1、1第十八章 学业质量标准检测本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分 100分，时间 90分钟。第卷(选择题 共 40分)一、选择题(共 10小题，每小题 4分，共 40分，在每小题给出的四个选项中，第16 小题只有一个选项符合题目要求，第 710 小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4分，选不全的得 2分，有选错或不答的得 0分)1(湖北省孝感一中、应城一中等五校 2018届高三上学期期末)下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是( D )A原子中的电子在某一定态时，电子做加速运动，向外辐射能量B原子中的电子运行轨道分布是连续的C一群氢原子从 n3 能级向 n1 能级
2、跃迁，最多能发出两种不同颜色的光子D氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量增大解析：原子处于定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，故A错误；原子的能量是量子化的，所以原子中的电子运行轨道分布是不连续的，故 B错误；一群氢原子从 n3 能级向 n1 能级跃迁，最多能发出 3种不同颜色的光子，故 C错误；氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量增大，故 D正确。2下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是( A )解析：汤姆孙利用气体放电管研究阴极射线，发现了电子。3如图所示，实线表示金原子核电场的等势线，虚线
3、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Ea、 Eb、 Ec，则( D )A vavbvc， EbEaEc B vbvcva， EbEaEcC vbvavc， EbEaEc D vbEaEc2解析：金原子核和 粒子都带正电， 粒子在接近金核过程中需不断克服库仑力做功，它的动能减小，速度减小，电势能增加； 粒子在远离金核过程中库仑力不断对它做功，它的动能增大，速度增大，电势能减小。因此这三个位置的速度大小关系和电势能大小关系为 vbEaEc。4(江苏徐州市 20152016 学年高二下学期期末)如图所示为氢原子能级示
4、意图的一部分，一群原来处于 n4 能级的氢原子跃迁到 n1 能级的过程中( B )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氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将减小D从 n4 的能级跃迁到 n3 的能级时，辐射出的光子的波长最短解析：根据 C 6 知，氢原子可能辐射 6种频率的光子，故 A错误，B 正确；核外电24子从高轨道跃迁到低轨道运转动能增大，C 错误；根据 E h 可知选项 D错误。c5 粒子散射实验中，不考虑电子和 粒子的碰撞影响，是因为( C )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
5、很小， 粒子碰撞不到电子解析： 粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只有 粒子质量的 1/7300，碰撞时对 粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就象一颗子弹撞上一颗尘埃一样，故答案为 C。6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n4 的能级跃迁到 n2 的能级时的辐射光，则谱线 b是氢原子( B )3A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 的能级时的辐射光解析：由图(2)看出 b
6、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 n4 能级跃迁到 n2 能级时的辐射光，所以 b谱线对应的能级差应大于 n4 与n2 间的能级差，故选项 B正确。7(浙江省湖州市 20172018 学年高二下学期期末)如图为氢原子能级图，用波长为 1的 a光照射一群处于基态的氢原子，发出 3种频率的光；用波长为 2的 b光照射一群处于基态的氢原子，能发出 6种频率的光。则( CD )A a光的波长 1小于 b光的波长 2B a光、 b光同时照射一群基态氢原子能发出 9种频率的光C a光、 b光同时照射一群基态氢原子发出的所有光中，波长最短的是 2D a光、 b光同时照射一群
7、基态氢原子发出的所有光中，光子能量差最大值为12.09eV解析：用波长为 1的 a光照射一群处于基态的氢原子，发出 3种频率的光，说明跃迁到了 n3 能级，即 E3 E1 ；同理用波长为 2的 b光照射一群处于基态的氢原子，hc 1能发出 6种频率的光，说明跃迁到了 n4 能级，即 E4 E1 ；则 a光的波长 1大于hc 2b光的波长 2，选项 A错误； a光、 b光同时照射一群基态氢原子同样只能发出 6种频率的光，选项 B错误； a光、 b光同时照射一群基态氢原子发出的所有光中，频率最大的是从n4 到 n1，即波长最短的是 2，选项 C正确； a光、 b光同时照射一群基态氢原子发出的所有光
8、中，光子能量最大值为从 n4 到基态的跃迁，对应的能量为(0.85eV)(13.6eV)12.75eV；光子能量最小为 n4 到 n3 的跃迁，对应的能量为(0.85eV)4(1.51eV)0.66eV；光子能量差最大值为 12.75eV0.66eV12.09eV，选项 D正确。8(南昌 20152016 学年高二下学期检测)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( AC )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
9、在 D1、 D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向上偏转解析：实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项 C正确，选项 B的说法错误；加上垂直纸面向里的磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要向下偏转，因而选项 D错误；当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项 A的说法正确。9氢原子的能级图如图甲所示，一群处于基态的氢原子受到光子能量为 12.75eV的紫外线照射后而发光。从这一群氢原子所发出的光中取一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为相互分离的 x束光，这 x束光都照射到逸出功为 4.8eV的金属板上(如图乙所示)，在金属板上有
