新教材同步系列2024春高中物理第五章原子與原子核第一節(jié)原子的結(jié)構(gòu)課后提升訓(xùn)練粵教版選擇性必修第三冊(cè)

第五章第一節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．關(guān)于電子的發(fā)覺，下列敘述中不正確的是()A．電子的發(fā)覺，說明原子是由電子和原子核組成的B．電子的發(fā)覺，說明原子具有肯定的結(jié)構(gòu)C．電子是第一種被人類發(fā)覺的微觀粒子D．電子的發(fā)覺，比較好地說明白物體的帶電現(xiàn)象【答案】A【解析】發(fā)覺電子之前，人們認(rèn)為原子是不行再分的最小粒子，電子的發(fā)覺，說明原子有肯定的結(jié)構(gòu)，B正確；電子是人類發(fā)覺的第一種微觀粒子，C正確；物體帶電的過程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程，D正確．2．(2023年福建三明月考)盧瑟福通過α粒子散射試驗(yàn)得出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，試驗(yàn)裝置如圖所示，帶電粒子打到光屏上就會(huì)產(chǎn)生光斑，為驗(yàn)證α粒子散射試驗(yàn)結(jié)論，現(xiàn)在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡，則這四處位置一段時(shí)間內(nèi)統(tǒng)計(jì)的閃耀次數(shù)符合試驗(yàn)事實(shí)的是()A．1605、35、11、1 B．1242、1305、723、203C．2、10、655、1205 D．1232、1110、733、203【答案】A【解析】α離子散射試驗(yàn)現(xiàn)象是絕大多數(shù)粒子干脆穿過，少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)甚至原路返回，A符合事實(shí)，B、C、D不符合事實(shí)．3．關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說法正確的是()A．原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中B．原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的C．原子中的核外電子繞核做變速運(yùn)動(dòng)肯定向外輻射能量D．原子中的電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是連續(xù)的【答案】B【解析】玻爾依據(jù)經(jīng)典物理在原子結(jié)構(gòu)問題上遇到了困難，引入量子化觀念建立了新的原子模型理論，主要內(nèi)容為：電子軌道是量子化的，原子的能量是量子化的，處在定態(tài)的原子不向外輻射能量，B正確．4．盧瑟福預(yù)言：在原子核內(nèi)，除了質(zhì)子外，還可能有質(zhì)量與質(zhì)子相等的中性粒子(即中子)存在．他的主要依據(jù)是()A．核電荷數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相等B．核電荷數(shù)與核外電子數(shù)相等C．核的質(zhì)量大于核內(nèi)質(zhì)子的質(zhì)量D．核電荷數(shù)在數(shù)值上約是質(zhì)量數(shù)的一半【答案】D【解析】盧瑟福預(yù)言：在原子核內(nèi)，除了質(zhì)子外，還可能有質(zhì)量與質(zhì)子相等的中性粒子(即中子)存在．他的主要依據(jù)是通過試驗(yàn)發(fā)覺原子核的核電荷數(shù)在數(shù)值上約為質(zhì)量數(shù)的一半，D正確．5．汞原子的能級(jí)圖如圖所示，現(xiàn)讓一束單色光照耀到大量處于基態(tài)的汞原子上，汞原子只發(fā)出三種不同頻率的單色光，那么，關(guān)于入射光的能量，下列說法正確的是()A．可能大于或等于7.7eV B．可能大于或等于8.8eVC．肯定等于7.7eV D．包含2.8eV，5eV，7.7eV三種【答案】C【解析】由玻爾理論可知，軌道是量子化的，能級(jí)是不連續(xù)的，只能放射不連續(xù)的單色光，于是要發(fā)出三種不同頻率的光，只有從基態(tài)躍遷到n＝3的激發(fā)態(tài)上，其能量差ΔE＝E3－E1＝7.7eV，C正確，A、B、D錯(cuò)誤．6．(2023年全國卷)α粒子散射試驗(yàn)被評(píng)為世界十大經(jīng)典物理試驗(yàn)之一，此試驗(yàn)開創(chuàng)了原子結(jié)構(gòu)探討的先河，關(guān)于α粒子散射試驗(yàn)，下列說法正確的是()A．該試驗(yàn)的數(shù)據(jù)支持了原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”B．α粒子散射試驗(yàn)，證明白原子核是可以再分的C．該試驗(yàn)選用金的緣由之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔D．