（全國通用版）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 課時分層作業(yè) 三十四 12.2 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜.doc

課時分層作業(yè) 三十四原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜(45分鐘100分)選擇題(本題共16小題,共100分。110題為單選題,1116題為多選題,112題每小題6分,1316題每小題7分)1.由盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型不能得出的結(jié)論是()A.原子中心有一個很小的原子核B.原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.原子質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)D.原子的正電荷全部集中在原子核內(nèi)【解析】選B。當(dāng)粒子穿過原子時,電子對粒子影響很小,影響粒子運動的主要是原子核,離核遠(yuǎn)則粒子受到的庫侖斥力很小,運動方向改變小。只有當(dāng)粒子與核十分接近時,才會受到很大庫侖斥力,而原子核很小,所以粒子接近它的機會就很少,所以只有極少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn),而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn),因此為了解釋粒子散射實驗,盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型:在原子的中心有一個很小的核,叫原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,但不能得到原子核內(nèi)的組成,故B項是不能用盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型得出的結(jié)論,A、C、D項可以。本題選擇不能得出結(jié)論的,故選B。2.(2018秦皇島模擬)如圖所示,+Q表示金原子核,粒子射向金核時被散射,其偏轉(zhuǎn)軌道可能是圖中的()A.bB.cC.dD.e【解析】選B。在粒子的散射現(xiàn)象中粒子所受金原子核的作用力是斥力,故斥力指向軌跡的內(nèi)側(cè),顯然只有c符合要求,而b是不帶電的,對于e則是帶負(fù)電,而d是不可能出現(xiàn)此軌跡的,故B項正確,A、C、D項錯誤。3.在分析粒子散射實驗現(xiàn)象時,不考慮電子對粒子運動軌跡的影響,這是因為粒子與電子()A.不會相遇B.不發(fā)生相互作用C.發(fā)生的相互作用可以忽略D.發(fā)生的相互作用可以相互抵消【解析】選C。盧瑟福在分析粒子散射實驗現(xiàn)象時,認(rèn)為電子不會對粒子偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響,其主要原因是電子的質(zhì)量很小,粒子與電子發(fā)生的相互作用可以忽略,就算碰到,也不會引起明顯的偏轉(zhuǎn);故C項正確,A、B、D項錯誤?！炯庸逃?xùn)練】根據(jù)盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型解釋粒子散射實驗,使極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的作用力是()A.原子核對粒子的庫侖引力B.原子核對粒子的庫侖斥力C.核外電子對粒子的庫侖引力D.核外電子對粒子的庫侖斥力【解析】選B。粒子和電子之間有相互作用力,它們接近時就有庫侖引力作用,但由于電子的質(zhì)量只有粒子質(zhì)量的,粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一個灰塵碰撞一樣,粒子質(zhì)量大,其運動方向幾乎不改變,只有是原子核對粒子的庫侖斥力,其力較大,且原子核質(zhì)量較大,導(dǎo)致極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),故B項正確,A、C、D項錯誤。4.不同元素都有自己獨特的光譜線,這是因為各元素的()A.原子序數(shù)不同B.原子質(zhì)量數(shù)不同C.激發(fā)源能量不同D.原子能級不同【解析】選D。當(dāng)原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時放出光子的能量等于前后兩個能級之差。由于原子的能級是分立的,所以放出光子的能量也是分立的,這就是產(chǎn)生原子光譜的原因;由于不同元素的能級差不同,故每種元素都有自己獨特的光譜線,故A、B、C項錯誤,D項正確。5.(2018石家莊模擬)以下說法中,不屬于玻爾所提出的原子模型理論的是()A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中,雖然電子做圓周運動,但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應(yīng),而電子的可能軌道分布是不連續(xù)的C.電子從一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】選D。原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時,雖然電子做加速運動,但并不向外輻射能量,故A項正確;原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應(yīng),而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的,故B項正確;電子從一個軌道躍遷到另一軌道時,輻射(或吸收)一定頻率的光子,故C項正確;電子躍遷時輻射的光子的頻率等于能級差值,與電子繞核做圓周運動的頻率無關(guān),故D項錯誤;本題選不屬于玻爾所提出的原子模型理論的,故選D。