第十八章一、選擇題1．關于線狀譜，下列說法中正確的是()A．每種原子處在不同溫度下發光的線狀譜不同B．每種原子處在不同的物質中的線狀譜不同C．每種原子在任何條件下發光的線狀譜都相同D．兩種不同的原子發光的線狀譜可能相同解析：每種原子都有自己的結構，只能發出由內部結構決定的自己的特征譜線，不會因溫度、物質不同而改變，C正確．答案：C2．對α粒子散射實驗裝置的描述，你認為正確的有()A．實驗器材有放射源、金箔、帶有熒光屏的放大鏡B．金箔的厚度對實驗無影響C．如果不用金箔改用鋁箔，就不會發生散射現象D．實驗裝置放在空氣中和真空中都可以解析：實驗所用的金箔的厚度極小，如果金箔的厚度過大，α粒子穿過金箔時必然受到較大的阻礙作用而影響實驗效果，B項錯．如果改用鋁箔，由于鋁核的質量仍遠大于α粒子的質量，散射現象仍然發生，C項錯．空氣的流動及空氣中有許多漂浮的分子，會對α粒子的運動產生影響，實驗裝置是放在真空中進行的，D項錯．正確選項為A．答案：A3．玻爾在他提出的原子模型中所作的假設有()A．原子處在具有一定能量的定態中，雖然電子做加速運動，但不向外輻射能量B．原子的不同能量狀態與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續的C．電子從—個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子D．電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率解析：A、B、C三項都是玻爾提出來的假設，其核心是原子定態概念的引入與能級躍遷學說的提出，也就是”量子化”概念，原子的不同能量狀態與電子繞核運動不同的圓軌相對應，是經典理論與量子化概念的結合．答案：ABC4．對原子光譜，下列說法正確的是()A．原子光譜是不連續的B．由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的C．各種原子的原子結構不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D．分析物質發光的光譜，可以鑒別物質中含哪些元素解析：原子光譜為線狀譜，A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故B錯C對；根據各種原子的特征譜線進行光譜分析可鑒別物質組成，D正確．答案為A、C、D．答案：ACD5．關于α粒子散射實驗的下述說法中正確的是()A．在實驗中觀察到的現象是絕大多數α粒子穿過金箔后，仍沿原來方向前進，少數發生了較大偏轉，極少數偏轉超過90°，有的甚至被彈回接近180°B．使α粒子發生明顯偏轉的力是來自帶負電的核外電子；當α粒子接近電子時，是電子的吸引力使之發生明顯偏轉C．實驗表明原子中心有一個極小的核，它占有原子體積的極小部分D．實驗表明原子中心的核帶有原子的全部正電荷及全部質量解析：A項是對該實驗現象的正確描述，正確；B項，使α粒子偏轉的力是原子核對它的庫侖斥力，而不是電子對它的吸引力，故B錯誤；C項是對實驗結論之一的正確分析；原子核集中了全部正電荷和幾乎全部質量，因核外還有電子，故D錯誤．答案：AC6．如圖所示，為氫原子的能級圖，若用能量為10．5eV的光子去照射一群處于基態的氫原子，則氫原子()A．能躍遷到n＝2的激發態上去B．能躍遷到n＝3的激發態上去C．能躍遷到n＝4的激發態上去D．以上三種說法均不對解析：用能量為10．5eV的光子去照射一群處于基態的氫原子，從能級差可知，若氫原子躍遷到某一能級上，則該能級的能量為10．5eV－13．6eV＝－3．1eV，根據氫原子的能級圖可知，不存在能級為－3．1eV，因此氫原子無法發生躍遷．答案：D7．英國物理學家盧瑟福用α粒子轟擊金箔，為了解釋實驗結果，他提出了原子的核式結構學說．如圖所示，O表示金原子核的位置，曲線ab和cd分別表示經過金原子核附近的α粒子的運動軌跡，其中能正確反映實驗結果的是()解析：答案：BD8．