該試驗(yàn)表明原子中心有一個(gè)體主動(dòng)大的核，它占有原子體積的極大部分【答案】C【解析】湯姆孫關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的“西瓜模型”不能說明盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)中的大角度偏轉(zhuǎn)問題，該試驗(yàn)說明白湯姆孫的“西瓜模型”是錯(cuò)誤的，A錯(cuò)誤；盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)，證明白原子是可以再分的，B錯(cuò)誤；該試驗(yàn)選用金的緣由之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔，C正確；從絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以推想使α粒子受到排斥力的核體主動(dòng)小，試驗(yàn)表明：原子中心有一個(gè)微小的核，它占有原子體積的微小部分，D錯(cuò)誤．7．關(guān)于α粒子散射試驗(yàn)，下列說法不正確的是()A．該試驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)行B．帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng)C．熒光屏上的閃光是散射的α粒子打在熒光屏上形成的D．熒光屏只有正對(duì)α粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光【答案】D【解析】本題考查α粒子散射試驗(yàn)裝置及其作用，熒光屏不只有正對(duì)α粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光，所以D錯(cuò)誤．8．密立根油滴試驗(yàn)裝置如圖所示，兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負(fù)極相接，板間電壓為U，形成豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)．用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴．通過顯微鏡可找到懸浮不動(dòng)的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A．懸浮油滴帶正電B．懸浮油滴的電荷量為eq\f(mg,U)C．增大場(chǎng)強(qiáng)，懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng)D．油滴的電荷量不肯定是電子電荷量的整數(shù)倍【答案】C【解析】帶電油滴在兩板間靜止時(shí)，受豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力，則油滴應(yīng)帶負(fù)電，A錯(cuò)誤；qE＝mg，即qeq\f(U,d)＝mg，所以q＝eq\f(mgd,U)，B錯(cuò)誤；當(dāng)E變大時(shí)，qE變大，原來懸浮的油滴所受合力向上，油滴向上運(yùn)動(dòng)，C正確；任何帶電物體的電荷量都是電子電荷量的整數(shù)倍，D錯(cuò)誤．9．(2023年寶雞模擬)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外發(fā)出光子，下列說法正確的是()A．這群氫原子最多能發(fā)出4種頻率不同的光子B．這群氫原子發(fā)出的光子中，從n＝4躍遷到n＝1所發(fā)出的光子波長最長C．氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí)，核外電子動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大D．用這些光照耀逸出功為2.49eV的金屬鈉，金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為10.26eV【答案】D【解析】一群氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，可能發(fā)出不同頻率的光子種數(shù)Ceq\o\al(2,4)＝eq\f(4×(4－1),2)＝6，A錯(cuò)誤；因?yàn)閚＝4和n＝3間能級(jí)差最小，所以從n＝4躍遷到n＝3發(fā)出的光子頻率最小，波長最長，B錯(cuò)誤；氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，電子的軌道半徑減小，原子能量減小，依據(jù)keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)可知，動(dòng)能增大，則電勢(shì)能減小，C錯(cuò)誤；從n＝4躍遷到n＝1輻射的光子能量最大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能最大，光子能量最大值為13.6eV－0.85eV＝12.75eV，依據(jù)光電效應(yīng)方程得Ekm＝hν－W0＝12.75eV－2.49eV＝10.26eV，D正確．B組·實(shí)力提升10．(2023年湛江模擬)如圖是氫原子從n＝3、4、5、6能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射的四條光譜線中，頻率從大到小列第三位的是()A．Hα B．HβC．Hγ D．Hδ【答案】B【解析】由圖可知，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)輻射的譜線能量第三大，因此頻率列第三位，即Hβ，A、C、D錯(cuò)誤，B正確．11．(2023年江蘇模擬)如圖為人們利用量子理論研制的電子顯微鏡拍攝到的鈾酰微晶照片，放大了約1億倍，這是光學(xué)顯微鏡做不到的，對(duì)于量子理論的建立過程，下列說法符合事實(shí)的是()A．