（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練69 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜（含解析）新人教版

考點(diǎn)規(guī)范練69原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜一、單項(xiàng)選擇題1.盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果()A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D.說(shuō)明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)2.利用光譜分析的方法能夠鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分,下列關(guān)于光譜分析的說(shuō)法正確的是()A.利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分B.利用物質(zhì)的線狀譜就可鑒別其組成成分C.高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分D.同一種物質(zhì)的線狀譜的亮線與吸收光譜上的暗線由于光譜的不同,它們沒(méi)有關(guān)系3.(2017·北京卷)2017年年初,我國(guó)研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置,發(fā)出了波長(zhǎng)在100 nm(1 nm=10-9 m)附近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖,“大連光源”因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用。一個(gè)處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個(gè)分子,但又不會(huì)把分子打碎。據(jù)此判斷,能夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,真空中光速c=3×108 m/s)()A.10-21 JB.10-18 JC.10-15 JD.10-12 J4.(2018·江蘇揚(yáng)州中學(xué)月考)1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子,它是由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)圍繞它運(yùn)動(dòng)的正電子組成的,反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量,帶有等量異種電荷。反氫原子和氫原子有相同的能級(jí)分布,氫原子能級(jí)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.反氫原子光譜與氫原子光譜不相同B.基態(tài)反氫原子的電離能是13.6 eVC.基態(tài)反氫原子能吸收11 eV的光子發(fā)生躍遷D.在反氫原子譜線中,從n=2能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)5.(2018·天津卷)氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)有四條譜線H、H、H和H,都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)發(fā)出的光,它們?cè)谡婵罩械牟ㄩL(zhǎng)由長(zhǎng)到短,可以判定()A.H對(duì)應(yīng)的前后能級(jí)之差最小B.同一介質(zhì)對(duì)H的折射率最大C.同一介質(zhì)中H的傳播速度最大D.用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則H也一定能二、多項(xiàng)選擇題6.右圖為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,對(duì)于熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)觀察到的現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()A.放在A位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B.放在B位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些C.放在C、D位置時(shí),屏上觀察不到閃光D.放在D位置時(shí),屏上仍能觀察到一些閃光,但次數(shù)極少7.(2018·湖北宜昌長(zhǎng)陽(yáng)二中期中)以下關(guān)于玻爾原子理論的說(shuō)法正確的是()A.電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不是任意的B.電子在繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射C.電子從量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷到量子數(shù)為3的能級(jí)時(shí)要輻射光子D.不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí),只有某些頻率的光可以被氫原子吸收8.(2018·安徽師大附中模擬)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1,n=2、3能級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量分別為E2和E3,大量處于第3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷放出若干頻率的光子,依據(jù)玻爾理論,下列說(shuō)法正確的是()A.產(chǎn)生的光子的最大頻率為E3-E2hB.當(dāng)氫原子從能級(jí)n=2躍遷到n=1時(shí),對(duì)應(yīng)的電子的軌道半徑變小,能量也變小C.若氫原子從能級(jí)n=2躍遷到n=1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則當(dāng)氫原子從能級(jí)n=3躍遷到n=1時(shí)放出的光子照到該金屬表面時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能為E3-E2D.若要使處于能級(jí)n=3的氫原子電離,可以采用兩種方法:一是用能量為-E3的電子撞擊氫原子,二是用能量為-E3的光子照射氫原子三、非選擇題9.已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r1=0.528×10-10 m,量子數(shù)為n的能級(jí)值En=-13.6n2 eV。