6.一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級,則關(guān)于氫原子判斷正確的是()A.吸收光子,能量增加B.吸收光子,能量減少C.放出光子,能量增加D.放出光子,能量減少【解析】選D。氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級,原子能量減小,向外輻射光子,輻射的光子能量等于兩能級間的能級差,故D項正確,A、B、C項錯誤。7.(2018武漢模擬)根據(jù)玻爾理論,氫原子的能級公式為En=(n為能級,A為基態(tài)能量),一個氫原子中的電子從n=4的能級直接躍遷到基態(tài),在此過程中 ()A.氫原子輻射一個能量為的光子B.氫原子輻射一個能量為-的光子C.氫原子輻射一系列頻率的光子其中頻率最大的光子能量為D.氫原子輻射一系列頻率的光子,其中頻率最大的光子能量為-【解析】選B。一個氫原子中的電子從n=4的能級直接躍遷到基態(tài)的過程中,只能向外輻射一個光子;由玻爾理論可知輻射的光子的能量:E=E4-E1=-A=-,故B項正確,A、C、D項錯誤。8.用波長為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中僅有波長分別為1、2、3的三條譜線,且1>2>3,則()A.0=1B.0=2+3C.=+D.=+【解析】選C。用波長為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波長分別為1,2,3的三條譜線,因1>2>3,則三條譜線中的1最大,則頻率最小,且3=0,h+h=h=h,化簡,則有:=+,故A、B、D項錯誤,C項正確?！炯庸逃?xùn)練】(2018青島模擬)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1-2的光子B.發(fā)出波長為的光子C.吸收波長為1-2的光子D.吸收波長為的光子【解析】選D。由題意,原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射光子,說明a能級高于b能級;原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收光子,說明c能級高于b能級;據(jù)題意,1>2,根據(jù)光子能量公式E=h得知,從a能級躍遷到b能級時發(fā)射的光子能量小于從b能級躍遷到c能級時吸收的光子,根據(jù)玻爾理論可知,c能級高于a能級,所以原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收光子。根據(jù)玻爾理論得:ab:Ea-Eb=h;bc:Ec-Eb=h;ac:Ec-Ea=h;聯(lián)立三式得, =。9.(2018上饒模擬)圖中畫出了氫原子的4個能級,并注明了相應(yīng)的能量E。處在n=4的能級的1 200個氫原子向低能級躍遷時,能夠發(fā)出若干種不同頻率的光子。若這些受激氫原子最后都回到基態(tài),假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的,已知金屬鉀的逸出功為2.22 eV。則在此過程中發(fā)出的光子,能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光子數(shù)為()A.2 200B.2 000C.1 600D.2 400【解析】選C。根據(jù)題中所給信息,處在量子數(shù)為4的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的,即向量子數(shù)為2、3的激發(fā)態(tài)和基態(tài)各躍遷1 200=400個,發(fā)出光子4003=1 200個;同理,處在量子數(shù)為3的激發(fā)態(tài)的400個氫原子躍遷到量子數(shù)為2的激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數(shù)都是400=200個,發(fā)出光子2002=400個;處在量子數(shù)為2的激發(fā)態(tài)的400+200=600個氫原子躍遷到基態(tài)的原子數(shù)是6001=600個,發(fā)出光子600個。處在n=4的能級的一群氫原子向低能級躍遷時能發(fā)出不同光電子的數(shù)目為=6種,n=4躍遷到n=3輻射的光子能量為0.66 eV,n=3躍遷到n=2輻射的光子能量為1.89 eV,均小于2.22 eV,不能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng),其他四種光子能量都大于2.22 eV,所以在此過程中能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光子數(shù)為1 600個,故C項正確?！炯庸逃?xùn)練】氫原子能級如圖,當(dāng)氫原子從n=3躍遷到n=2的能級時,輻射光的波長為656 nm。以下判斷正確的是()A.氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時,輻射光的波長大于656 nmB.用波長為325 nm的光照射,可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級C.一個處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線D.