5.1原子的结构 课后练习（含答案）高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

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1、5.1原子的结构(建议用时：40分钟)题组一粒子散射实验分析1(多选)对 粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有()A实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜B金箔的厚度对实验无影响C如果不用金箔改用铝箔，仍会发生散射现象D实验装置放在空气中和真空中都可以AC若金箔的厚度过大，粒子穿过金箔时必然受较大的阻碍而影响实验效果，B错误若改用铝箔，铝核的质量仍远大于粒子的质量，散射现象仍能发生，C正确若放置在空气中，空气中的尘埃对粒子的运动会产生影响，故D错误2(多选)如图所示，画出了粒子散射实验中的一些曲线，这些曲线中可能是粒子的径迹的是()AaBbCcDdBD粒子与金原子核均带正电，相互排斥，故

2、不可能沿曲线c运动；a曲线弯曲程度很大，说明受到的库仑力很大，但该曲线离核较远，故a曲线不可能存在，而b曲线可能存在；d曲线是粒子正对金原子核运动时的径迹故B、D正确，A、C错误题组二卢瑟福原子结构模型3(多选)关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是()A原子是一个质量分布均匀的球体B原子的质量几乎全部集中在原子核内C原子的正电荷全部集中在一个很小的核内D原子核半径的数量级是1010 mBC根据卢瑟福的原子核式结构学说，可知选项BC正确4卢瑟福在解释粒子散射实验的现象时，不考虑粒子与电子的碰撞影响，这是因为()A粒子与电子之间有相互斥力，但斥力很小，可忽略B粒子虽受电子作用，但电

3、子对粒子的合力为零C电子体积极小，粒子不可能碰撞到电子D电子质量极小，粒子与电子碰撞时能量损失可忽略D粒子与电子间有库仑引力，电子的质量很小，粒子与电子相碰，运动方向不会发生明显的改变，所以粒子和电子的碰撞可以忽略ABC错，D正确5(多选)关于粒子散射实验，下列说法正确的是()A在实验中，观察到的现象是：绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来的方向前进，极少数发生了较大角度的偏转B使粒子发生明显偏转的力来自带正电的核和核外电子，当粒子接近核时，是核的斥力使粒子发生明显偏转；当粒子接近电子时，是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

4、的核带有原子的全部正电荷和全部原子的质量AC在粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空旷的，故AC正确；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显作用的空间在原子内很小，粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子，粒子打在电子上，粒子不会有明显偏转，故B错误，D错误题组三对氢原子跃迁的理解6(多选)氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.623.11 eV下列说法正确的是()A处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B大量

5、氢原子从高能级向n3能级跃迁时，可能发出可见光C大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D一个处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出3种不同频率的光AC由于E31.51 eV，紫外线光子的能量大于可见光光子的能量，即E紫EE31.51 eV，可以使氢原子电离，A正确；大量氢原子从高能级向n3能级跃迁时，最大能量为1.51 eV，即辐射出光子的能量最大为1.51 eV，小于可见光光子的能量，B错误；n4时跃迁发出光的频率数为C6种，C正确；一个处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时最多可能发出(31)2种不同频率的光，D错误7(多选)欲使处于基态的氢原子激发或电离，

6、下列措施可行的是()A用10.2 eV的光子照射B用11 eV的光子照射C用14 eV的光子照射D用10 eV的光子照射AC由氢原子的能级图可求得E2E13.40 eV(13.6) eV10.2 eV，即10.2 eV是第二能级与基态之间的能量差，处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后将跃迁到第二能级态，可使处于基态的氢原子激发，A正确；EmE111 eV，即不满足玻尔理论关于跃迁的条件，B错误；要使处于基态的氢原子电离，照射光的能量须大于等于13.6 eV，而14 eV13.6 eV，故14 eV的光子可使基态的氢原子电离，C正确；EmE110 eV，既不满足玻尔理论关于跃迁的条件，也不

7、能使氢原子电离，D错误8下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关B氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B正确，AC错误；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，D错误9氢原子基态的能量为E113.6 eV大量氢原子处于某一激发态由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能

8、量为0.96E1，频率最小的光子的能量为_eV(保留两位有效数字)，这些光子可具有_种不同的频率解析频率最大的光子能量为0.96E1，即En(13.6 eV)0.96(13.6 eV)，解得En0.54 eV即n5，从n5能级开始，根据可得共有10种不同频率的光子从n5到n4跃迁的光子频率最小，根据EE5E4可得频率最小的光子的能量为0.31 eV答案0.311010(多选)如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转下列说法中正确的是()A如果偏转线圈中没有电流，则

9、阴极射线应该打在荧光屏正中的O点B如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里C如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里D如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场强度应该先由小到大，再由大到小AC偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动，打在O点，A正确；由阴极射线的电性及左手定则可知B错误，C正确；由R可知，B越小，R越大，故磁感应强度应先由大变小，再由小变大，故D错误11(多选)设氢原子由n3的状态向n2的状态跃迁时放出能量为E、频率为的光子则氢原子()A跃迁时可以放出或吸收能量为任意

10、值的光子B由n2的状态向n1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于ED由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的频率大于BC原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子，A错；由n2的状态向n1的状态跃迁时，能量比由n3的状态向n2的状态跃时要大，所以放出光子的能量大于E，B项正确；由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n3的状态向n2的状态跃迁时放出的能量E，C项正确；由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的能量较小，所以频率小于，D项错12假设粒子以速率v0与静止的电子或金原子核发生弹性正碰，电子质量mem，金原子核质量mAu49m求：(

11、1)粒子与电子碰撞后的速度变化；(2)粒子与金原子核碰撞后的速度变化解析粒子与静止的粒子发生弹性碰撞，系统动量和能量均守恒，由动量守恒定律mv0mv1mv2由能量守恒定律mvmv12mv22解得v1v0速度变化vv1v0v0(1)与电子碰撞，将mem代入得v12.7104v0(2)与金原子核碰撞，将mAu49m代入得v21.96v0答案(1)2.7104v0(2)1.96v013已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.5281010 m，量子数为n的能级为En eV(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出的光谱线

12、；(3)计算这几种光谱线中最短的波长(静电力常量k9109 Nm2/C2，电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3108 m/s)解析(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力，则，又知Ekmv2故电子在基态轨道上运动的动能为Ek J2.181018 J13.6 eV(2)当n1时，能级为E1 eV13.6 eV当n2时，能级为E2 eV3.4 eV当n3时，能级为E3 eV1.51 eV能发出的光谱线分别为32、21、31共3种，能级图如图所示(3)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短hE3E1，又知，则有 m1.03107m答案(1)13.6 eV(2)见解析(3)1.03107 m