《高中物理鲁科版选修3-5-第2章--原子结构--练习及答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理鲁科版选修3-5-第2章--原子结构--练习及答案.doc（45页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date高中物理鲁科版选修3-5-第2章-原子结构-练习及答案每课一测第二章 原子结构第1节 电子的发现与汤姆孙模型一、物质结构的早期探究我国西周的“五行说”； 古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”“以太”构成；古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论。1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论19世纪初，道尔顿
2、提出了原子论，认为原子是元素的最小单位1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成结论：在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次，宏观物质的化学性质决定于分子，而分子则由原子组成原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒，它既不能创生，也不能消灭二、电子的发现及汤姆孙模型19世纪末物理学的三大发现：1895年伦琴发现了X射线；X射线发现后不久，贝克勒尔发现了放射性；1897年汤姆孙发现了电子汤姆孙的原子模型：原子带正电的部分充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样三、“阴极射线”性质（1）电性的确定方法一：让阴极射线进入已知
3、电场，由所受电场力方向确定带电的性质方法二：让阴极射线进入磁场，由所受洛伦兹力的方向，根据左手定则确定带电的性质（2）比荷的测定方法让粒子通过正交的电磁场，如图所示，让其做直线运动，根据二力平衡条件，即F洛F电(BqvqE)得到粒子的运动速度v.在其他条件不变的情况下，撤去电场，如图212所示，保留磁场，让粒子只在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力即Bqv，根据磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径R.由以上方法确定粒子比荷的表达式：.1早期原子论是由谁创立的()A阿伏伽德罗 B汤姆孙 C玻意耳 D德谟克利特2下列说法不正确的是 ()A汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子B电
4、子的发现证明了原子是可分的 C汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置D汤姆孙原子模型是正确的3历史上第一个发现电子的科学家是()A贝可勒尔 B道尔顿 C伦琴 D汤姆孙4关于电荷的电荷量，下列说法错误的是()A电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的 B物体所带电荷量可以是任意值C物体所带电荷量最小值为1.61019 C D物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍5（多选）汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”关于电子的说法正确的是()A任何物质中均有电子 B不同的物质中具有不同的电子C电子质量是质子质量的1836倍 D电子是一种
5、粒子，是构成物质的基本单元6（多选）关于阴极射线的性质，下列说法正确的是 ()A阴极射线带负电 B阴极射线带正电C阴极射线中的负电粒子的比荷与氢离子的基本相同 D阴极射线中的负电粒子的带电荷量与氢离子的相同7（多选）如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是()A若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转 C若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转8如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将()
6、A向纸内偏转 B向纸外偏转C向下偏转 D向上偏转9（多选）如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹往下偏，则 () A导线中的电流由A流向BB导线中的电流由B流向AC若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现D电子束的径迹与AB中的电流方向无关10在汤姆孙测电子比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从电子枪C出来的电子经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏中心F出现荧光斑若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，电子将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的、磁感
7、应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，电子向下偏转，偏转角为，试解决下列问题(1)说明图中磁场沿什么方向；(2)根据L、E、B和，求出电子的比荷【答案】(1)垂直纸面向里 (2) 11汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域，平行极板间距为b.当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏和中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点，(O点与O点的竖直间距为