氫原子的基態能量為E1，如圖，四個能級圖能正確代表氫原子能級的是()解析：根據氫原子能級圖特點：上密下疏，再聯系各激發態與基態能量關系En＝eq\f(1,n2)E1，故C正確．答案：C9．如圖所示為氫原子能級的示意圖，現有大量的氫原子處于n＝4的激發態，當向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光．關于這些光下列說法正確的是()A．最容易表現出衍射現象的光是由n＝4能級躍遷到n＝1能級產生的B．頻率最小的光是由n＝2能級躍遷到n＝1能級產生的C．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D．用n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光照射逸出功為6．34eV的金屬鉑能發生光電效應解析：波長越長，越容易表現出衍射現象，因此頻率最小的光的衍射現象最明顯，應當是由n＝4能級躍遷到n＝3能級產生的，A、B選項都錯誤；從n＝4能級的原子能夠自發地輻射出6種不同頻率的光，C選項錯誤；從n＝2能級躍遷到n＝1能級輻射出的光的能量為－3．4eV＋13．6eV＝10．2eV，能夠使逸出功為6．34eV的金屬鉑能發生光電效應，D項正確．答案：D二、非選擇題10．陰極射線是從陰極射線管的陰極發出的高速運動的粒子流，這些微觀粒子是________．若在圖所示的陰極射線管中部加上垂直于紙面向里的磁場，陰極射線將________(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏轉．解析：陰極射線的實質是電子流，電子流形成的等效電流方向向左，當加上垂直紙面向里的磁場后，由左手定則判知電子受到的洛倫茲力的方向向下．答案：電子向下11．在氫原子光譜中，電子從較高能級躍遷到n＝2能級發出的譜線屬于巴耳末線系．若一群氫原子自發躍遷時發出的譜線中只有2條屬于巴耳末線系，則這群氫原子自發躍遷時最多可發出________條不同頻率的譜線．解析：因該群氫原子自發躍遷時發出的譜線中只有2條屬于巴耳末線系，可知該群氫原子處于n＝4的激發態，由n＝4激發態自發躍遷時最多可發出的不同頻率譜線數為N＝eq\f(nn－1,2)＝eq\f(4×4－1,2)條＝6條．答案：612．大量的氫原子處于n＝3的能級，可輻射出________種光子．若輻射的光子波長λ1＜λ2＜…，譜線強度與光子數目成正比，從第n能級向低能級躍遷時發出的光子數均為該能級上原子數的eq\f(1,n－1)，則譜線的強度之比是________．解析：氫原子處于n＝3的能級，設原子數為N，共有三種躍遷方式，可輻射三種光子，如圖所示．從n＝3的能級躍遷時有兩種躍遷方式，各放出eq\f(N,2)個光子；處于n＝2能級的原子數為eq\f(N,2)，向第一能級躍遷時只有一種躍遷方式，放出eq\f(N,2)個光子，故譜線強度之比為1∶1∶1．答案：31∶1∶113．如圖所示，讓一束均勻的陰極射線以速率v垂直進入正交的電、磁場中，選擇合適的磁感應強度B和電場強度E，帶電粒子將不發生偏轉，然后撤去電場，粒子將做勻速圓周運動，測得其半徑為R，求陰極射線中帶電粒子的比荷．解析：因為帶電粒子在復合場中時不偏轉，所以qE＝qvB，即v＝eq\f(E,B)，撤去電場后，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，則qvB＝meq\f(v2,R)．由此可得eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2R)．答案：eq\f(E,B2R)14．某金屬的極限波長恰等于氫原子由n＝4能級躍遷到n＝2能級所發出的光的波長．現在用氫原子由n＝2能級躍遷到n＝1能級時發出的光去照射，則從該金屬表面逸出的光電子最大初動能是多少電子伏？解析：設氫原子由n＝4能級躍遷到n＝2能級發出的光子波長為λ0，由n＝2能級躍遷到n＝1能級發光的光子波長為λ，則E4－E2＝heq\f(c,λ0)，E2－E1＝heq\f(c,λ)根據愛