10、 y处有光电子射出，则有( BC )A x3 B x6 C y3 D y6解析：处于基态的氢原子吸收能量为 12.75eV紫外线光子后跃迁到 n4 的激发态，这样氢原子将辐射出 6种能量的光子，其中有 3种光子的能量大于该金属板的逸出功(4.8eV)，所以 x6， y3，故选项 B、C 正确。10有两个质量为 m的均处于基态的氢原子 A、 B， A静止， B以速度 v0与它发生碰撞。已知碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而使该原子由基态跃迁到激发态，然后此原子向低能级跃迁，并放出光子。若氢原子碰撞后放出一个光子，已知氢原子的基态能量为 E1(E10)
11、。则速度 v0可能为( CD )A B E1m 2E1m5C D 3E1m 4E1m解析：由动量守恒定律有 mv02 mv，碰撞过程损失的动能为 E mv 2mv2，由12 20 12能级跃迁知识有 E至少为由 n2 的能级跃迁至基态时的能量变化，则 E E2 E1 E1，联立解得 v0 ，故选项 C、D 正确。34 3E1m第卷(非选择题 共 60分)二、填空题(共 2小题，每小题 7分，共 14分。把答案直接填在横线上)11按照玻尔原子理论，氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，要_吸收_(选填“释放”或“吸收”)能量。已知氢原子的基态能量为 E1(E10)，电子的质
12、量为 m，则基态氢原子的电离能为_ E1_，基态氢原子中的电子吸收一频率为 的光子后被电离，电离后电子的速度大小为_ v _。2 h E1m解析：氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，原子能量增大，则需要吸收能量。氢原子的基态能量为 E1(E10)，则发生电离，基态氢原子的电离能为 E1。根据能量守恒得： h E1 mv2，解得电离后电子的速度大小为： v12。2 h E1m12一群氢原子处于量子数 n4 的能级状态，氢原子的能级图如图所示，氢原子可能发射_6_种频率的光子；氢原子由量子数 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时辐射光子的能量是_2.55_eV; 用 n4 的
13、能级跃迁到 n2 的能级时辐射的光子照射下表中几种金属，_铯_金属能发生光电效应。几种金属的逸出功金属 铯 钙 镁 钛逸出功 W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1解析：从 n4 的能级跃迁，可能发射 6种频率的光子；从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级，发出的光子能量 h E4 E22.55eV，此值大于铯的逸出功，所以可使金属铯发生光电效应。三、论述计算题(共 4小题，共 46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要6演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10 分)电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。他测
14、定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示， A、 B是两块平行放置的水平金属板。 A板带正电， B板带负电，从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到 A、 B两板之间的电场中。小油滴由于摩擦而带负电，调节 A、 B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡。已知小油滴静止处的电场强度是 1.92105N/C，油滴半径是1.64104 cm，油的密度是 0.851g/cm3，求油滴所带的电荷量。这个电荷量是电子电荷量的多少倍？( g取 9.8m/s2)答案：8.0210 19 5 倍解析：小油滴质量， m V r
15、3 43由题意知， mg Eq0 由两式可得：q C 4 r3g3E 0.8511034 9.8 1.6410 6 331.921058.0210 19 C小油滴所带电荷量 q是电子电荷量 e的倍数为n 5(倍)。8.0210 191.610 1914(11 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，qm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。答案：2dEB2L27解析：仅加电场时 d (
16、)( )2，12Eqm Lv0加复合场时 Bqv0 Eq。由以上两式可得 qm 2dEB2L215(12 分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(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，问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)答案：不能解析：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 E被基态氢原于吸收。若 E10.2eV，则基态氢原子可由 n1 跃迁到 n2，由动量守恒和能量守恒有：mv02 mv mv mv2 mv2 E 12 20
17、 12 12mv Ek13.6eV 12 20由得， E mv 6.8eV12 12 20因为 E6.8eV10.2eV所以不能使基态氢原子发生跃迁16(13 分)已知氢原子能级图如图所示，氢原子质量为 mH1.6710 27 kg。设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于 n5 的能级状态。(1)求大量氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；(2)若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用 p 表示( h为普朗克常量，hc8 为光子频率， c为真空中光速)，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。(保留三位有效数字)答案：(1)10 (2)4.17m/s解析：(1)可以有 nC 10 种不同频率的光辐射。25(2)由题意知氢原子从 n5 能级跃迁到 n1 能级时，氢原子具有最大反冲速率。氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为E E| E5 E1|开始时，将原子(含核外电子)和即将辐射出去的光子作为一个系统。由动量守恒定律可知： mHvH p 光 0光子的动量 p 光 ， E hhc氢原子速度为 vH ，所以 vH4.17m/s。|E5 E1|cmH
