1、高二物理 3-5 第十八章单元测试题一、选择题（本题共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分）1卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是 （ ） A解释 粒子散射现象 B用 粒子散射的实验数据估算原子核的大小 C结合经典电磁理论，解释原子的稳定性 D结合经典电磁理论，解释氢原子光谱2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观念 3 （06沪九校） 、右图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的 A、B 、C、D 四 个位置时，关于观察到
2、的现象，下述说法中正确的是 （ ） A相同时间内放在 A 位置时观察到屏上的闪光次数最多 B相同时间内放在 B 位置时观察到屏上的闪光次数比放在 A 位置时少得多 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到一些闪光，但次数极少 4原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子例如在某种条件下，铬原子的 n = 2 能级上的电子跃迁到 n = 1 能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给 n = 4 能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为 2/nAEn，式中 n=l，2
3、 ，3 ， 表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是 （ ）A 16/ B 16/7 C 16/A D16/35a 光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将 a 光换成 b 光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示.则下述正确的是：（ ）A a 光光子的能量较大B在水中 a 光传播的速度较大 C若用 a 光照射某金属时不能发生光电效应，则用 b 光照射该金属时也不能发生 光电效应 D若 a 光是氢原子从 n3 的能级向 n2 的能级跃迁时产生的，则 b 光可能是氢原子从 n4 的能级向 n2 的能级跃迁时产生的6 （06 广州 1）氢原子能级如图所示，一群原处于
4、n4 能级的 氢原子回到 n 1 的状态过程中（ ）A放出三种频率不同的光子 B放出六种频率不同的光子 C放出的光子的最大能量为其 12 . 75ev ，最小能量是 0.66eV D放出的光能够使逸出功为 13 . 0eV 的金属发生光电效应 7根据玻尔理论，在氢原子中，量子数 n 越大，则 （ ）A 电子轨道半径越小 B核外电子运动速度越大 C原子能量越大 D电势能越小 8氢原子从第 2 能级跃迁到第 1 能级过程中的能量变化，有下列说法： 电子的动能一定增大；原子系统的电势能一定减小；电子动能的增加量一定等于系统电势能的减少量；电子动能的增加量一定小于系统电势能的减少量。以上说法中正确的有
5、（ ）A只有 B。只有 C。只有 D。只有放 射 源 金 泊 荧 光 屏 显 微 镜 A D B C 甲 乙 1 2 3 4 5 6 7 8二、填空题（本题有 6 小题每小题 4 分。共 24 分）9氢原子从第 3能级跃迁到第 2 能级时辐射出的光子的波长是 _nm，这种光子属于_ 光。（已知氢原子的基态能级为-13.6eV） 10原子从 a 能级状态跃迁到 b能级状态时发射波长为 1 的光子；原子从 b 能级状态跃迁到 c 能级状态时吸收波长为 2 的光子，已知 1 2那么原子从 a 能级状态跃迁到 c 能级状态时将要_（填“吸收”或“辐射” ）波长为_的光子11一群处于量子数 n = 3
6、的激发态氢原子向低能级跃迁时，可能发出的光谱线条数是_。12已知氢原子基态能量为-13.6Ev ，第二能级 E2 = -3.4eV ，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 1.89eV 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。13如图给出了氢原子的四个能级、大量氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有 种，其中能量最高的光子能量为 eV 14如图是原子的核式结构模型。下面平面示意图中的四条线表示 粒子运动的可能轨迹，在图中完成中间两条 粒子的运动轨迹。三、本题共 4 小题，44 分。15（10 分）用波长为 =50nm 的紫外线
7、能否使处于基态的氢原子电离？电离后的电子速率将是多大？（氢原子的基态能量为-13.6eV，电子质量为 0.9110-30kg）16 （12 分）氢原子处于基态时，原子能量 E1= -13.6eV，已知电子电量 e =1.610-19C，电子质量 m=0.9110-30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为 r1=0.5310-10m.（1）若要使处于 n=2 的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？（2）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于 n=2 的激发态时，核外电子运动的等效电流多大？（3）若已知钠的极限频率为 6.001014Hz，今用一群处于 n=4
