发布时间 : 星期六 文章人教版高中物理选修3-5配套练习,同步检测题：第十八章 原子结构(含章末检测题))更新完毕开始阅读
C．由n＝3的激发态向n＝1的激发态跃迁时放出光子的能量等于6.4E D．由n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时放出光子的频率大于ν
图2
9．氢原子能级图的一部分如图2所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种
跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec
和
λa、λb、λc，则
111
①λb＝λa＋λc ②＝＋ ③λb＝λa·λc ④Eb＝Ea＋Ec
λbλaλc
以上关系正确的是( ) A．①③ B．②④ C．①④
D．③④
图3
10．氢原子能级示意图如图3所示，一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的过程中( )
A．放出4种频率不同的光子 B．放出6种频率不同的光子
C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eV D．放出的光能够使逸出功为13.0 eV的金属发生光电效应
11．根据玻尔的氢原子模型，核外电子在第一和第三轨道运动时( ) A．半径之比1∶3 B．速率之比为3∶1 C．周期之比为1∶9 D．动能之比为9∶1
12．氢原子部分能级的示意图如图4所示．不同色光的光子能量如下表所示. 色光 红 橙 黄 绿 蓝-靛 紫 光子能量1.61～2.00 2.00～2.07 2.07～2.14 2.14～2.53 2.53～2.76 2.76～3.10 范围(eV)
图4
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条，其颜色分别为( ) A．红、蓝-靛 B．黄、绿
C．红、紫 D．蓝-靛、紫 题 号 答 案
1 2 3 4 5 6 25
7 8 9 10 11 12 二、非选择题(本题共4小题，共52分)
13．(8分)已知氢原子基态能量为－13.6 eV，第二能级E2＝－3.4 eV，如果氢原子吸收 ________eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能 级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3＝________eV.
14．(12分)将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核 的束缚而成为自由电子．
(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？ (2)若用波长为200 nm的紫外线照射n＝2的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度
多大？(电子电荷量e＝1.6×1019 C，电子质量me＝9.1×1031 kg)
15．(15分)有一群氢原子处于n＝4的能级上，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，
－34
普朗克常量h＝6.63×10 J·s，求： (1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？
(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？ (3)这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？
－
－
图5
16．(17分)电子所带电荷量最早是由科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原 理如图5所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷．油 滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过 显微镜可以观察到油滴的运动情况．两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和 阻力．
(1)调节两金属板间的电势差U，当U＝U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运 动．该油滴所带电荷量q为多少？
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差U＝U1时，观察到某个质
量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷
量Q.
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第十八章 原子结构
1．A
2．B [选项A、C、D的内容卢瑟福的核式结构学说也有提及，而玻尔在他的基础上引入了量子学说，提出了电子位于不连续的轨道上的假说．]
3．BD [该实验第一次测定了电子的电荷量．由电子的比荷就可确定电子的质量，D正确．因带电体的电荷量均为某一个电量值(电子电荷量)的整数倍，提出了电荷分布的量子化概念，B正确．]
4．BC [原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于氢原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱；原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光．综上所述，选项A、D错，B、C对．]
