高中物理 第三章 原子結(jié)構(gòu)之謎 第三四節(jié) 氫原子光譜 原子的能級結(jié)構(gòu)檢測 粵教版選修3-5

第三章 原子結(jié)構(gòu)之謎第三節(jié) 氫原子光譜第四節(jié) 原子的能級結(jié)構(gòu)A級抓基礎(chǔ)1下列對于巴耳末公式的說法正確的是()A所有氫原子光譜的波長都與巴耳末公式相對應(yīng)B巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中可見光部分的光的波長C巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光中一個線系的波長，其中既有可見光，又有紫外光D巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長解析：巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個線系的波長，不能描述氫原子發(fā)出的各種光的波長，也不能描述其他原子的發(fā)光，A、D錯誤；巴耳末公式是由當(dāng)時已知的可見光中的部分譜線總結(jié)出來的，但它適用于整個巴耳末線系，該線系包括可見光和紫外光，B錯誤，C正確答案：C2(多選)根據(jù)玻爾理論，以下說法正確的是()A電子繞核運動有加速度，就要向外輻射電磁波B處于定態(tài)的原子，其電子做變速運動，但它并不向外輻射能量C原子內(nèi)電子的可能軌道是不連續(xù)的D原子能級躍遷時，輻射或吸收光子的能量取決于兩個軌道的能量差解析：根據(jù)玻爾理論，電子繞核運動有加速度，但并不向外輻射能量，也不會向外輻射電磁波，故選項A錯誤，B正確玻爾理論中的假設(shè)軌道，就是電子繞核運動可能的軌道半徑是量子化的、不連續(xù)的，選項C正確原子在發(fā)生能級躍遷時，要放出或吸收一定頻率的光子，光子的能量取決于兩個軌道的能量差，故選項D正確答案：BCD3大量原子從n4的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時，產(chǎn)生的光譜線數(shù)是()A2條B4條C6條D8條解析：從n4向低能級躍遷有3條，從n3向低能級躍遷有2條，從n2向低能級躍遷有1條，總共6條，即N.答案：C4欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)或電離，下列措施不可行的是()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11 eV的電子碰撞解析：由氫原子能級圖算出只有10.2 eV為第2能級與基態(tài)之間的能量差，處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 eV的光子后將躍遷到第一激發(fā)態(tài)，而大于13.6 eV的光子能使氫原子電離，原子還可吸收電子的能量而被激發(fā)或電離，由于電子的動能可全部或部分地被氫原子吸收，所以只要入射電子的動能大于或等于兩能級的能量差值，均可認(rèn)為原子發(fā)生能級躍遷或電離，故A、C、D可行答案：B5汞原子的能級圖如圖所示，現(xiàn)讓一束光子能量為8.8 eV的單色光照射到大量處于基態(tài)(能級數(shù)n1)的汞原子上，能發(fā)出6種不同頻率的色光下列說法中正確的是()A最長波長光子的能量為1.1 eVB最長波長光子的能量為2.8 eVC最大頻率光子的能量為2.8 eVD最大頻率光子的能量為4.9 eV解析：由題意知，吸收光子后汞原子處于n4的能級，向低能級躍遷時，最大頻率的光子能量為(1.610.4) eV8.8 eV，最大波長的光子能量為(1.62.7) eV1.1 eV，故A正確答案：A6氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中()A原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大B原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小C原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小D原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大解析：根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運動能量較大，必須吸收一定能量的光子后，電子才能從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道，故B錯；氫原子核外電子繞核做圓周運動，由原子核對電子的庫侖力提供向心力，即：km，又Ekmv2，所以Ek.由此式可知：電子離核越遠(yuǎn)，r越大時，電子的動能越小，故A、C錯；由r變大時，庫侖力對核外電子做負(fù)功，因此電勢能增大，從而判斷D正確答案：DB級提能力7.(多選)設(shè)氫原子由n3的狀態(tài)向n2的狀態(tài)躍遷時放出能量為E、頻率為的光子則氫原子()A躍遷時可以放出或吸收能量為任意值的光子B由n2的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于EC由n2的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于ED由n4的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時放出光子的頻率大于解析：原子躍遷時可以放出或吸收能量為特定值的光子，A錯；由n2的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時，能量比由n3的狀態(tài)向n2的狀態(tài)躍時要大，所以放出光子的能量大于E，B項正確；由n2的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于由n3的狀態(tài)向n2的狀態(tài)躍遷時放出的能量E，C項正確；由n4的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量較小，所以頻率小于，D項錯答案：BC8如圖所示為氫原子的能級圖用光子能量為13.06 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有()A15種B10種C4種D1種解析：吸收13.06 eV能量后氫原子處于量子數(shù)n5的激發(fā)態(tài)，故可產(chǎn)生10種不同波長的光，故B正確答案：B9.子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用如圖為氫原子的能級示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n2能級的氫原子，氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為1、2、3、4、5和6的光子，且頻率依次增大，則E等于()Ah(31) Bh(31) Ch3 Dh4解析：氫原子吸收光子后，能發(fā)出六種頻率的光，說明氫原子是從n4能級向低能級躍遷，則吸收的光子的能量為EE4E2，E4E2恰好對應(yīng)著頻率為3的光子，故光子的能量為h3.答案：C10原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為1的光子；原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長為2的光子，已知1>2.那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要()A發(fā)出波長為12的光子B發(fā)出波長為的光子C吸收波長為12的光子D吸收波長為的光子解析：根據(jù)題意畫出能級圖如圖所示，則EaEbh ，EcEb，得EcEahh，設(shè)由a到c吸收光子的波長為則hhh，可知，A、B、C錯，D正確答案：D11用頻率為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為1、2、3的三條譜線，且3>2>1，則()A0<1 B321C0123 D.解析：因為僅發(fā)射出三種不同頻率的光子，且3>2>1，所以h3E3E1，h2E2E1，h1E3E2，所以h3h2h1，故B項對，C、D項錯；入射光子h0h3，所以0>1，A項錯答案：B12氫原子在基態(tài)時軌道半徑r10.531010 m，能量E113.6 eV.當(dāng)氫原子處于基態(tài)時，求：(1)電子的動能；(2)原子的電勢能；(3)用波長是多少的光照射可使其電離？(已知電子質(zhì)量m9.11031 kg)解析：(1)設(shè)處于基態(tài)的氫原子核外電子速度為v1，則，k，所以電子動能Ek1mv13.6 (eV)(2)因為E1Ek1Ep1，所以Ep1E1Ek113.6 ev13.6 ev27.2 eV.(3)設(shè)用波長的光照射可使氫原子電離：0E1.所以m9.14108m.答案：(1)13.6 eV(2)27.2 eV(3)9.14108 m