(duì)應(yīng)的躍遷能級(jí)間隔，則E2的近似值為()A10.50 eV B0.98 eVC0.53 eV D0.36 eV解析：能級(jí)

5、躍遷滿足E1hc/1，E2hc/2代入數(shù)值可求得E20.36 eV.答案：D8子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱(chēng)為氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n2能級(jí)的氫原子，氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為1、2、3、4、5和6的光，且頻率依次增大，則E等于()Ah(31) Bh(56)Ch3 Dh4解析：由題意，照射后能發(fā)出6種光，則說(shuō)明原子從n2的能級(jí)吸收光子躍遷到n4的能級(jí)這6種光分別是躍遷413121423243頻率654321從表中能看出4到2的對(duì)應(yīng)頻率為3.選項(xiàng)C正確答案：C9氫原子的基態(tài)能級(jí)E113.6 eV，第n能級(jí)

6、En，若氫原子從n3能級(jí)躍遷到n2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則以下躍遷中放出的光也一定能使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的是()A從n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)B從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)C從n5能級(jí)躍遷到n3能級(jí)D從n6能級(jí)躍遷到n5能級(jí)解析：由：En可得各能級(jí)E2 eV3.4 eV，E3 eV1.51 eV，E4 eV0.85 eV，E5 eV0.54 eV，E6 eV0.38 eV.氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光子，由hEE，可得0，1，2，3，4，又，E3E21.89 eV，E2E110.2 eV，E4E30.66 eV，E5E30.97 eV，E6E50.16 eV，故只有1>0

7、，A選項(xiàng)正確答案：A10若原子的某內(nèi)層電子被電離成空位，其他層的電子躍遷到空位時(shí)，會(huì)將多余的能量以電磁波的形式釋放出來(lái)，此電磁輻射就是原子的特征X射線內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制，其中的一種稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)，將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子)，214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，可將能量E01.416 MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使其電離實(shí)驗(yàn)測(cè)得214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動(dòng)能分別為EK1.323 MeV、EL1.399 MeV、EM1.4

8、12 MeV，則可能發(fā)射的特征X射線的能量為()A0.013 MeV B0.017 MeVC0.076 MeV D0.093 MeV解析：由題分析可知，電離后產(chǎn)生的電子動(dòng)能在數(shù)值上與原子所處的激發(fā)態(tài)能級(jí)對(duì)應(yīng)，即EK1.323 MeV，EL1.399 MeV，EM1.412 MeV.當(dāng)發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，釋放的特征X射線的能量的可能值為ELEK0.076 MeV，EMEL0.013 MeV，EMEK0.089 MeV.選項(xiàng)A、C正確答案：AC二、填空題(共16分)11(4分)能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量Ei稱(chēng)為氫的電離能現(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中

9、擊出了一電子，該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為_(kāi)(用光子頻率、電子質(zhì)量m、氫的電離能Ei與普朗克常量h表示)解析：由能量守恒得mv2hEi，解得電子速度為v.答案： 12(4分)大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89 eV、10.2 eV、12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在_個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)上，其中最高能級(jí)的能量值是_eV(基態(tài)能量為13.6 eV)答案：21.5113(4分)氫原子從m能級(jí)躍遷到n能級(jí)時(shí)，輻射出波長(zhǎng)為1的光子，從m能級(jí)躍遷到k能級(jí)時(shí)，輻射出波長(zhǎng)為2的光子，若1>2，則氫原子從n能級(jí)躍遷到k能級(jí)時(shí)，將_波長(zhǎng)為_(kāi)的光子解析

10、：由玻爾躍遷假設(shè)可得，EmEn，EmEk，兩式相減得EnEk，因?yàn)?>2，則En>Ek，故氫原子由n能級(jí)向k能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光子又EnEk，則，解得輻射光子的波長(zhǎng).答案：輻射14(4分)已知?dú)湓踊鶓B(tài)能量為13.6 eV，第二能級(jí)E23.4 eV，如果氫原子吸收_eV能量，可由基態(tài)躍遷到第二能級(jí)如果再吸收1.89 eV能量，還可由第二能級(jí)躍遷到第三能級(jí)，則氫原子的第三能級(jí)E3_eV.答案：10.21.51三、計(jì)算題(共34分)15(8分)用一束光子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，氫原子吸收了光子后剛好發(fā)生電離已知E113.6 eV，求這束光子的頻率解析：基態(tài)氫原子的電離能為13.6 eV，

11、只要大于或等于13.6 eV的光都能使基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離，不過(guò)入射光子能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大處于基態(tài)的氫原子吸收光子發(fā)生電離，則光子能EE1，由題意知，該光子的能量E13.6 eV，又Eh，則光子頻率 Hz3.28×1015 Hz.答案：3.28×1015 Hz16(8分)氫原子的電子在第二條軌道和第三條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能之比、動(dòng)量之比、周期之比分別為多少？解析：電子繞核運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖引力提供向心力，則得Ek，則Ek2Ek3r3r2又rnn2r1，故Ek2Ek394由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系知p，故p2p332，且v2v3p2p332由T知，周期之比T2

12、T3×827.答案：943282717(8分)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子能量E113.6 eV，已知電子電量e1.6×1019 C，電子質(zhì)量m0.91×1030 kg，氫原子的核外電子的第一條軌道的半徑為r10.53×1010 m.(1)若要使處于n2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？(2)氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n2的激發(fā)態(tài)時(shí)，核外電子運(yùn)動(dòng)的等效電流是多大？解析：(1)要使處于n2的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級(jí)躍遷到無(wú)限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為：h0()得8.21×1

13、014 Hz.(2)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，庫(kù)侖力提供向心力，有其中r24r1根據(jù)電流強(qiáng)度的定義I解得I將數(shù)據(jù)代入得I1.3×104 A.答案：(1)8.21×1014 Hz(2)1.3×104 A18(10分)氫原子從3.4 eV的能級(jí)躍遷到0.85 eV的能級(jí)時(shí)，求：(1)此時(shí)發(fā)射還是吸收光子？(2)這種光子的波長(zhǎng)是多少(計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字)?(3)右圖中光電管用金屬材料銫制成，電路中定值電阻R00.75 ，電源電動(dòng)勢(shì)E1.5 V，內(nèi)阻r0.25 ，圖中電路在D點(diǎn)交叉，但不相連R為變阻器，O是變阻器的中間抽頭，位于變阻器的正中央，P為滑動(dòng)端從變阻器的兩端點(diǎn)ab可測(cè)得其總阻值為14 .當(dāng)用上述氫原子兩能級(jí)間躍遷而發(fā)射出來(lái)的光照射圖中的光電管時(shí)，欲使電流計(jì)G中電流為零，變阻器aP間阻值應(yīng)為多大？已知普朗克常量h6.63×1034 J·s，金屬銫的逸出功為1.9 eV.解析：(1)因氫原子是從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，故應(yīng)是吸收光子(2)因?yàn)镋E1E2h，c/得 m5×107 m.(3)因?yàn)閔E1E2(3.40.85) eV2.55 eV入射光光子的能量大于銫的逸出功