(1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能;(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫(huà)一張能級(jí)圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾種光譜線?(3)計(jì)算這幾種光譜線中波長(zhǎng)最短的波長(zhǎng)。(靜電力常量k=9×109 N·m2/C2,電子電荷量e=1.6×10-19 C,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中光速c=3.0×108 m/s)考點(diǎn)規(guī)范練69原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜1.C解析粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核,它并不能證明原子核是由質(zhì)子和中子組成的,故本題答案為C。2.B解析由于高溫物體的光譜包括了各種頻率的光,與其組成成分無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;某種物質(zhì)發(fā)光的線狀譜中的亮線與某種原子發(fā)出的某頻率的光對(duì)應(yīng),通過(guò)這些亮線與原子的特征譜線對(duì)照,即可確定物質(zhì)的組成成分,B正確;高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后某些頻率的光被吸收而形成暗線,這些暗線與所經(jīng)物質(zhì)有關(guān),C錯(cuò)誤;某種物質(zhì)發(fā)出某種頻率的光,當(dāng)光通過(guò)這種物質(zhì)時(shí)它也會(huì)吸收這種頻率的光,因此線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線相對(duì)應(yīng),D錯(cuò)誤。3.B解析電離能等于一個(gè)處于極紫外波段的光子能量E=h=hc=6.6×10-34×3×108100×10-9J1.98×10-18J,故選B。4.B解析反氫原子和氫原子有相同的能級(jí)分布,所以反氫原子光譜與氫原子光譜相同,A錯(cuò)誤;處于基態(tài)的氫原子的電離能是13.6eV,具有大于等于13.6eV能量的光子可以使氫原子電離,B正確;基態(tài)的氫原子吸收11eV光子,能量為-13.6eV+11eV=-2.6eV,不能發(fā)生躍遷,所以該光子不能被吸收,C錯(cuò)誤;在反氫原子譜線中,從n=2能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射光子能量最大,頻率最大,波長(zhǎng)最小,D錯(cuò)誤。5.A解析本題以氫原子能級(jí)躍遷模型為切入點(diǎn),考查光的頻率與折射率、傳播速度的關(guān)系以及發(fā)生光電效應(yīng)的條件等知識(shí)點(diǎn)。能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量E=h=hc,可得光子波長(zhǎng)越長(zhǎng),光子頻率越低、能量越小,光譜線對(duì)應(yīng)的能級(jí)差越小,選項(xiàng)A正確;同一介質(zhì)對(duì)頻率最低的H折射率最小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;H的波長(zhǎng)最短,頻率最高,對(duì)同一介質(zhì)的折射率最大,由n=cv可得在介質(zhì)中的傳播速度最小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;H波長(zhǎng)大于H,故H的頻率小于H的頻率,故用H照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),用H照射不一定能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.ABD解析根據(jù)粒子散射現(xiàn)象,絕大多數(shù)粒子沿原方向前進(jìn),少數(shù)粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),A、B、D正確。7.AD解析根據(jù)玻爾理論知,電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是一些分立值,A正確;電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),不發(fā)生電磁輻射,B錯(cuò)誤;從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí),需吸收光子,C錯(cuò)誤;當(dāng)吸收的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差時(shí),才能被氫原子吸收,所以不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時(shí),只有某些頻率的光可以被氫原子吸收,D正確。8.BC解析大量處于能級(jí)n=3的氫原子向低能級(jí)躍遷能產(chǎn)生3種不同頻率的光子,產(chǎn)生光子的最大頻率為E3-E1h,A錯(cuò)誤;當(dāng)氫原子從能級(jí)n=2躍遷到n=1時(shí),能量減小,電子離原子核更近,電子軌道半徑變小,B正確;若氫原子從能級(jí)n=2躍遷到n=1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),由光電效應(yīng)方程可知,該金屬的逸出功恰好等于E2-E1,則當(dāng)氫原子從能級(jí)n=3躍遷到n=1放出的光子照射該金屬時(shí),逸出光電子的最大初動(dòng)能為(E3-E1)-(E2-E1)=E3-E2,C正確;電子是有質(zhì)量的,撞擊氫原子是發(fā)生彈性碰撞,由于電子和氫原子質(zhì)量不同,故電子不能把-E3的能量完全傳遞給氫原子,因此不能使氫原子電離,而光子的能量可以完全被氫原子吸收,使氫原子電離,D錯(cuò)誤。9.解析(1)核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),靜電力提供向心力,則ke2r12=mv2r1,又知Ek=12mv2,故電子在基態(tài)軌道的動(dòng)能為Ek=ke22r1=9×109×(1.6×10-19)22×0.528×10-10J2.18×10-18J13.6eV。(2)當(dāng)n=1時(shí),能級(jí)值為E1=-13.612eV=-13.6eV。當(dāng)n=2時(shí),能級(jí)值為E2=-13.622eV=-3.4eV。當(dāng)n=3時(shí),能級(jí)值為E3=-13.632eV=-1.51eV。能發(fā)出光譜線的躍遷分別為32,21,31共3種,能級(jí)圖如圖所示。(3)由E3向E1躍遷時(shí)發(fā)出的光子頻率最大,波長(zhǎng)最短。h=E3-E1,又知=c,則有=hcE3-E1=6.63×10-34×3.0×10812.09×1.6×10-19m1.03×10-7m。答案(1)13.6 eV(2)圖見(jiàn)解析(3)1.03×10-7 m4