章末测试18Word下载.docx
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D．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关
解析 氢原子的发射光谱是不连续的，它只能发出特定频率的光，说明氢原子的能级是分立的，B、C项正确，A项错误．根据玻尔理论可知，D项错误．
答案 BC
3．关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（ ）
A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°
，有的甚至被弹回接近180°
B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带负电的核外电子；
当α粒子接近电子时，电子的吸引力使之发生明显偏转
C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分
D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量
解析 A项是对该实验现象的正确描述，正确；
B项，使α粒子偏转的力是原子核对它的静电排斥力，而不是电子对它的吸引力，故B项错误；
C项是对实验结论之一的正确分析；
原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量，因核外还有电子，故D项错误．
答案 AC
4．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道后（ ）
A．原子的能量增加，系统的电势能减少
B．原子的能量增加，系统的电势能增加
C．原子的能量减少，核外电子的动能减少
D．原子的能量减少，核外电子的动能增加
解析 氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，原子的能量减少，核外电子的动能增加，原子系统的电势能减少，D项正确．
5．紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光．这些物质中的原子先后发生两类跃迁：
照射时原子能量变化的绝对值为ΔE1，发光时原子能量变化的绝对值为ΔE2.关于原子这两类跃迁的说法正确的是（ ）
A．均向高能级跃迁，且ΔE1>
ΔE2
B．均向低能级跃迁，且ΔE1<
C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且ΔE1<
D．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且ΔE1>
解析 照射时，原子吸收光子，向高能级跃迁，发光时向低能级跃迁，吸收的是紫外线光子，放出的是可见光光子，故ΔE1>
ΔE2，D项正确．
6.
如图所示，当氢原子从n＝4跃迁到n＝2的能级和从n＝3跃迁到n＝1的能级时，分别辐射出光子a和光子b，则（ ）
A．由于放出光子，原子的能量增加
B．光子a的能量小于光子b的能量
C．光子a的波长小于光子b的波长
D．若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b不一定能使该金属发生光电效应
解析 hνa＝E4－E2＝2.55eV，hνb＝E3－E1＝12.09eV，∴λa>
λb，b光子的能量大，故B项正确，A、C、D项错误．
答案 B
7.
已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n＝4能级状态，则（ ）
A．氢原子可能辐射6种频率的光子
B．氢原子可能辐射5种频率的光子
C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
解析 由N＝
知，氢原子可能放出6种频率的光子，A项正确，B项错误；
原子由n＝4向低能级跃迁放出的6种频率的光子中，由hν＝Em－En，知有3种频率的光子的能量大于金属钙的逸出功2.7eV，所以C项正确，D项错误．
8.
氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子能级的示意图如图所示．在具有下列能量的光子或电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（ ）
A．42.8eV（光子）
B．43.2eV（电子）
C．41.0eV（电子）
D．54.4eV（光子）
解析 由于光子能量不可分，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收，故A项中光子不能被吸收；
而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收，故B、C项中电子的能量均能被吸收．
答案 A
9.
氢原子的部分能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间．由此可推知，氢原子（ ）
A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短
B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光
C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光
解析 从高能级向n＝1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为10.2eV，不在1.62eV到3.11eV之间，A项正确．已知可见光子能量在1.62eV到3.11eV之间，从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光的能量≤3.40eV，B项错误．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11eV的光的频率才比可见光高，C项错误．从n＝3到n＝2的过程中释放的光的能量等于1.89eV，介于1.62eV到3.11eV之间，所以是可见光，D项正确．
答案 AD
10.
