1、章末综合测评(四)原子结构(时间：90分钟分值：100分)1(4分)下列叙述符合史实的是()A玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱B汤姆孙发现了电子，提出了原子具有核式结构C卢瑟福根据粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设D贝可勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构模型A玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱，选项A正确；汤姆孙发现了电子，提出了原子具有“葡萄干面包模型”结构，选项B错误；卢瑟福根据粒子散射实验的现象，提出了原子的核式结构模型，选项C错误；贝可勒尔发现了天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项D错误2(4分)如图所示为粒子散射实验装置，粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若
2、将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数一定符合事实的是()A1 305、25、7、1B202、405、625、825C1 202、1 010、723、203D1 202、1 305、723、203A根据粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏转，极少数粒子偏转超过90，甚至有的被反向弹回所以在相等时间内A处闪烁次数最多，其次是B、C、D三处，并且数据相差比较大，所以只有选项A符合事实3(4分)氢原子辐射出一个光子后，据玻尔理论，正确的判断是()A电子绕核旋转的半径增大B电子的动能增大C氢原子的电势能增大D氢原
3、子的能量增大B辐射光子的过程氢原子的能级降低，能量减小，D错；氢原子由较高能级向较低能级跃迁才会辐射光子，轨道半径减小，A错；核对核外电子的库仑引力做正功，电势能一定减小，C错；根据库仑定律、牛顿第二定律有，动能Ekmv2，所以Ek，动能增大，B正确4(4分)如图甲所示为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱已知谱线a对应氢原子从n4能级跃迁到n2能级时的辐射光，则谱线b可能对应氢原子()甲乙A从n5能级跃迁到n3能级时的辐射光B从n4能级跃迁到n3能级时的辐射光C从n5能级跃迁到n2能级时的辐射光D从n3能级跃迁到n2能级时的辐射光C从题图乙中可以看出，谱线a对应的光子的波长大于谱线b对应的光子
4、的波长，所以谱线a对应的光子的频率小于谱线b对应的光子的频率，谱线a对应的光子的能量小于谱线b对应的光子的能量，因谱线a对应氢原子从n4能级跃迁到n2能级时的辐射光，所以谱线b对应的光子的能量大于n4与n2能级间的能量差，结合各选项分析可知C项可能，故选C5(4分)氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么当氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出()AX射线B红光C黄光D紫光D氢原子从第5能级跃迁到第2能级发出的光在可见光范围内，且比蓝光的频率更大E5E2h2E4E2h1，由此可知，只能是紫光，故D正确6(4分)已知氢原子的能级规律为En(其中E113.6 eV，n1,2,3)，现用光子能量为
5、12.75 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是()A照射时不能被基态的氢原子吸收B可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种C氢原子发射不同频率的光，可见光有3种D可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种D由题E4112.75 eV，故基态氢原子吸收12.75 eV的能量跃迁到n4的能级，可发射6种波长的光，其中从n4、n3跃迁到n2的能级发出可见光，可见光有2种，故D选项正确7(4分)光子能量为的一束光照射容器中的氢(设氢原子处于n3的能级)，氢原子吸收光子后，能发出频率为1，2，6的六种光谱线，且126，则等于()Ah1 Bh6Ch(51)Dh(126)A对于量子数n3的一
6、群氢原子，当它们向较低的激发态或基态跃迁时，可能产生的谱线条数为3，由此可判定氢原子吸收光子后的能量的能级是n4，且从n4到n3放出的光子能量最小，频率最低即为1，因此，处于n3能级的氢原子吸收频率为1的光子(能量h1)，从n3能级跃迁到n4能级后，方可发出6种频率的光谱线，选项A正确8(12分)氢原子处于基态时，原子能量E113.6 eV，普朗克常量取h6.61034 Js(1)处于n2激发态的氢原子，至少要吸收多少能量的光子才能发生电离？(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)解析(1)E23.4 eV，EEE23.4
7、eV(2)NC6(种) ，E40.85 eV，E31.51 eV，E4E3hmin，min1.61014 Hz答案(1)3.4 eV(2)6种1.61014 Hz9(12分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)一个具有13.60 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰：问是否可以使基态氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级如图所示)解析设运动氢原子的速度为v0，发生完全非弹性碰撞后两者的合速度为v，损失的动能E被基态氢原子吸收若E10.2 eV，则基态氢原子可由n1能级跃迁到n2能级，由动量守恒定律和能量守恒