8、d，水平间距可忽略不计)此时，在P和P间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点求打在荧光屏O点的电子速度的大小 【答案】第2节 原子的核式结构模型一、 粒子散射实验汤姆孙的葡萄干面包模型卢瑟福的原子核式模型分布情况正电荷和质量均匀分布，负电荷镶嵌在其中正电荷和几乎全部质量集中在原子中心的一个极小核内，电子质量很小，分布在很大空间内受力情况粒子在原子内部时，受到的库仑斥力相互抵消，几乎为零少数靠近原子核的粒子受到的库仑力大，而大多数离核较远的粒子受到的库仑力较小偏转情况不会发生大角度偏转，更不会弹回绝大多数粒子运动方向不变，少数粒
9、子发生大角度偏转，极少数粒子偏转角度超过90，有的甚至被弹回分析结论不符合粒子散射现象符合粒子散射现象二、卢瑟福的原子模型及原子大小(1)核式结构模型：原子的内部有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动原子的核式结构模型又被称为行星模型(2)原子的大小：原子直径数量级：1010 m.原子核直径数量级：1015_m.1下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A光电效应实验B伦琴射线的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现2卢瑟福提出原子的核式结构学说的根据是粒子轰击金箔的实验，在实验中他发现粒子()A全部穿过或发生很小的偏转 B全部发生很大的偏
10、转，甚至有的被反弹回C绝大多数不发生或只发生很小的偏转，有极少数发生很大的偏转，个别甚至被反弹回D绝大多数发生很大的偏转，甚至被反弹回，只有少数穿过3（多选）粒子散射实验结果表明()A原子中绝大部分是空的 B原子中全部正电荷都集中在原子核上C原子内有中子 D原子的质量几乎全部都集中在原子核上4在粒子散射实验中，不考虑电子和粒子的碰撞影响，是因为()A粒子与电子根本无相互作用B粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D电子很小，粒子碰撞不到电子5(多选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C
11、、D四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是()A放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D放在D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少6（多选）英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了粒子的散射现象如图所示，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是()BD7如图所示，根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹在粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是()A动
12、能先增大，后减小 B电势能先减小，后增大 C电场力先做负功，后做正功，总功等于零D加速度先变小，后变大8(多选)粒子散射实验中，当粒子最接近原子核时，粒子符合下列哪种情况()A动能最小 B势能最小C粒子与金原子组成的系统的能量最小 D所受原子核的斥力最大9如图所示，实线表示金原子核电场的等势线，虚线表示粒子在金核电场中散射时的运动轨迹设粒子通过a、b、c三点时速度分别为va、vb、vc，电势能分别为a、b、c，则()Avavbvc，bacBvbvcva，bacCvbvavc，bacDvbvavc，bac10在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历
13、金箔散射过程的径迹，其中正确的是()C第3节 玻尔的原子模型一、玻尔理论的内容轨道量子化：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值能量量子化：与轨道量子化对应的能量不连续的现象跃迁假说：原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hE2E1(或E1E2)总而言之根据玻尔的原子理论假设，电子只能在某些可能的轨道上运动，电子在这些轨道上运动时不辐射能量，处于定态只有电子从一条轨道跃迁到另一条轨道上时才辐射能量，辐射的能量是一份一份的，等于这两个定态的能量差这就是玻尔理论的主要内容二、氢原子的能级结构氢原
14、子在不同能级上的能量和相应的电子轨道半径为En(n1,2,3，)；rnn2r1(n1,2,3，)，式中E113.6 eV，r10.531010 m.三、原子能级跃迁（1）能级跃迁：处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为NC。（2）光子的辐射与吸收：由于原子的能级是一系列不连续的值，任意两个能级差也是不连续的，故原子辐射或吸收一些特定频率的光子原子辐射光子后会从较高能级向较低能级跃迁；原子吸收光子后会从较低能级向较高能级跃迁辐射或吸收光子的能量满足hEmEn(mn)，能级差越大，辐射或吸收光
15、子的频率就越高（3）原子能量的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子向外辐射光子，原子能量减小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子吸收光子，原子能量增大1（多选）关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有()A它彻底否定了经典的电磁理论 B它发展了卢瑟福的核式结构学说C它完全抛弃了经典的电磁理论 D它引入了普朗克的量子理论2(多选)玻尔在他的原子模型中所提出的假设有()A原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃
16、迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子能量D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率3(多选)关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是()A原子可以处于连续的能量状态中 B原子的能量状态不可能是连续的C原子的核外电子在轨道上运动时，要向外辐射能量D.原子的核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量4关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是()A原子可以处于连续的能量状态中 B原子的能量状态不是连续的C原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量D原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的5根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指()A电子的动能 B电子的电势能C
