发布时间 : 星期日 文章[精品试卷]人教版高中物理选修3-5第十八章过关检测复习专用试卷更新完毕开始阅读
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第十八章过关检测
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.在卢瑟福进行的α粒子散射实验中,少数α粒子发生大角度偏转的原因是( )
A.正电荷在原子中是均匀分布的
B.原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上 C.原子中存在带负电的电子 D.原子核中有中子存在 答案:B
解析:α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型,卢瑟福认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域,才有可能出现α粒子的大角度散射,选项B正确。 2.以下说法中正确的是( )
A.进行光谱分析可以用连续谱,也可以用吸收光谱
B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速
C.分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得吸收光谱进行分析 D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素 答案:B
解析:进行光谱分析不能用连续谱,只能用线状谱或吸收光谱,故A错误。光谱分析的优点是灵敏而迅速,故B正确。分析某种物质的组成,可用白光照射其低温蒸气产生的吸收光谱进行,故C错误。月球不能发光,它只能反射太阳光,故其光谱是太阳光谱,不是月球的光谱,不能用来分析月球上的元素,故D错误。 3.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 答案:B
解析: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。
4.氢原子从能级A跃迁到能级B时,释放频率为ν1的光子;氢原子从能级B跃迁到能级C时,吸收频率为ν2的光子。若ν2>ν1,则氢原子从能级C跃迁到能级A时,将( )
A.吸收频率为ν2-ν1的光子
B.吸收频率为ν2+ν1的光子 C.释放频率为ν2-ν1的光子 D.释放频率为ν2+ν1的光子 答案:C
解析:从能级A跃迁到能级B时,有
EA-EB=hν1①
从能级B跃迁到能级C时,有 EC-EB=hν2②
由①②两式可得EC-EA=h(ν2-ν1),
因ν2>ν1,所以EC>EA,则从能级C跃迁到能级A时,放出光子,光子频率为ν2-ν1,故选项C正确。
5.如图所示为氢原子的四个能级,其中E1为基态。若氢原子A处于激发态E2,氢原子B处于激发态E3,则下列说法正确的是( )
A.原子A可能辐射出3种频率的光子
B.原子B可能辐射出3种频率的光子
C.原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4 D.原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4 答案:B
解析:根据氢原子能级理论,处于激发态的氢原子向较低能级跃迁时会放出相应频率的光子。氢原子向较高能级跃迁时会吸收相应频率的光子。氢原子A在第二能级向基态跃迁时只能放出一种频率的光子,再跃迁到第四能级需要更多的能量。
6.1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子,因此他被称为“电子之父”,下列关于电子的说法正确的是( )
A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论,并求出了阴极射线的比荷
B.汤姆孙通过光电效应的研究,发现了电子
C.电子的质量是质子质量的1 836倍
D.汤姆孙通过对不同材料作阴极发出的射线进行研究,并研究光电效应等现象,说明了电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元 答案:AD
解析:汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究,发现均为同一种相同的粒子——电子,电子是构成物质的基本单元,它的质量远小于质子的质量。
7.如图为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光。关于这些光,下列说法正确的是( )
A.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子能量最大
B.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小 C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D.用n=2能级跃迁到n=1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
答案:AD
解析:根据hν=Em-En,原子由n=4能级跃迁到n=1能级时,能级差最大,产生的光子能量最大,选项A正确。原子由n=4能级跃迁到n=3能级时,能级差最小,产生的光子能量最小,频率最小,选项B错误。这些氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子,选项C错误。原子由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量为E=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,大于铂的逸出功,能使铂发生光电效应,选项D正确。 8.欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是( )
A.用10.2 eV的光子照射
B.用11 eV的光子照射 C.用14 eV的光子照射 D.用11 eV的电子碰撞 答案:ACD
解析:由玻尔理论可知,氢原子在各能级间跃迁时,只吸收能量值刚好等于某两个能级之差的光子。由氢原子能级图不难知道10.2 eV刚好等于n=2和n=1两能级之差,而11 eV则不是氢原子基态和任一定态能量之差,故处于基
态的氢原子只吸收前者被激发,而不吸收后者。对于14 eV的光子,其能量大于氢原子的电离能(即13.6 eV),足以使处于基态的氢原子电离,使电子成为自由电子,因而不受玻尔跃迁条件的束缚。用电子去碰撞氢原子时,入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收。所以如果入射电子的动能大于基态和某个激发态的能量之差,也可以使氢原子激发。综上可知本题正确选项为A、C、D。
二、填空题(每小题10分,共20分,把答案填在相应的横线上)
9.1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中,α粒子发生了 (选填“大”或“小”)角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV的α粒子轰击金箔,则其速度约为 m/s。(质子和中子的质量均为1.67×10-27 kg,1 MeV=1×106 eV) 答案:大 6.9×106
解析:卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大的偏转,少数发生了较大的偏转,卢瑟福抓住了这个现象进行分析,提出了原子的核式结构模型;1 MeV=1×106×1.6×10-19 J=mv2,解得v=6.9×106m/s。
10.按照玻尔原子理论,氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量 (选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0),电子质量为m,基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后,电子速度大小为 (普朗克常量为h)。 答案:越大
解析:根据玻尔理论可知,氢原子中的电子离核越远,氢原子的能量越大,由mv2=hν+E1可得v=。
三、计算题(每小题16分,共32分)
11.如下图所示为氢原子最低的四个能级,当氢原子在这些能级间跃迁时,求:
(1)有可能放出几种能量的光子?
(2)在哪两个能级间跃迁时,所发出光子波长最长?波长是多少? 答案:(1)6 (2)由第4能级向第3能级跃迁 1.88×1 m
解析:要放出光子,原子只能从高能级向低能级跃迁,当它们跃迁时,有的氢原子由n=4的激发态跃迁到n=3,然后再跃迁到n=2直到n=1的基态,或由n=3直接到n=1;也有的氢原子由n=4直接跃迁到n=2或n=1等,对大量的氢原子而言,发生上述各种跃迁都是可能的。根据数学知识,可求出放出光子的种类,波长最长的光子,能量最小,因而波长最长的光子应由能级差最小的跃迁发出。
(1)由N=可得N==6(种)。
(2)氢原子由第4能级向第3能级跃迁时,能级差最小,辐射的光子波长最长,根据 hν=E4-E3=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV λ= m =1.88×1 m。
12.美国科学家密立根通过油滴实验首次测得电子的电荷量。油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源相连,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,经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中,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作用。
(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的油滴恰好做匀速直线运动,求该油滴所带的电荷量;
(2)若油滴进入电场时的初速度可以忽略,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直线运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带的电荷量。 答案:(1) (2)(g-)
解析:(1)质量为m1的油滴恰好做匀速直线运动,则其所受重力与库仑力平衡,即m1g=,得q=。
(2)质量为m2的油滴向下做匀加速运动,d=at2,得a=
若油滴带正电,所受库仑力方向向下,由牛顿第二定律得a=>g,到达下极板的时间很短,难以精确测量,与事实不符,则油滴带负电,受到库仑力的方向竖直向上,由牛顿第二定律得m2g-q=m2a,解得q=(g-)。