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1、课时作业 44原子结构时间： 45 分钟满分： 100 分一、选择题 (8 ×8 64)1关于 粒子散射实验 ()A绝大多数 粒子经过金属箔后，发生了角度不太大的偏转B 粒子在接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小C 粒子在离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大D对 粒子散射实验的数据进行分析，可以估算原子核的大小解析： 由于原子核很小， 粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数 粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数的粒子发生大角度偏转，从 粒子散射实验的数据可估算出原子核的大小约为 10 15 1014 m，A 错误， D 正确 粒子在接近原子核的过程中，电场力做负功，动能减小
2、，电势能增大，在离开时，电场力做正功，动能增大，电势能减小，B、C 均错答案： D图 12根据 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图1 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，后变大解析： 粒子从 a 到 b，受排斥力作用，电场力做负动，动能减少，电势能增大； 粒子从 b 再运动到 c，电场力做正功动能增加，电势能减少；到达c 点时，由于a、 c 在同一等势面上，所以从a 到 c，总功为零故
3、A、 B 错， C对 粒子从 a 到 b，场强增大，加速度增大；从b 到 c，场强减小，加速度减小故D 错答案： C3氢原子辐射出一个光子后，则()A电子绕核旋转的半径增大用心爱心专心-1-B电子的动能增大C氢原子的电势能增大D原子的能级值增大解析： 由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能应减小另由经典电磁理论知，e2 v2k 1 2ke2电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力：2，所以.krmrE2mv2r可见，电子运动半径越小，其动能越大再结合能量转化和守恒定律，氢原子放出光子，辐射出一定的能
4、量，所以原子的总能量减小综上讨论，可知该题只有答案B 正确答案： B4如图 2 所示，是氢原子四个能级的示意图当氢原子从n 4 的能级跃迁到n 3 的能级时，辐射出光子a. 当氢原子从n3 的能级跃迁到n 2 的能级时，辐射出光子b. 则以下判断正确的是 ()图 2A光子 a 的能量大于光子b 的能量B光子 a 的频率大于光子b 的频率C光子 a 的波长大于光子b 的波长D在真空中光子a 的传播速度大于光子b 的传播速度解析： 参照提供的能级图，容易求得b 光子的能量大，E h ，所以 b 光子频率高、波长小，所有光子在真空中速度都是相同的，正确答案是C. 该题考查光的本性问题，涉及到能级的基
5、本规律答案： C5氢原子从n 3 激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中，只有一种光子不能使金属 A 产生光电效应，则下列说法正确的是()A不能使金属 A 产生光电效应的光子一定是从n 3 激发态直接跃迁到基态时放出的B不能使金属 A 产生光电效应的光子一定是从n 3 激发态直接跃迁到n 2 激发态时放出的C从 n 4 激发态跃迁到 n 3 激发态，所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应D从 n 4 激发态跃迁到基态，所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应解析：氢原子从n 3 激发态向低能级跃迁时，各能级差为：32 1.51 eV ( 3.4) eVE 1.89 eV ，E 1.51
6、eV ( 13.6) eV12.09 eV ， E 3.4 eV ( 13.6) eV 10.23121用心爱心专心-2-eV，故 32能级差最低，据E h 可知此时辐射的频率最低，因此一定不能使金属A 产生光电效应，43 0.66 eV ，故一定不能使A发生光电效应E答案： BC6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次跃迁，其能量变化分别为E1 和E2，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是 ()A两次均向高能级跃迁，且|12E |>|E |B两次均向低能级跃迁，且|1| |2|EEC先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|E1| |E2|D先
7、向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|E| |E |12解析： 原子吸收紫外线，使原子由低能级向高能级跃迁，吸收E ，再由高能级向低能1级跃迁，放出可见光，紫外线光子能量大于可见光，故E1E2，D 正确答案： D7如图 3 中画出了氢原子的4 个能级，并注明了相应的能量En，处在 n 4 的能级的一群氢原子向低能级跃迁时， 能够发出若干种不同频率的光波已知金属钾的逸出功为 2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有()A二种B三种C四种D五种图 3解析： 由题意和能级图知，能够发出6 种不同频率的光波而逸出功Wh <E E 可产0nm生光电子代入数据E4 E3 0.6
8、6 eVE3 E2 1.89 eVE4 E2 2.55 eVE3 E1 12.09 eVE4 E1 12.75 eVE2 E1 10.20 eV显然总共有4 种答案： C用心爱心专心-3-8(2010·重庆高考 ) 氢原子部分能级的示意图如图4 所示不同色光的光子能量如下表所示 ()色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量1.61 2.00 2.07 2.14 2.53 2.76 范围 (eV)2002 072 142532 763 10图 4处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2 条，其颜色分别为()A红、蓝靛B黄、绿C红、紫D蓝靛、紫解析： 由能级图可知，只有原子从n 4 能
9、级向 n2 能级以及从n 3 能级向 n 2 能级跃迁时发射光子的能量符合题目要求，两种光子对应的能量分别为 2.55 eV 和 1.89 eV，分别为蓝靛光和红光，选项 A 正确答案： A二、计算题 (3 ×12 36)图 59如图 5 所示，氢原子从n>2 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图 6解析： 氢原子从 n>2 的某一能级跃迁到n 2 的能级，满足：h En E2 2.55 eVEn h E2 0.85 eV
10、 ，所以 n 4用心爱心专心-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6.答案： 12.75 eV见解析图图 710一群氢原子处于量子数n4 能级状态，氢原子的能级的示意图如图7 所示，则：(1) 氢原子可能发射几种频率的光子？(2) 氢原子由量子数 n 4 的能级跃迁到 n 2 的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？(3) 用 (2) 中的光子照射下列中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的能量最大初动能是多大？几种金属的逸出功W金属铯钙镁钛逸出功 W/eV1.92.73.74.1解析： (1) 可能发射的光谱线条数与
11、发射的频率相对应，因此有N可得 nn n2 4 时发射的光子频率最多为6 种N2(2) 由玻尔的跃迁理论可得光子的能量EE4 E2 ( 0.85) ( 3.40) eV 2.55 eV.(3) E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射到铯金属上时才能发生光电效应根据爱因斯坦光电效应方程可得光电子的最大初动能为Ekm E W，代入数据解得：Ekm 0.65 eV(或1.1 ×10 19J) 答案： (1)6 种(2)2.55 eV(3) 铯0.65 eV( 或 1.1 ×10 19J)11氢原子处于基态时，原子能量1 13.6 eV ，已知电子电量e1.6 ×10 19
12、C，电子E质量 m0.91 ×10 30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r0.53 ×1010m.1(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 的定态时，核外电子运动的等效电流多大？(3) 若已知钠的极限频率为 6.00 ×10 14Hz，今用一群处于 n 4 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？解析： (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 能级跃迁用心爱心专心-5-E1到无
13、限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h 0 414得： 8.21 ×10Hz.(2) 氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力作向心力，有222Ke4mrr 22T2其中r2 41，根据电流强度的定义I erTe2K由得 I 16 r 1mr1 将数据代入得：I 1.3 ×10 4A(3) 由于钠的极限频率为6.00 ×10 14Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为6.63 ×10 34×6.00 ×10 14E h 19eV 2.486 eV01.6×10一群处于 n4 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E E0，所以在六条光谱线中有E41、 E31、 E21、 E42 四条谱线可使钠发生光电效应答案： (1)8.21 ×10 14Hz(2)1.3 ×10 4A(3) 四条用心爱心专心-6-