用波長為633 nm的光照射,不能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級【解析】選D。能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差,能級差越大,輻射的光子頻率越大,波長越小,故A項錯誤;由Em-En=h可知,故B項錯誤,D項正確;一個處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生2種譜線,故C項錯誤。10.不同色光的光子能量如表所示。氫原子部分能級的示意圖如圖所示。色光紅橙黃綠藍(lán)-靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10大量處于n=4能級的氫原子,發(fā)射出的光的譜線在可見光范圍內(nèi),其顏色分別為()A.紅、藍(lán)-靛B.紅、紫C.橙、綠D.藍(lán)-靛、紫【解析】選A。大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子,能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六種光子,對照表格,1.89 eV和2.55 eV屬于可見光,則1.89 eV的光子為紅光,2.55 eV的光子為藍(lán)-靛,故A項正確,B、C、D項錯誤。11.關(guān)于粒子散射實驗和盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu),下列說法正確的是()A.粒子散射實驗揭示了原子核的組成B.利用粒子散射實驗可以估算原子核的半徑C.少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),盧瑟福認(rèn)為是環(huán)境的影響D.能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過原子時離原子核較近的粒子【解析】選B、D。粒子散射實驗現(xiàn)象盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè),而并不是揭示了原子核的組成,故A項錯誤;利用粒子散射實驗現(xiàn)象,極少數(shù)大角度偏轉(zhuǎn),可以估算原子核的半徑,故B項正確;能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的粒子是穿過原子時離原子核較近的粒子,故C項錯誤,D項正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)(2018張掖模擬)粒子散射實驗結(jié)果表明()A.原子中絕大部分是空的B.原子中全部正電荷都集中在原子核上C.原子內(nèi)有中子D.原子的質(zhì)量幾乎全部都集中在原子核上【解析】選A、B、D。粒子散射實驗現(xiàn)象為:絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn),但有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn),并有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過90,有的甚至幾乎達(dá)到180而被反彈回來。盧瑟福根據(jù)該實驗現(xiàn)象提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)模型:原子中絕大部分是空的,全部正電荷都集中在原子核上,質(zhì)量幾乎全部都集中在原子核上,故A、B、D項正確,C項錯誤。12.(2018福州模擬)氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時,下列說法中正確的是()A.核外電子受力變小B.原子的能量減少,電子的動能增加C.氫原子要吸收一定頻率的光子D.氫原子要放出一定頻率的光子【解析】選B、D。根據(jù)F=得,軌道半徑減小,則核外電子受力變大,故A項錯誤;從距核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道過程中,能級減小,總能量減小,根據(jù)=知,電子的動能增加,故B項正確;從距核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道過程中,總能量減小,要放出一定頻率的光子,故C項錯誤,D項正確。13.子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為氫原子(bydrogenmuonatom)。它在原子核物理的研究中有重要作用。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n=2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,且頻率依次增大,則()A.氫原子吸收光子后處于n=5能級B.氫原子吸收光子后處于n=4能級C.E等于h(6-4)D.E等于h(5-2)【解析】選B、C。子吸收能量后從n=2能級躍遷到較高m能級,然后從m能級向較低能級躍遷,若從m能級向低能級躍遷時如果直接躍遷到基態(tài)n=1能級,則輻射的能量最大,否則躍遷到其他較低的激發(fā)態(tài)時子仍不穩(wěn)定,將繼續(xù)向基態(tài)和更低的激發(fā)態(tài)躍遷,即1、2、3m任意兩個軌道之間都可以產(chǎn)生一種頻率的輻射光,故總共可以產(chǎn)生的輻射光子的種類n=6,解得:m=4,即子吸收能量后先從n=2能級躍遷到n=4能級,然后從n=4能級向低能級躍遷,故A項錯誤,B項正確;輻射的光子按能量從小到大的順序排列為能級4到能級3,能級3到能級2,能級4到能級2,能級2到能級1,能級3到能級1,能級4到能級1。所以能量E與h3相等,也等于h(1+2),也等于h(6-4),故C項正確,D項錯誤。