如图所示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不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是（ ）
A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光
D．用由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
解析 由hν＝
＝Em－En知，从n＝4能级跃迁到n＝1能级时，波长最短，频率最大，衍射现象最不明显，故A、B项错误；
跃迁过程中，共能发出
＝6种不同频率的光，C项正确；
由n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光子的能量E21＝E2－E1＝10.2eV>
6.34eV，故D项正确．
答案 CD
11．如图
（1）所示为氢原子的能级，图
（2）为氢原子的光谱．已知谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子（ ）
A．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光
B．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光
C．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时的辐射光
D．从n＝1的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光
解析 由图
（2）看出b谱线对应的光的频率大于a谱线对应的光的频率，而a谱线是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，所以b谱线对应的能级差应大于n＝4与n＝2间的能级差，故B项正确．
12．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为（ ）
A.
ν B.
ν
C.
νD.
解析 氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，
hν＝E3－E2＝
－
＝－
E1①
则从基态跃迁到n＝4的能级，吸收光子能量
hν′＝E4－E1＝
－E1＝－
E1②
由①②得ν′＝
ν，D项正确．
13.
如图所示，是α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是（ ）
A．α粒子在A处的速度比在B处的大
B．α粒子在B处的速度最大
C．α粒子在A、C两处的速度大小相等
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小
解析 从A到B，电场力做负功，α粒子速度减小，从B到C，电场力做正功，α粒子速度增大，A项正确，B项错误；
由于A、C处于同一等势面上，由动能定理知A、C两处速度大小相等，C、D项正确．
答案 ACD
14.
μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级图．假定用动能为E的电子束照射容器中大量处于n＝1能级的μ氢原子，μ氢原子吸收能量后，至多发出6种不同频率的光，则关于E的取值正确的是（ ）
A．E＝158.1eV
B．E＞158.1eV
C．2371.5eV＜E＜2428.4eV
D．只能等于2371.5eV
解析 因为μ氢原子吸收能量后至多发出6种不同频率的光，所以μ氢原子被激发到n＝4的激发态，因此有2371.5eV＜E＜2428.4eV，即C项正确．
答案 C
15．若原子的某内层电子被电离形成空位，其他层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线．内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位（被电离的电子称为内转换电子）.214Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E0＝1.416MeV交给内层电子（如K、L、M层电子，以K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层）使其电离．实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK＝1.323MeV，EL＝1.399MeV，EM＝1.412MeV.则可能发射的特征X射线的能量为（ ）
A．0.013MeVB．0.017MeV
C．0.076MeVD．0.093MeV
解析 当发生能级跃迁时，释放的X射线的能量可能值为EL－EK＝0.076MeV，EM－EL＝0.013MeV，EM－EK＝0.089MeV，A、C项正确．
二、非选择题（共3小题，共25分）
16.
（7分）为了测定带电粒子的比荷
，让这个带电粒子垂直电场飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E，在通过长为L的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d，如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直粒子的入射方向，磁感应强度为B，则粒子恰好不偏离原来方向（如图），求q/m的值．
解析 仅加电场时d＝
（
）·
）2，
加复合场时Bqv0＝Eq.
由以上两式可得
＝
.
答案
17．（8分）某金属的极限波长恰等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？
解析 设氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级发出的光子波长为λ0，由n＝2能级跃迁到n＝1能级发出的光子波长为λ，则E4－E2＝h
，E2－E1＝h
根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为
Ek＝h
－h
＝hc（
）
）＝2E2－E1－E4
＝2×
（－3.4）＋13.6＋0.85＝7.65（eV）
18.
（10分）原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而能发生能级跃迁（在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞）．一个具有13.6eV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．
（1）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）?
（2）若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？
解析
（1）设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能ΔE被基态原子吸收．
若ΔE＝10.2eV，则基态氢原子可由n＝1跃迁到n＝2.
由动量守恒和能量守恒有：
mv0＝2mv①
mv
mv2＋
mv2＋ΔE②
＝Ek③
Ek＝13.6eV④
解①②③④得，ΔE＝
·
＝6.8eV.
因为ΔE＝6.8eV＜10.2eV，所以不能使基态氢原子发生跃迁．
（2）若使基态氢原子电离，则ΔE＝13.6eV，
代入①②③得Ek＝27.2eV
答案
（1）不能
（2）27.2eV
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