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2018-2019学年高二上学期第十八单元训练卷
物 理 （一）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是(　　)
A．光电效应实验 B．伦琴射线的发现
C．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现
2．关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是(　　)
A．卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆孙的“枣糕模型”是错误的
B．卢瑟福认识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论
C．卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性
D．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论
3．关于线状谱，下列说法中正确的是(　　)
A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同
B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同
C．每种原子在任何外界条件下发光的线状谱都相同
D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同
4．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子(　　)
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
5．如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是(　　)

6．氢原子中核外电子从第2能级跃迁到基态时，辐射的光照射到某金属上时能产生光电效应．那么，处于第3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出各种频率的光可能使此金属发生光电效应的至少有(　　)
A．1种　　　　B．2种 C．3种 D．4种
7．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量氢原子处于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．波长最长的光是由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3种不同频率的光子
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
8．现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的)(　　)
A． B．k C． D．2k
9．下列说法中正确的是(　　)
A．康普顿发现了电子 B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型
C．密立根提出原子的枣糕模型 D．密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量
10．根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是(　　)
A．线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线
B．线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线
C．线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线是特征谱线
D．同一元素的线状谱的明线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的
11．氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是(　　)
A．核外电子受力变小 B．原子的能量减少，电子的动能增加
C．氢原子要吸收一定频率的光子 D．氢原子要放出一定频率的光子
12．用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用Δn表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图(如图所示)可以判断，Δn和E的可能值为(　　)
A．Δn＝1，13.22 eVB．Δn＝2，13.22 eVC．Δn＝1，12.75 eVD．Δn＝2，12.75 eV二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于激发态时，能量为。（普朗克常量h＝6.63×l0－34 J(s，真空中光速c＝3.0×l08 m/s）
(1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝l的基态时，向外辐射光子的波长是多少？（结果保留3位有效数字）
(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？（结果保留3位有效数字）
14．(14分)氢原子处于基态时，原子能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量取h＝6.6×10－34 J·s。
(1)处于n＝2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？
(2)今有一群处于n＝4激发态的氢原子，可以辐射几种不同频率的光？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)
15．(16分)将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。
(1)若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？
(2)若用波长为200 nm的紫外线照射氢原子，求氢原子电离后电子的速度多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子质量me＝0.91×10－30 kg)
2018-2019学年高二上学期第十八单元训练卷
物 理（一）答 案
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．【答案】C
2．【答案】D
3．【答案】C
4．【答案】B
【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，故选项B正确。
5．【答案】C
【解析】根据ΔE＝hν，ν＝，可知λ＝＝，能级差越大，波长越小，所以a的波长最小，b的波长最大，答案选C。
6．【答案】B
【解析】发生光电效应的条件是照射光的频率要大于该金属的极限频率．氢原子由第3能级向低能级跃迁的可能情形为3→1，3→2，2→1，共3种．其中3→1发出的光子频率大于2→1发出的光子频率，3→2发出的光子频率小于2→1发出的光子频率，已知2→1发出的光子能发生光电效应，则3→1发出的光子一定能使该金属发生光电效应，而3→2发出的光子无法判定是否能发生光电效应．因此辐射出的3种频率的光能使此金属发生光电效应的至少有2种。
7．【答案】D
8．【答案】C
【解析】由题意知量子数为3的能级上的氢原子分别向量子数为2、1的能级上跃迁的氢原子数占总氢原子数的二分之一，产生总共产生k个光子。此时处于量子数为2的能级上氢原子总共有个，向基态跃迁时辐射的光子个数为个。则总个数为k+，故C正确。
9．【答案】BD
【解析】汤姆孙研究阴极射线时发现了电子；卢瑟福分析α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构模型；汤姆孙提出原子的“枣糕”模型；密立根用“油滴实验”测出了电子的电荷量。选项A、C错误，B、D正确。
10．【答案】CD
【解析】根据光谱理论知，明线光谱与吸收光谱都能表示元素的特点，都是元素的特征谱线，而同一元素的线状谱与吸收光谱都是一一对应的，C、D正确。
11．【答案】BD
【解析】氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，r减小，由库仑定律知核外电子受力变大，A错；由k＝m得Ek＝mv2＝知电子的动能变大，由En＝－ eV知n减小时原子能量减少，B对；电子由高能级向低能级跃迁时放出一定频率的光子，C错，D对。
12．【答案】AD
【解析】由于增加了5条光谱线，说明调高电子能量后氢原子可能处于n＝4的能级，而原来氢原子处于n＝2的能级，增加的谱线应为从n＝4跃迁到n＝3、2、1和从n＝3跃迁到n＝2、1共5条谱线，则Δn＝2；而E1＝－13.6 eV，E4＝－0.85 eV，E5＝－0.54 eV，ΔE14＝12.75 eV，ΔE15＝13.06 eV，则12.75 eV二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．【解析】(1)由跃迁方程得
又有
联立解得向外辐射光子的波长是
(2)要使处于基态的氢原子电离，入射光子必须满足
代入数据解得
14．【解析】(1)E2＝＝－3.4 eV，E＝E∞－E2＝3.4 eV.