14.(2018池州模擬)如圖是玻爾為解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級示意圖。一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低能級時,以下說法符合玻爾理論的有()A.電子軌道半徑減小,動能增大B.氫原子躍遷時,可產(chǎn)生連續(xù)光譜C.由n=4躍遷到n=1時發(fā)出光子的頻率最小D.金屬鉀的逸出功為2.21 eV,能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的光譜線有4條【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)注意以下三點:(1)根據(jù)電子軌道半徑的變化,結(jié)合庫侖引力提供向心力分析電子動能的變化;(2)能級躍遷時輻射的光子能量等于兩能級間的能級差,能級差越大,輻射的光子頻率越大;(3)根據(jù)輻射的光子能量與逸出功的關(guān)系,判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)?！窘馕觥窟xA、D。電子的軌道半徑減小,根據(jù)k=m知,電子的動能增大,故A項正確;氫原子躍遷時,輻射的光子能量等于兩能級的能級差,由于能級差是量子化的,則輻射的光子頻率是量子化的,不是連續(xù)光譜,故B項錯誤;由于n=4和n=1間的能級差最大,輻射的光子頻率最大,故C項錯誤;一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),能輻射6種不同頻率的光子,從n=4躍遷到n=1,n=3躍遷到n=1,n=2躍遷到n=1,n=4躍遷到n=2輻射的光子能量均大于金屬的逸出功,則能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的光譜線有4條,故D項正確。15.如圖所示是氫原子的能級圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,一共可以輻射出6種不同頻率的光子,其中巴耳末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時釋放的光子,則()A.6種光子中波長最長的是n=4激發(fā)態(tài)躍遷到n=3激發(fā)態(tài)時產(chǎn)生的B.6種光子中有3種屬于巴耳末系C.使n=4能級的氫原子電離至少要0.85 eV的能量D.若從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),則從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子也一定能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選A、C。n=4激發(fā)態(tài)躍遷到n=3激發(fā)態(tài)時產(chǎn)生光子的能量最小,根據(jù)E=h知,波長最長,故A項正確;巴耳末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時釋放的光子,6種光子中從n=42與n=32的屬于巴耳末系,即2種,故B項錯誤;n=4能級的氫原子具有的能量為-0.85 eV,故要使其發(fā)生電離能量變?yōu)?,至少需要0.85 eV的能量,故C項正確;從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能量為13.6 eV-3.4 eV=10.2 eV,若能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子能量3.4 eV-1.51 eV=1.89 eV<10.2 eV,不一定能使該板發(fā)生光電效應(yīng),D項錯誤。16.(2018襄陽模擬)用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子,觀測到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測,發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條。用n表示兩次觀測中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差,E表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級圖,可以判斷,n和E的可能值為()A.n=2,13.22 eV<E<13.32 eVB.n=1,13.22 eV<E<13.32 eVC.n=2,12.75 eV<E<13.06 eVD.n=1,12.75 eV<E<13.06 eV【解析】選B、C。最高激發(fā)態(tài)量子數(shù)之差和最高能級量子數(shù)之差相同,因此設(shè)氫原子原來的最高能級為n,則調(diào)高后的能級為(n+n),則有:-=5,即:2nn+n2-n=10,討論:當(dāng)n=1時,n=5,調(diào)整后的能級為n=6,此時能級差為:E=-0.38-(-13.6)=13.22 eV,因此提高電子的動能應(yīng)該大于此時的能級差,但是應(yīng)該小于基態(tài)和第7能級之間的能級差,否則將躍遷到更高能級,即小于E=-0.28-(-13.6)=13.32 eV,故B項正確,D項錯誤;當(dāng)n=2時,n=2,調(diào)整后的能級為n=4,此時能級差為:E=-0.85-(-13.6)=12.75 eV,因此提高電子的動能應(yīng)該大于此時的能級差,但是應(yīng)該小于基態(tài)和第5能級之間的能級差,否則將躍遷到更高能級,即小于E=-0.54-(-13.6) eV=13.06 eV,故A項錯誤,C項正確。