8、定律得mv02mv，mvmv22E，mv13.60 eV，由得E6.8 eV10.2 eV，所以不能使处于基态氢原子发生跃迁答案不能10(4分)(多选)关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A光谱包括连续谱和线状谱B太阳光谱是连续谱，氢光谱是线状谱C线状谱和吸收光谱都可用作光谱分析D光谱分析帮助人们发现了许多新元素ACD光谱包括连续谱和线状谱，线状谱可用作光谱分析太阳光谱是吸收光谱，光谱分析可以发现新元素和鉴定物质成分，故选A、C、D 11(4分)关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是()A证明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元B提出了电荷分布的量子化观念C证明了电子
9、在原子核外绕核旋转D为电子质量的最终获得做出了突出贡献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荷量值(电子电荷量)的整数倍，故提出了电荷分布的量子化概念，B正确12(4分)(多选)如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n4跃迁到n1能级辐射的电磁波的波长为1，从n4跃迁到n2能级辐射的电磁波的波长为2，从n2跃迁到n1能级辐射的电磁波的波长为3，则下列关系式正确的是()A13 B32 DAB由题意知hE4E1、hE4E2、hE2E1，可见hhh，D错误；由能级图可以看出，E4E1最大、E4E2最小，故1最小、2最大，A、B
10、正确，C错误13(4分)物理学家在微观领域的研究中发现了“电子偶素”这一现象所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动可能的轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态(能级)也是不连续的若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为E(E0)，称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r已知正、负电子的质量均为m，电荷量均为e，但符号相反；静电力常量为k，普朗克常量为h则下列说法正确的是()A“电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为B“电
11、子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的动能增大C处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小波长为D处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率为AC由题设条件可知：，可得：一个电子的动能Ekmv2，选项A正确；“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子轨道半径变大，由Ek可知电子做圆周运动的动能减小，选项B错误；处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子最大能量为E，对应光子的波长最小，为，对应光子的频率最大，为，故选项C正确，D错误14(4分)关于氢原子能级跃迁，下列叙述正确的是()A用波长为 60 nm的X射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由
12、电子B用能量为10.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C用能量为11.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D用能量为12.5 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态AB波长为60 nm的X射线的能量为：Eh6.631034 J3.321018 J20.75 eV，氢原子的电离能E0(13.6)eV13.6 eVE20.75 eV，所以可使氢原子发生电离，A正确由hEmE，得Em1hE10.2 eV(13.6)eV3.4 eV ，Em211.0 eV(13.6)eV2.6 eV，Em312.5 eV(13.6)eV1.1 eV由En可知，只有Em13.
13、4 eV对应于n2的能级由于原子发生跃迁时吸收光子只能吸收恰好为两能级差能量的光子，B正确15(14分)处于n3的氢原子能够自发地向低能级跃迁，(1)跃迁过程中电子动能和原子能量如何变化？(2)可能辐射的光子波长是多少？(普朗克常量h6.631034 Js)解析(1)由于电子从外轨道进入内轨道，半径变小，由于，则Ekmv2，由此可知动能增大；在此过程中，原子向外辐射光子，因此原子能量减少(2)原子的可能跃迁及相应波长：从n3到n2，而E31.51 eV，E23.4 eV，由hhEmEn得1 m6.58107m从n3到n1而E113.60 eV，2 m1.03107m从n2到n1，则3 m1.2
14、2107m答案(1)电子动能增大，原子能量减少(2)6.58107m1.03107m1.22107m16(14分)已知氢原子的基态能量为13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.531010 m，电子质量me9.11031 kg，电荷量为1.61019 C，电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各多大？解析氢原子能级公式EnE1，氢原子能量E3E11.51 eV，电子在第三轨道时半径为r3n2r132r19r1，电子绕核做圆周运动时的向心力由库仑力提供，所以，由上面两式可得电子动能为Ek3mev eV1.51 eV，由于E3Ek3Ep3，故电子电势能为Ep3E3Ek31.51 eV1.51 eV3.02 eV答案1.51 eV1.51 eV3.02 eV