(2)N＝C＝＝6种
E4＝＝－0.85 eV
E3＝＝－1.51 eV
E4－E3＝hνmin
νmin＝1.6×1014 Hz。
15．【解析】(1)n＝2时，E2＝ eV＝－3.4 eV
所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n＝∞的轨道，n＝∞时，E∞＝0.
所以，要使处于n＝2激发态的氢原子电离，电离能为ΔE＝E∞－E2＝3.4 eV
ν＝＝ Hz≈8.21×1014 Hz.
(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量E0＝h·ν0＝6.63×10－34× J＝9.945×10－19 J
电离能ΔE＝3.4×1.6×10－19 J＝5.44×10－19 J
由能量守恒：hν0－ΔE＝mv2
代入数值解得：v＝9.95×105 m/s.
2018-2019学年高二上学期第十八单元训练卷
物 理 （二）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．下列说法不正确的是(　　)
A．密立根通过阴极射线在电场、磁场中的运动发现了电子，并测量出电子的电量e
B．1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子从而证实质子是原子核的组成部分
C．爱因斯坦提出的质能关系E＝mc2表明物体的能量和质量间存在密切的联系
D．1900年普朗克提出了 能量子概念，解决了黑体辐射问题
2．下列有关原子核式结构理论的理解不正确的是(　　)
A．原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转
3．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，与卢瑟福的核式结构学说观点是相同的(　　)
A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力
B．电子只能在一些不连续的轨道上运动
C．电子在不同轨道上运动时能量不同
D．电子在不同轨道上运动时静电引力不同
4．氢原子能级如图所示，已知可见光光子的能量在1.61 eV～3.10 eV范围内，则下列说法正确的是(　　)
A．氢原子能量状态由n＝2能级跃迁到n＝1能级，放出光子为可见光
B．大量氢原子处于n＝4能级时，向低能级跃迁能发出6种频率的光子
C．处于基态的氢原子电离需要释放13.6 eV的能量
D．氢原子处于n＝2能级时，可吸收2 eV能量的光子跃迁到高能级
5．按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子。已知ν1＞ν2，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将(　　)
A．吸收频率为ν1－ν2?的光子 B．吸收频率为ν1＋ν2?的光子
C．释放频率为ν1－ν2??的光子 D．释放频率为ν1＋ν2的光子
6．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n＝2能级发出的谱线属于巴耳末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴耳末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线(　　)
A．2 B．3 C．4 D．6
7．用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则(　　)
A．ν1＞ν0 B．ν3＝ν2＋ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D．
8．“秒”是国际单位制中的时间单位，它等于133Cs原子基态的两个超精细能级之间跃迁时所辐射的电磁波周期的9192631770倍。据此可知，该两能级之间的能量差为（普朗克常量h＝6. 63×10－34 J·s) (　　)
A．7.21×10－24 eΝ B．6.09×10－24 eΝ C．3.81×10－5 eΝ D．4.50×10－5 eΝ
9．根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是(　　)
A．线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线
B．线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线
C．线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线是特征谱线
D．同一元素的线状谱的明线与吸收光谱中的暗线都是一一对应的
10．根据玻尔理论，氢原子核外电子能级图如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．按照玻尔理论，E1＝－13.6 eV是电子处于基态的势能
B．按照玻尔理论，E1＝－13.6 eV是电子处于基态的势能和动能之和
C．按照玻尔理论，从n＝4的一群电子跃迁到n＝1时，能发出6种不同频率的光子
D．按照玻尔理论，从n＝4的一群电子跃迁到n＝1时，能发出3种不同频率的光子
11．已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是(　　)
A．产生的光子的最大频率为
B．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小
C．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2
D．若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E2的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子
12．用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子，停止照射后，发现该容器内的氢能释放出三种不同波长的光子，它们的能量最大值是与最小值分别是(　　)
A． B．
C． D．
二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离，可以估算原子核的大小。现有一个α粒子，以2.0×107 m/s的速度去轰击金箔，若金原子的核电荷数为79，求该α粒子与金原子核间的最近距离。(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为，α粒子质量为6.64×10-27 kg)
14．(14分)氢原子的能级图如图所示，氢原子从n＝m的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出能量为2.55 eV的光子。
(1)最少要给基态的氢原子提供多少能量，才能使它跃迁到n＝m的能级？
(2)请画出处于一群n＝m能级的氢原子可能的辐射跃迁图。
15．(16分)氢原子处于基态时，原子的能量E1＝－13.6 eV，已知电子的电荷量e＝1.6×10-19 C，电子的质量m＝0.91×10-30 kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1＝0.53×10-10 m。
