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    高中同步测试卷·人教物理选修3-5:高中同步测试卷(九) word版含解析

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    这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-5本册综合课时练习,共7页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

    高中同步测试卷()

    专题三 原子结构

    (时间:90分钟满分:100)

    一、选择题(本题共12小题每小题560在每小题给出的四个选项中至少有一个选项正确全部选对的得5选对但不全的得3有错选或不答的得0)

    1下列叙述中符合物理学史的有(  )

    A汤姆孙通过研究阴极射线实验发现了电子和质子的存在

    B卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析证实了原子是可以再分的

    C巴耳末根据氢原子光谱分析总结出了氢原子光谱可见光区波长公式

    D玻尔提出的原子模型彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说 

    2关于光下面说法正确的是(  )

    A太阳光谱是连续谱

    B稀薄的氢气发光产生的光谱是线状谱

    C煤气灯上燃烧的钠盐汽化后的钠蒸气产生的光谱是线状谱

    D白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱

    3仔细观察氢原子的光谱发现它只有几条不连续的亮线其原因是(  )

    A氢原子只有几个能级

    B氢原子只能发出平行光

    C氢原子有时发光有时不发光

    D氢原子辐射的光子的能量是不连续的所以对应的光的频率也是不连续的

    4在卢瑟福的α粒子散射实验中α粒子经过某原子核附近时的轨迹如图中实线所示图中PQ为轨迹上的点虚线是过PQ两点并与轨迹相切的直线两虚线和轨迹将平面分为四个区域不考虑其他原子核对该α粒子的作用那么关于该原子核的位置下列说法中正确的是(  )

    A可能在区域  B可能在区域

    C可能在区域  D可能在区域

    5利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分关于光谱分析下列说法正确的是(  )

    A利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分

    B利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分

    C高温物体发出的光通过某物质后光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分

    D同一种物质的线状谱的亮线与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同它们没有关系

    6.如图所示为氢原子能级示意图现有大量的氢原子处于n4的激发态当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光下列说法正确的是(  )

    A这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

    Bn2能级跃迁到n1能级产生的光频率最小

    Cn4能级跃迁到n1能级产生的光最容易表现出衍射现象

    Dn2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应

    7以下论断中正确的是(  )

    A按经典电磁理论核外电子受原子核库仑引力不能静止只能绕核运转电子绕核加速运转不断地向外辐射电磁波

    B经典理论绕核运转的电子不断向外辐射能量电子将逐渐接近原子核最后落入原子核内

    C按照卢瑟福的核式结构理论原子核外电子绕核旋转原子是不稳定的说明该理论不正确

    D经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体但不能用于解释原子世界的现象

    8利用氢气光谱管发光可以产生氢的线状谱这些谱线的产生是由于(  )

    A大量氢原子处于不同的激发状态从而辐射不同频率的光子

    B大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁从而辐射不同频率的光子

    C大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁从而辐射不同频率的光子

    D大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁从而吸收不同频率的光子

    9氢原子的基态能量为E1如图所示四个能级图能正确代表氢原子能级的是(  )

    10氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2已知普朗克常量为h若氢原子从能级k跃迁到能级m(  )

    A吸收光子的能量为12  B辐射光子的能量为12

    C吸收光子的能量为21  D辐射光子的能量为21

    11氢原子部分能级的示意图如图所示不同色光的光子能量如下表所示

    色光

    绿

    -

    光子能量

    范围(eV)

    1.61~2.00

    2.00~2.07

    2.07~2.14

    2.14~2.53

    2.53~2.76

    2.76~3.10

    处于某激发态的氢原子发射的光的谱线在可见光范围内仅有2其颜色分别为(  )

    A.红、蓝-靛  B.黄、绿

    C.红、紫  D.蓝-靛、紫

    12.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(hydrogen muon 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的一束光照射容器中大量处于n2能级的μ氢原子μ氢原子吸收光子后发出频率为ν1ν2ν3ν4ν5ν6的光且频率依次增大E等于(  )

    A.h(ν3ν1)  B.h(ν5ν6)

    C.3  D.4

    题号

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    答案

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    二、非选择题(本题共4小题40.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位.)

    13.(8)氢原子第n能级的能量为En其中E1是基态能量n12若一氢原子发射能量为-E1的光子后处于比基态能量高出-E1的激发态则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?

     

     

     

     

    14.(10)氢原子处于基态时原子能量E1=-13.6 eV普朗克常量取h6.6×1034 J·s.

    (1)处于n2激发态的氢原子至少要吸收多大能量的光子才能电离?

    (2)今有一群处于n4激发态的氢原子可以辐射几种不同频率的光?其中最小的频率是多少?(结果保留2位有效数字)

     

     

     

     

    15.(10)有一群氢原子处于量子数n3的激发态当它们跃迁时

    (1)有可能放出几种能量的光子?

    (2)在哪两个能级间跃迁时所发出的光子的波长最长?波长是多少?

     

     

     

     

     

    16.(12)处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光称为氢光谱.氢光谱线的波长λ可以用下面的巴耳末里德伯公式表示:Rnk分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数k123对每一个knk1k2k3R称为里德伯常量是一个已知量.对于k1的一系列谱线其波长处在紫外光区称为莱曼系;k2的一系列谱线其中四条谱线的波长处在可见光区称为巴耳末系.用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验当用莱曼系波长最长的光照射时遏止电压的大小为U1当用巴耳末系波长最短的光照射时遏止电压的大小为U2已知电子电荷量的大小为e真空中的光速为c试求:普朗克常量和该种金属的逸出功.

