1、第十八章测评A(基础过关卷)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)1.关于阴极射线的性质,下列说法正确的是()A.阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B.阴极射线本质是电子C.阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电D.阴极射线的比荷比氢原子小解析:阴极射线是原子受激发射出的电子流,故选项A、C错,B对;电子带电荷量与氢原子相同,但质量是氢原子的11 836,故阴极射线的比荷比氢原子大,选项D错。答案:B2.根据玻尔模型,原子中电子绕核运转的半径()A.可以取任意值B.可以在某一范围内取任意值C.可以取一系列不连续的任意值D.是一系列不连续的特定值解析:电子的运转半径只能是一系列不
2、连续的特定值。答案:D3.玻尔的原子核模型解释原子的下列问题时,和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是()A.电子绕核运动的向心力,就是电子与核间的静电引力B.电子只能在一些不连续的轨道上运动C.电子在不同轨道上运动的能量不同D.电子在不同轨道上运动时,静电引力不同解析: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,假设电子位于不连续的轨道上。答案:B4.有关氢原子光谱的说法正确的是()A.氢原子的发射光谱是连续谱B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关解析:原子的发射光谱是原
3、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。答案:BC5.一群处于基态的氢原子吸收某种光子后,向外辐射了1、2、3三种频率的光子,且123,则()A.被氢原子吸收的光子的能量为h1B.被氢原子吸收的光子的能量为h2C.1=2+3D.h1=h2+h3解析:氢原子吸收光子能向外辐射出三种频率的光子,说明氢原子从基态跃迁到了第三激发态,在第三激发态不稳定,又向低能级跃迁,发出光子,其中第三能级跃迁到第一能级的光子能量最大,为h1,从第二能级跃迁到第一能级的光子
4、能量比从第三能级跃迁到第二能级的光子能量大,其能级跃迁图如图所示。由能量守恒可知,氢原子一定是吸收了能量为h1的光子,且关系式h1=h2+h3,1=2+3正确,故正确选项为A、C、D。答案:ACD6.处于n=3的激发态的大量氢原子向基态跃迁的过程中,只有一种光子不能使某金属W产生光电效应,则下列说法正确的是()A.不能使金属W产生光电效应的是从n=3激发态跃迁到基态发出的光子B.不能使金属W产生光电效应的是从n=2激发态跃迁到基态发出的光子C.若光子从n=4激发态跃迁到n=3激发态,一定不能使金属W产生光电效应D.若光子从n=4激发态跃迁到n=2激发态,一定不能使金属W产生光电效应解析:只有光
5、子能量大于金属逸出功时才能发生光电效应,从n=3能级向n=2能级跃迁时光子能量最小,选项A、B错误;因E42E32,故可能发生光电效应,选项D错误;E436.34 eV,所以能使金属铂发生光电效应,选项D正确。答案:D10.德国物理学家弗兰克和赫兹进行过气体原子激发的实验研究。如图甲所示,他们在一只阴极射线管中充了要考察的汞蒸气。阴极发射出的电子受阴极K和栅极R之间的电压UR加速,电子到达栅极R时,电场力做功eUR。此后电子通过栅极R和阴极A之间的电场减速,减速电压为UA。通过阳极的电流如图乙所示,随着加速电压增大,阳极电流在短时间内也增大。但是到达一个特定的电压值UR后,观察到电流突然减小。
6、在这个电压值上,电子的能量刚好能够激发和它碰撞的汞原子。参加碰撞的电子交出其能量,速度减小,因此到达不了阳极,阳极电流减小,eUR即为基态气体原子的激发能。实验得到汞原子的各能级比基态高以下能量值:4.88 eV,6.68 eV,8.78 eV,10.32 eV(此为汞原子的电离能)。若一个能量为7.97 eV的电子进入汞蒸气后测量它的能量大约是()A.4.88 eV或7.97 eVB.4.88 eV或6.68 eVC.2.35 eV或7.97 eVD.1.29 eV或3.09 eV或7.97 eV解析:由题意知基态的汞可吸收电子部分能量后跃迁到激发态,因此汞原子可能吸收4.88 eV,那么电
7、子剩下能量(7.97-4.88) eV=3.09 eV;汞原子也可能吸收6.68 eV,那么电子剩下能量(7.976.68) eV=1.29 eV;当然汞原子也可能不吸收电子的能量,所以选项D正确。答案:D二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分)11.玻尔模型给出氢原子核外电子的两个可能轨道的半径之比为r1r2=14,则两轨道上电子的周期之比T1T2=,线速度大小之比为。解析:玻尔的原子理论表明:氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动,其向心力由原子核对它的库仑引力来提供。由ke2r2=mr(2T)2得电子绕核做圆周运动的周期为T=42mr3ke2=2emr3k,故T1T2=r13r23=
8、18,又根据v=2rT得v1v2=r1T1T2r2=1481=21。答案:182112.氢原子第n能级的能量为En=E1n2,其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为1;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为2,则12=。解析:根据En=E1n2可得h1=E142-E122,h2=E122-E1,两式联立解得12=14。答案:14三、计算题(本题共3小题,13题10分,14题12分,15题12分,共34分)13.已知氢原子量子数为n的能级值为En=-13.6n2 eV,试计算处于基态的氢原子吸收频率为多少的光子,电子可以跃迁到n=2的轨道上?解析:氢原子
9、基态时的能量为E1=-13.612 eV=-13.6 eV氢原子在n=2能级的能量为E2=-13.622 eV=-3.4 eV氢原子由基态跃迁到n=2轨道需要的能量为E=E2-E1=-3.4-(-13.6) eV=10.2 eV=1.6310-18 J根据玻尔理论h=E得=Eh=1.6310-186.62610-34 Hz=2.461015 Hz。答案:2.461015 Hz14.如图所示,氢原子从n2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子。问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。解析:
10、氢原子从n2的某一能级跃迁到n=2的能级,满足:h=En-E2=2.55 eV,En=h+E2=-0.85 eV。所以n=4。基态氢原子要跃迁到n=4的能级,应提供E=E4-E1=12.75 eV。跃迁图如图所示答案:见解析15.将氢原子电离,就是从外部给电子能量,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的紫外线照射该氢原子,则电子飞到离核无穷远处时的速度多大?(电子电荷量e=1.610-19 C,电子质量me=0.9110-30 kg)解析:(1)n=2时,E2=-13.622
11、eV=-3.4 eV。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,电离能至少应为E=E-E2=3.4 eV,=Eh=3.41.610-196.6310-34 Hz=8.211014 Hz。(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E0=h=6.6310-34310820010-9 J=9.94510-19 J,电离能E=3.41.610-19 J=5.4410-19 J,由能量守恒:h-E=12mev2,代入数据解得:v=9.95105 m/s。答案:(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s5