(1)氢原子核外电子的绕核运动，则氢原子处于n＝2的定态时，核外电子运动的周期多大？处于n＝2定态与n＝4定态的电子运动周期之比为多少? （用k、e、r1、m表示，rn＝n2r1，不要求代入数据）
(2)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？
(3)若已知钠的极限频率为6.00×1014 Hz，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？(其中h＝6.63×10-34 J·s)
2018-2019学年高二上学期第十八单元训练卷
物 理（二）答 案
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．【答案】A
【解析】汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，密立根用油滴法测量出电子的电量，故A说法错误；1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子从而证实质子是原子核的组成部分，故B说法正确；爱因斯坦提出的质能关系E＝mc2表明物体的能量和质量间存在密切的联系，故C说法正确；普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，故D正确。
2．【答案】B
【解析】原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子，A正确；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确。
3．【答案】ACD
【解析】玻尔和卢瑟福的原子模型都提出了电子绕原子核运动，是电子与核之间的静电引力提供向心力，观点相同，故A正确；玻尔的原子模型提出电子只能在一些不连续的轨道上运动，而卢瑟福的原子模型没有，观点不同，故B错误；玻尔的原子模型继承了卢瑟福的原子模型，对原子能量和轨道引入了量子化的假设，电子在不同轨道上运动时的能量不同，静电力也不同，故C、D正确。
4．【答案】B
【解析】氢原子能量状态由n＝2能级跃迁到n＝1能级，放出光子的能量为E＝－3.4eV－(13.6)eV＝10.2eV，不在可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，故A错误；大量氢原子处于n＝4能级时，向低能级跃迁能发出种，故B正确；处于基态的氢原子电离需要吸收13.6eV的能量，故C错误；氢原子吸收光子的能量一定要等于两个能级的能级差，没有两个能级差等于2eV，故D错误。
5．【答案】A
【解析】氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子，则；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子，则；已知ν1＞ν2，则能级C的能量小于能级A的能量。氢原子从能级C跃迁到能级A吸收光子，且，解得：，故A项正确。
6．【答案】D
【解析】氢原子光谱中只有两条巴耳末系，即是从n＝3，n＝4轨道跃迁到n＝2轨道，故电子的较高能级应该是在n＝4的能级上。然后从n＝4向n＝3，n＝2，n＝1跃迁，从n＝3向n＝2，n＝1，从n＝2向n＝1跃迁，故这群氢原子自发跃迁时最大能发出条不同频率的谱线，故选D。
7．【答案】B
【解析】大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n＝3能级向低能级跃迁。n＝3能级向n＝1能级跃迁时，hν3＝E3－E1；n＝2能级向n＝1能级跃迁时，hν2＝E2－E1；n＝3能级向n＝2能级跃迁时，hν1＝E3－E2；将以上三式变形可得??hν3＝hν2+hν1；解得?ν3＝ν2+ν1，所以B正确。
8．【答案】C
【解析】因为E＝hν，ν＝1/T，则两极间的能级差E＝h/T＝6.63×10?34×9192631770J≈6.09×10?24J＝3. 81×10－5eV，故C正确。
9．【答案】CD
【解析】根据光谱理论知，明线光谱与吸收光谱都能表示元素的特点，都是元素的特征谱线，而同一元素的线状谱与吸收光谱都是一一对应的，C、D正确。
10．【答案】BC
【解析】A、B项：按照玻尔理论，E1＝－13.6eV是电子处于基态的势能和动能之和，故A错误，B正确；
C、D项：根据，知最多激发出6中不同频率的光子，故C正确，D错误。
11．【答案】BC
【解析】大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁，产生光子的最大频率为第3能级到第1能级，则最大频率为γ＝（E3?E1）/h，故A错误；当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，放出光子，能量减小，轨道半径也会减小，故B正确；从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则逸出功为E2－E1；则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为，故C正确；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把?E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故D错误。
12．【答案】AB
【解析】由题意可知，氢原子吸收能量后跃迁到第三能级，则吸收的能量等于n＝1和n＝3能级间的能级差，即单色光的能量也就是辐射光子的最大能量为：Emax＝hν1＝．又hν1＝hν2+hν3＝．最小能量为：Emin＝hν3＝，故选A、B。
二、非选择题(本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．【解析】当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则

14．【解析】(1)氢原子从的能级跃迁到的能级时，辐射光子的频率应满足：
解得：
结合题图可知： ，基态氢原子要跃迁到的能级应提供的能量为：
(2)辐射跃迁图如图所示。
15．【解析】(1)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力提供向心力，有：
其中r2＝4r1
解得：T2:T4＝1:8
(2)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为：
得 ＝8.21×1014Hz
(3)由于钠的极限频率为6.00×1014Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为
eΝ＝2.486 eV
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，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。

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