盧瑟福提出的能量子假說很好地說明白黑體輻射試驗(yàn)規(guī)律B．愛因斯坦光子說說明白光電效應(yīng)現(xiàn)象，說明白光具有波動(dòng)性C．玻爾氫原子理論中的電子做核外運(yùn)動(dòng)是以電子云形式D．電子顯微鏡利用高速電子束的德布羅意波長比可見光波長更小提高了辨別實(shí)力【答案】D【解析】普朗克提出的能量子假說很好地說明白黑體輻射試驗(yàn)規(guī)律，不是盧瑟福提出來的，A錯(cuò)誤；光電效應(yīng)現(xiàn)象，說明白光具有粒子性，不是波動(dòng)性，B錯(cuò)誤；玻爾氫原子理論中的核外電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；電子顯微鏡利用電子束達(dá)到微小物體表面，再反射到熒光板上成像來實(shí)現(xiàn)視察，這是由于電子束的德布羅意波長比可見光短，辨別率高，D正確．12．(2023年衡陽聯(lián)考)氫原子從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)要放射光子，而氬原子從一個(gè)能級(jí)躍遷到一個(gè)較低能級(jí)時(shí)，可能不放射光子，而是把相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給另一能級(jí)上的電子，并使之脫離原子，這一現(xiàn)象叫俄歇效應(yīng)，以這種方式脫離原子的電子叫俄歇電子．若氬原子的基態(tài)能量為E1，處于n＝2能級(jí)的電子躍遷時(shí)，將釋放的能量轉(zhuǎn)交給處于n＝4能級(jí)的電子，使之成為俄歇電子a.假設(shè)氬原子的能級(jí)能量公式類似于氫原子的，即En＝eq\f(E1,n2)(n＝1，2，3，…，表示不同能級(jí))，則()A．氬原子從n＝2能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)釋放的能量為eq\f(3,4)E1B．氯原子從n＝2能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)釋放的能量為－eq\f(1,4)E1C．俄歇電子a的動(dòng)能為－eq\f(11,16)E1D．俄歇電子a的動(dòng)能為－eq\f(1,16)E1【答案】C【解析】由躍遷學(xué)問可知，氬原子從n＝2能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)釋放的能量等于這兩個(gè)能級(jí)間的能量差ΔE＝E2－E1＝eq\f(E1,22)－eq\f(E1,12)＝－eq\f(3,4)E1，A、B錯(cuò)誤；n＝4能級(jí)的電子躍遷到n＝∞能級(jí)時(shí)須要汲取的能量等于這兩個(gè)能級(jí)間的能量差ΔE′＝E∞－E4＝0－eq\f(E1,42)＝－eq\f(1,16)E1，剩余的能量為俄歇電子a的動(dòng)能，即Ek＝ΔE－ΔE′＝－eq\f(11,16)E1，C正確，D錯(cuò)誤．13．氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量為E1＝－13.6eV，問：(1)氫原子在n＝4的定態(tài)上時(shí)，可放出幾種光子？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，要用多大頻率的電磁波照耀此原子？解：(1)原子處于n＝1的定態(tài)，這時(shí)原子對(duì)應(yīng)的能量最低，這肯定態(tài)是基態(tài)，其他的定態(tài)均是激發(fā)態(tài)．原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)不穩(wěn)定，會(huì)自動(dòng)地向基態(tài)躍遷，而躍遷的方式多種多樣，當(dāng)氫原子從n＝4的定態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，可釋放出6種不同頻率的光子．(2)要使處于基態(tài)的氫原子電離，就是要使氫原子第一條可能軌道上的電子獲得能量脫離原子核的引力束縛，則hν≥E∞－E1＝13.6eV＝2.176×10-18J，即ν≥eq\f(E∞－E1,h)＝eq\f(2.176×10-18,6.63×10-34)Hz＝3.28×1015Hz.14．氫原子能級(jí)躍遷如圖所示，由圖求：(1)假如有許多氫原子處于n＝3的能級(jí)，在原子回到基態(tài)時(shí)，可能產(chǎn)生哪幾種躍遷？出現(xiàn)幾種不同光譜線？(2)假如用動(dòng)能為11eV的外來電子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子激發(fā)到哪一個(gè)能級(jí)上？(3)假如用能量為11eV的外來光去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，結(jié)果又如何？解：(1)對(duì)于處于n＝3的許多氫原子而言，在它們回到n＝1的基態(tài)時(shí)，可能觀測(cè)到三種不同頻率的光譜線，其頻率分別為2.92×1015Hz、4.51×1014Hz、2.47×1015Hz.(2)從氫原子能級(jí)圖可以推算出：氫原子從n＝1的能級(jí)激發(fā)到n＝2的能級(jí)時(shí)所需汲取的能量ΔE21＝E2－E1＝－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，假如氫原子從n＝1的能級(jí)激發(fā)到n＝3的能級(jí)，那么所需汲取的能量為ΔE31＝E3－E1＝1.51e