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第十八章　原子结构
(时间：90分钟　满分：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)

1．在α粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．α粒子一直受到金原子核的斥力作用
B．α粒子的动能不断减小
C．α粒子的电势能不断增大
D．α粒子发生散射，是与电子碰撞的结果
2．玻尔的原子模型解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是
(　　)
A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核间的静电引力
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的能量不同
D．电子在不同轨道上运动时，静电引力不同
3．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是(　　)
A．证明电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元
B．提出了电荷分布的量子化观念
C．证明了电子在原子核外绕核转动
D．为电子质量的最终获得做出了突出贡献
4．有关氢原子光谱的说法正确的是(　　)
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
5．对α粒子散射实验的解释有下列几种说法，其中错误的是(　　)
A．从α粒子散射实验的数据，可以估算出原子核的大小
B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有个质量很大而体积很小的带
正电的核存在
C．原子核带的正电荷数等于它的原子序数
D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的
6．根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是(　　)
A．若氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子要辐射的光子能量为hν＝En
B．电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为ν，则其发光的频率也是ν
C．一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，
已知ra>rb，则此过程原子要辐射某一频率的光子
D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁

图1
7．一个放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为1.22×10－7 m，已知氢原子的能
级示意图如图1所示，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子电荷量e＝1.60×10－19 C，
则该谱线所对应的氢原子的能级跃迁是(　　)
A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级
B．从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级
C．从n＝3的能级跃迁到n＝1的能级
D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级
8．设氢原子由n＝3的激发态向n＝2的激发态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子，
则氢原子(　　)
A．跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子
B．由n＝2的激发态向n＝1的激发态跃迁时放出光子的能量大于E
C．由n＝3的激发态向n＝1的激发态跃迁时放出光子的能量等于6.4E
D．由n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时放出光子的频率大于ν

图2
9．氢原子能级图的一部分如图2所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种
跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和
λa、λb、λc，则
①λb＝λa＋λc　②＝＋　③λb＝λa·λc　④Eb＝Ea＋Ec
以上关系正确的是(　　)
A．①③ B．②④ C．①④ D．③④

图3
10．氢原子能级示意图如图3所示，一群处于n＝4能级的氢原子回到n＝1的过程中(　　)
A．放出4种频率不同的光子
B．放出6种频率不同的光子
C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eV
D．放出的光能够使逸出功为13.0 eV的金属发生光电效应
11．根据玻尔的氢原子模型，核外电子在第一和第三轨道运动时(　　)
A．半径之比1∶3 B．速率之比为3∶1
C．周期之比为1∶9 D．动能之比为9∶1
12．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
光子能量范围(eV)
1.61～2.00
2.00～2.07
2.07～2.14
2.14～2.53
2.53～2.76
2.76～3.10

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
二、非选择题(本题共4小题，共52分)
13．(8分)已知氢原子基态能量为－13.6 eV，第二能级E2＝－3.4 eV，如果氢原子吸收
________eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能
级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3＝________eV.
14．(12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n＝2的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度
多大？(电子电荷量e＝1.6×10－19 C，电子质量me＝9.1×10－31 kg)

15．(15分)有一群氢原子处于n＝4的能级上，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6 eV，
普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，求：
(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？
(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？
(3)这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？

图5
16．(17分)电子所带电荷量最早是由科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原
理如图5所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷．油
滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过
显微镜可以观察到油滴的运动情况．两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和
阻力．
(1)调节两金属板间的电势差U，当U＝U0时，使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运
动．该油滴所带电荷量q为多少？
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差U＝U1时，观察到某个质
量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷
量Q.