     

     

     

     

     

     

    参考答案与解析

    1[导学号13050129] 【解析】C.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子A错;卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析得出了原子的核式结构模型B错;巴耳末根据氢原子光谱在可见光区的四条谱线得出巴耳末公式C正确;玻尔的原子模型是在核式结构模型的基础上提出的几条假设并没有否定核式结构学说D

    2[导学号13050130] 【解析】BC.太阳光谱是太阳产生的白光通过太阳周围温度较低的大气时某些波长的光被太阳大气层中的某些元素吸收从而产生的吸收光谱所以A不正确;稀薄的氢气发光是原子光谱又叫线状谱所以B正确;钠蒸气产生的光谱是线状谱C正确;白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱所以D不正确应选BC.

    3[导学号13050131] 【解析】D.光谱中的亮线对应不同频率的光分离的不连续的亮线对应着不同频率的光BC错误;氢原子在不同的能级之间跃迁时辐射出不同能量的光子并且满足E.能量不同相应光子频率不同体现在光谱上是一些不连续的亮线A错误D正确

    4[导学号13050132] 【解析】A.α粒子带正电原子核也带正电对靠近它的α粒子产生斥力故原子核不会在区;如果原子核在α粒子会向区偏;如果原子核在可能会出现如题图所示的轨迹故应选A.

    5[导学号13050133] 【解析】B.由于高温物体的光谱包括了各种频率的光与其组成成分无关故选项A错误;某种物质发光的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率的光有关通过这些亮线与原子的特征谱线对照即可确定物质的组成成分选项B正确;高温物体发出的光通过某物质后某些频率的光被吸收而形成暗线这些暗线与所经物质有关选项C错误;某种物质发出某种频率的光当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应选项D错误

    6[导学号13050134] 【解析】D.这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出C6种光子选项A错误;由n4能级跃迁n3能级产生的光子能量最小所以频率最小选项B错误;由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量最大频率最大波长最小最不容易表现出衍射现象选项C错误;从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子能量为10.20 eV>6.34 eV所以能使金属铂发生光电效应选项D正确

    7[导学号13050135] 【解析】ABD.卢瑟福的核式结构没有问题认为原子不稳定的主要问题出在经典电磁理论不能用来解释原子世界的现象

    8[导学号13050136] 【解析】B.大量氢原子从较高的能级向较低的能级跃迁时发出不同频率的光从而产生线状谱

    9[导学号13050137] 【解析】C.根据氢原子能级图特点:上密下疏再联系各激发态与基态能量关系EnE1C正确

    10[导学号13050138] 【解析】D.由题意可知:EmEn1EkEn2.因为紫光的频率大于红光的频率所以ν2>ν1k能级的能量大于m能级的能量氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量其值为EkEm21故只有D项正确

    11[导学号13050139] 【解析】A.原子发光时光子的能量等于原子能级差先分别计算各相邻的能级差再由小到大排序结合可见光的光子能量表可知有两个能量分别为1.89 eV2.55 eV的光子属于可见光并且属于红光和蓝-靛的范围故答案为A.

    12[导学号13050140] 【解析】C.由于μ氢原子吸收光子后能释放6种光子可知其吸收光子后跃迁到第4能级因此所吸收的光子的能量EE4E2而此种光子能量在所释放的6种光子中仅大于E43E32居第3又因为光子能量与频率成正比所以E3故选C.

    13[导学号13050141] 【解析】设氢原子发射光子前后分别位于第l能级与第m能级依题意有

    =-E1

    E1=-E1

    解得:m2l4

    因此氢原子发射光子前后分别处于第4能级与第2能级

    【答案】4能级 2能级

    14[导学号13050142] 【解析】(1)E2=-3.4 eV

    EEE23.4 eV.

    (2)N6()

    E4=-0.85 eV

    E3=-1.51 eV

    E4E3min

    νmin1.6×1014 Hz.

    【答案】(1)3.4 eV (2)6 1.6×1014 Hz

    15[导学号13050143] 【解析】n3的激发态向低能级跃迁的路径n3n2n1n3n1其中由n3n2的跃迁能级差最小辐射的光子能量最小波长最长

    (1)共能放出3种能量的光子即三种频率的光子

    (2)n3n2跃迁能级差最小辐射的光子能量最小波长最长

    由氢原子能级图E2=-3.4 eVE3=-1.51 eV.

    E3E21.89 eV

    又知ν

    则有λ m

    6.6×107 m.

    【答案】(1)3 (2)n3n2 6.6×107 m

    16[导学号13050144] 【解析】设金属的逸出功为W0光电效应所产生的光电子最大初动能为Ekm.

    由动能定理知:EkmeUc

    对于莱曼系n2时对应的光波长最长设为λ1

    由题中所给公式有:

    RR.

    波长λ1的光对应的光的频率

    ν1cR.

    对于巴耳末系n时对应的光波长最短设为λ2由题中所给公式有:

    RR.

    波长λ2的光对应的频率

    ν2cR.

    根据爱因斯坦的光电效应方程

    EkmW0

    Ekm11W0Ekm22W0.

    Ekm1eU1Ekm2eU2

    可解得:hW0.

    【答案】 

     

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