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(jí)結(jié)構(gòu)檢測(cè) 粵教版選修3-5

《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(jí)結(jié)構(gòu)檢測(cè) 粵教版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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(jí)結(jié)構(gòu)檢測(cè) 粵教版選修3-5（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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(jí)結(jié)構(gòu) A級(jí)　抓基礎(chǔ) 1．下列對(duì)于巴耳末公式的說(shuō)法正確的是(　　) A．所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都與巴耳末公式相對(duì)應(yīng) B．巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中可見(jiàn)光部分的光的波長(zhǎng) C．巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，其中既有可見(jiàn)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(zhǎng) 解析：巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，不能描述氫原子發(fā)出的各種光的波長(zhǎng)，也不能描述其他原子的發(fā)光，A、D錯(cuò)誤；巴耳末公式是由當(dāng)時(shí)已知的可見(jiàn)光中的部分譜線總結(jié)出來(lái)的，但它適用于整個(gè)巴耳末線系，該線系包括可見(jiàn)光和紫外光，B錯(cuò)誤，C正確． 答案：C 2．(多選)根據(jù)玻爾理論，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．電子繞核運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，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(jí)躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量取決于兩個(gè)軌道的能量差 解析：根據(jù)玻爾理論，電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，但并不向外輻射能量，也不會(huì)向外輻射電磁波，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．玻爾理論中的假設(shè)軌道，就是電子繞核運(yùn)動(dòng)可能的軌道半徑是量子化的、不連續(xù)的，選項(xiàng)C正確．原子在發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，要放出或吸收一定頻率的光子，光子的能量取決于兩個(gè)軌道的能量差，故選項(xiàng)D正確． 答案：BCD 3．大量原子從n＝4的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)，產(chǎn)生的光譜線數(shù)是(　　) A．2條　　　B．4條　　　C．6條　　　D．8條 解析：從n＝4向低能級(jí)躍遷有3條，從n＝3向低能級(jí)躍遷有2條，從n＝2向低能級(jí)躍遷有1條，總共6條，即N＝. 答案：C 4．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(jí)圖算出只有10.2 eV為第2能級(jí)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(dòng)能可全部或部分地被氫原子吸收，所以只要入射電子的動(dòng)能大于或等于兩能級(jí)的能量差值，均可認(rèn)為原子發(fā)生能級(jí)躍遷或電離，故A、C、D可行． 答案：B 5．汞原子的能級(jí)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(jí)數(shù)n＝1)的汞原子上，能發(fā)出6種不同頻率的色光．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．最長(zhǎng)波長(zhǎng)光子的能量為1.1 eV B．最長(zhǎng)波長(zhǎng)光子的能量為2.8 eV C．最大頻率光子的能量為2.8 eV D．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n＝4的能級(jí)，向低能級(jí)躍遷時(shí)，最大頻率的光子能量為(－1.6＋10.4) eV＝8.8 eV，最大波長(zhǎng)的光子能量為(－1.6＋2.7) eV＝1.1 eV，故A正確． 答案：A 6．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(guò)程中(　　) A．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大 B．原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小 C．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小 D．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)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(yùn)動(dòng)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(cuò)；氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，由原子核對(duì)電子的庫(kù)侖力提供向心力，即： k＝m，又Ek＝mv2，所以Ek＝. 由此式可知：電子離核越遠(yuǎn)，r越大時(shí)，電子的動(dòng)能越小，故A、C錯(cuò)；由r變大時(shí)，庫(kù)侖力對(duì)核外電子做負(fù)功，因此電勢(shì)能增大，從而判斷D正確． 答案：D B級(jí)　提能力 7.(多選)設(shè)氫原子由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍遷時(shí)放出能量為E、頻率為ν的光子．則氫原子(　　) A．躍遷時(shí)可以放出或吸收能量為任意值的光子 B．由n＝2的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量大于E C．由n＝2的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時(shí)吸收光子的能量等于E D．由n＝4的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的頻率大于ν 解析：原子躍遷時(shí)可以放出或吸收能量為特定值的光子，A錯(cuò)；由n＝2的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)，能量比由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍時(shí)要大，所以放出光子的能量大于E，B項(xiàng)正確；由n＝2的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時(shí)吸收光子的能量等于由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍遷時(shí)放出的能量E，C項(xiàng)正確；由n＝4的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量較小，所以頻率小于ν，D項(xiàng)錯(cuò)． 答案：BC 8．如圖所示為氫原子的能級(jí)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(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有(　　) A．15種　　　B．10種　　　C．4種　　　D．1種 解析：吸收13.06 eV能量后氫原子處于量子數(shù)n＝5的激發(fā)態(tài)，故可產(chǎn)生10種不同波長(zhǎng)的光，故B正確． 答案：B 9.μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱(chēng)為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如圖為μ氫原子的能級(jí)示意圖，假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且頻率依次增大，則E等于(　　) A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1) C．hν3 D．hν4 解析：μ氫原子吸收光子后，能發(fā)出六種頻率的光，說(shuō)明μ氫原子是從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，則吸收的光子的能量為ΔE＝E4－E2，E4－E2恰好對(duì)應(yīng)著頻率為ν3的光子，故光子的能量為hν3. 答案：C 10．原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光子；原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ2的光子，已知λ1>λ2.那么原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將要(　　) A．發(fā)出波長(zhǎng)為λ1－λ2的光子 B．發(fā)出波長(zhǎng)為的光子 C．吸收波長(zhǎng)為λ1－λ2的光子 D．吸收波長(zhǎng)為的光子 解析：根據(jù)題意畫(huà)出能級(jí)圖如圖所示，則Ea－Eb＝h ，Ec－Eb＝， 得Ec－Ea＝h－h(huán)， 設(shè)由a到c吸收光子的波長(zhǎng)為λ 則h－h(huán)＝h， 可知λ＝，A、B、C錯(cuò)，D正確． 答案：D 11．用頻率為ν0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(cè)到頻率分別為ν1、ν2、ν3的三條譜線，且ν3>ν2>ν1，則(　　) A．ν0<ν1 B．ν3＝ν2＋ν1 C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋ 解析：因?yàn)閮H發(fā)射出三種不同頻率的光子，且ν3>ν2>ν1，所以hν3＝E3－E1，hν2＝E2－E1，hν1＝E3－E2，所以hν3＝hν2＋hν1，故B項(xiàng)對(duì)，C、D項(xiàng)錯(cuò)；入射光子hν0＝hν3，所以ν0>ν1，A項(xiàng)錯(cuò)． 答案：B 12．氫原子在基態(tài)時(shí)軌道半徑r1＝0.5310－10 m，能量E1＝－13.6 eV.當(dāng)氫原子處于基態(tài)時(shí)，求： (1)電子的動(dòng)能； (2)原子的電勢(shì)能； (3)用波長(zhǎng)是多少的光照射可使其電離？(已知電子質(zhì)量m＝9.110－31 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(dòng)能 Ek1＝mv＝＝≈13.6 (eV)． (2)因?yàn)镋1＝Ek1＋Ep1， 所以Ep1＝E1－Ek1＝－13.6 ev－13.6 ev＝－27.2 eV. (3)設(shè)用波長(zhǎng)λ的光照射可使氫原子電離： ＝0－E1. 所以λ＝－＝m≈9.1410－8m. 答案：(1)13.6 eV　(2)－27.2 eV　(3)9.1410－8 m