8、的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？17 （ 13 分）氢原子从 3.4eV 的能级跃迁到0.85eV 的能级时，是发射还是吸收光子？这种光子的波长是多少（计算结果取一位有效数字）？图中光电管用金属材料铯制成，电路中定值电阻 R00.75 ，电源电动势 E1.5V，内阻 r0.25，图中电路在 D 点交叉，但不相连R 为变阻器，O 是变阻器的中间抽头，位于变阻器的正中央，P 为滑动端从变阻器的两端点 ab 可测得其总阻值为 14当用上述氢原子两能级间跃迁而发射出来的光照射图中的光电管，欲使电流计 G 中电流为零，变阻器 aP 间阻值应为多大？已知普朗克
9、常量 h6.6310 34 Js，金属铯的逸出功为 1.9eV18 （ 13 分）汤姆生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间的区域当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心 O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压 UGbaKRR0PEOD13 题图14 题图后，亮点偏离到 O点， （O与 O 点的竖直间距为 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
10、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点已知极板水平方向的长度为 L1，极板间距为 b，极板右端到荧光屏的距离为 L2 （如图所示） （1）求打在荧光屏 O 点的电子速度的大小。（2）推导出电子的比荷的表达式参考答案 1AB 2BD 3ABD 4C 5BD 6BC 7C 8 D9658，红 10吸收， 21 1131210.2、-1.51 13 6，12.75 14 粒子散射，图略 15 （8 分）能， 2.0106m/s16 （12 分）解：（1 ）要使处于 n=2 的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第 2 能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应
11、为： )4(01Eh （2 分）得 140.8Hz， （2分） （2）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有 224TmrrKe 其中 124r （2 分）根据电流强度的定义 TeI （1 分）由得16mKeI （1 分）将数据代入 得 403.IA （1 分） （3）由于钠的极限频率为 6.001014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为19434006.hEeV=2.486 eV （1 分）一群处于 n=4 的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差 0E，所以在六条光谱线中有 41E、31、 2、 4四条谱线可使钠发生光电效应。 （2 分）
12、17 （12 分）解：（1 ）因氢原子是从低能级向高能级跃迁，故应是吸收光子-（1 分） （2） h2 -（1 分）/C -（1 分）)(1056.1)85.043(3798421 mEh-（2 分）结果不是 1 位有效数字的计 1 分（3 ） eV.2.2-（1 分）入射光光子的能量大于铯的逸出功，故光电管会发射光电子-（1 分）根据爱因斯坦光电效应方程可得光电子的最大初动能 WhEK 65.09.15.-（1 分）由动能定理eUW可知，欲使 G 表中电流为零，必须在光电管上加上 0.65eV 的反向电压故滑动头须滑向 a 端- （1 分）电源所在的主干路的电流 )(1.025.7040 A
13、rREI -（1 分）变阻器滑动头 P 与中点 O 间的电阻 )(5.60.IUROP-（1 分）aP 间电阻 )(5.6214opa -（1 分）18 （ 12 分）解：（ 1）当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心 O 点，设电子的速度为 v，则 eEB .（2 分）得 BEv 即 bU （1 分）（2 ）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度 进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为mbeUa （1 分）水平作匀速运动，在电场内时间 vLt1 （1 分）这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为 bmvUeLatd2121 （1 分）离开电场时竖直向上的分速度为 vbeLatv11 （1 分）电子离开电场后做匀速直线运动，经 t2 时间到达荧光屏 vLt2 （1 分）t2 时间内向上运动的距离为 bmveUtd212 （1 分）这样，电子向上的总偏转距离为 )2(1121L （1 分）可解得 )2/(112LbBUdme （2 分）11教学资源网