17、电子的动能与电势能之和 D电子的动能、电势能和原子核能量之和6(多选)原子的能量量子化现象是指()A原子的能量是不可以改变的 B原子的能量与电子的轨道无关C原子的能量状态是不连续的 D原子具有分立的能级 7(多选)氢原子的n1,2,3,4各个能级的能量如图所示，一群氢原子由n1的状态激发到n4的状态，在它回到n1的状态过程中()A可能发出的能量不同的光子只有3种B可能发出6种不同频率的光子C可能发出的光子的最大能量是12.75 eVD可能发出的光子的最大能量是0.85 eV8有一个处于量子数n3的激发态中的氢原子在向低能级跃迁时，最多可能发出的光子个数为()A1 B2 C3 D无法确定9一个氢
18、原子从n3能级跃迁到n2能级，该氢原子()A放出光子，能量增加 B放出光子，能量减少C吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量减少10一个氢原子处于第三能级时，外面射来了一个波长为6.63107 m的光子，下列说法中正确的是()A氢原子不吸收这个光子B氢原子被电离，电离后电子的动能约为0.36 eVC氢原子被电离，电离后电子的动能为0 eVD氢原子吸收这个光子后跃迁到更高能级11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？【答案】(1)3(2)n3n2的跃迁6.58107 m12已知氢原子基态的电
19、子轨道半径为r10.5281010 m，量子数为n的能级值为En eV. (1)求电子在基态轨道上运动时的动能(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长 (其中静电力常量k9.0109 Nm2/C2，电子电量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.0108 m/s)【答案】(1)13.6 eV (2)见解析 (3)1.03107 m13氢原子处于基态时，原子的能量为E113.6 eV，求：(1)当氢原子从n3能级跃迁到n2能级时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)
20、若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的光子照射氢原子？(3)一群氢原子在n4能级时可放出几种不同能量的光子？画出能级图，并标出这些光谱线【答案】(1) 6.58107 m (2)3.281015 Hz (3)6种光谱线如图所示第4节 氢原子光谱与能级结构一、氢原子光谱(1)氢原子光谱的特点从红外区到紫外区呈现多条具有确定波长的谱线；HH的这n个波长数值成了氢原子的“印记”，不论是何种化合物的光谱，只要它里面含有这些波长的光谱线，就能断定这种化合物里一定含有氢从长波到短波，HH等谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性(2)巴尔末公式R()(n3,4,5)，其中R叫做里德伯常量，数值为R
21、1.096_775_81107_m1.（3）规律：巴尔末线系的14条谱线都处于可见光区；在巴尔末线系中n值越大，对应的波长越短，即n3时，对应的波长最长；除了巴尔末系，氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线也都满足与巴尔末公式类似的关系式。1（多选）有关氢原子光谱的说法，正确的是()A氢原子的发射光谱是线状谱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2对于巴尔末公式，下列说法正确的是 ()A所有氢原子光谱的波长都与巴尔末公式相对应B巴尔末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C巴尔末公式确定了氢原子发光的一个线系的
22、波长，其中既有可见光，又有紫外光D巴尔末公式确定了各种原子发光中的光的波长3氢原子光谱的巴尔末公式是R()(n3,4,5，)，对此，下列说法正确的是()A巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式B巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性C巴尔末依据对氢光谱的分析总结出巴尔末公式D巴尔末公式准确反映了氢原子所有光谱的波长，其波长的分立值并不是人为规定的4. （多选）关于巴尔末公式R()的理解，正确的是()A此公式是巴尔末在研究氢光谱特征时发现的B公式中n可取任意值，故氢光谱是连续谱C公式中n只能取不小于3的整数，故氢光谱是线状谱D公式不但适用于氢光谱的分析，也适用于其他原子的光谱5如图甲所示为氢原子的能
23、级，图乙为氢原子的光谱已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子() 甲 乙A从n3的能级跃迁到n2的能级时的辐射光B从n5的能级跃迁到n2的能级时的辐射光C从n4的能级跃迁到n3的能级时的辐射光D从n1的能级跃迁到n2的能级时的辐射光6在可见光范围内，氢原子光谱中波长最长的2条谱线所对应的基数为n.(1)它们的波长各是多少？(2)其中波长最长的光对应的光子能量是多少？【答案】(1)6.5107 m4.8107 m (2)3.061019 J7已知氢原子光谱中巴尔末线系第一条谱线H的波长为6 565 ，求：(1)试推算里德伯常量的值；(2)利用巴尔末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量(1 1010 m)【答案】(1)1.097107 m1 (2)4.102107 m4.851019 J8根据巴尔末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内最长波长所对应的n，并计算其波长【答案】6.55107 m-