5．D [从α粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小，A正确；极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在，B正确；由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数，C正确；绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中是比较空旷的，D错误．]
6．C [氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，故A错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错．]
－348
c6.63×10×3×10－7－
7．D [波长为1.22×10 m的光子能量E＝h＝ J≈1.63×1018 －7λ1.22×10
J≈10.2 eV，从图中给出的氢原子能级图可以看出，这条谱线是在氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级的过程中形成的，故D项正确．]
E1
8．BC [氢原子向低能级跃迁的辐射条件是hν＝E初－E末，且En＝2，E1＝－13.6 eV，
n
5E1由已知条件知E＝hν＝E3－E2＝－≈1.89 eV，A项显然不正确；因E2－E1＝10.2 eV，所
36
8E17E1以B项正确；E3－E1＝－＝6.4E，C项正确；E4－E3＝－≈0.66 eV，可见释放的光子
9144
频率小于ν，D项不正确．]
cccc
9．B [根据玻尔的氢原子模型，Eb＝Ea＋Ec，④正确．E＝hν＝h，则h＝h＋h，
λλbλaλc
111
即＝＋，②正确，选B.] λbλaλc
10．BC [氢原子由高能级跃迁到低能级时会辐射光子，由n＝4能级回到n＝1的过程中会放出6种频率的光子，选项A错，B正确．而光子的能量等于跃迁的两能级间的能量的差值，最小能量为n＝4跃迁到n＝3时，则E4－E3＝0.66 eV；最高能量为n＝4跃迁到n＝1时，则E4－E1＝12.75 eV，选项C正确．发生光电效应的条件是入射光子的能量大于金属的逸出功，所以选项D错误．]
r11e22
11．BD [因核外电子的轨道半径满足rn＝nr1，r3＝9r1，所以＝，故选项A错；k2r39r1
2v1v1ke2ke2r33＝m(库仑力充当向心力)，v1＝，v3＝，所以＝＝，故选项B正确；
r1mr1mr3v3r11
27
32π?2e24π2mr34π2mr3T1r11113?k2＝m?T?r1，T1＝，故选项C错误；Ek1＝2，T3＝2，所以＝3＝r1kekeT3r32721
12Ek19
mv2＝，故选项D正确．] 1，Ek3＝mv3，所以2Ek31
12．A [由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 eV～3.10 eV，处于某激发态的氢原子在能级跃迁的过程中有：E3－E2＝(3.40－1.51)eV＝1.89 eV，此范围为红光．E4－E2＝(3.40－0.85) eV＝2.55 eV，此范围为蓝-靛光，故本题正确选项为A.]
13．10.2 －1.51
解析 ΔE21＝E2－E1＝[－3.4－(－13.6)] eV＝10.2 eV ΔE32＝E3－E2
E3＝ΔE32＋E2＝[1.89＋(－3.4)] eV＝－1.51 eV 14．(1)8.21×1014 Hz (2)9.95×105 m/s
13.6
解析 (1)n＝2时，E2＝－2 eV＝－3.4 eV
2
所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0.
所以，要使处于n＝2激发态的原子电离，电离能为 ΔE＝E∞－E2＝3.4 eV，则所用电磁波的频率为
－19
ΔE3.4×1.6×10ν＝＝ Hz＝8.21×1014 Hz －34h6.63×10
(2)波长为200 nm的紫外线所具有的能量
3×108－34－19
E0＝hν＝6.63×10× J －9 J＝9.945×10
200×10－－
电离能ΔE＝3.4×1.6×1019 J＝5.44×1019 J
1
由能量守恒得hν－ΔE＝mv2
2
代入数值解得v＝9.95×105 m/s
－
15．(1)6条 (2)3.1×1015 Hz (3)1.884×106 m
解析 (1)这群氢原子的能级如图所示，由图可以判断，这群氢原子可能发生的跃迁共有6种，所以它们的谱线共有6条．
(2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级差也最大，即从n＝4跃迁到n＝1发出的光子能量最大，根据玻尔第二假设，发出光子的能量：hν＝E4－E1
代入数据解得ν＝3.1×1015 Hz.
(3)波长最长的光子能量最小，对应的跃迁的能级差也最小．即从n＝4跃迁到n＝3
c
所以h＝E4－E3
λchλ＝ E4－E3
－
3×108×6.63×1034
＝－ m ?－0.85＋1.51?×1.6×1019－
＝1.884×106 m
m1gdm2d2dm2d2d
16．(1) (2)(g－2)或(－g)
U0U1tU1t2解析 (1)油滴匀速运动过程中受到的电场力和重力平衡，可见所带电荷为负电荷，即U0q＝m1g d
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