2020-2021學年高中物理粵教版選修3-5課堂演練：第三章第三四節(jié)原子的能級結(jié)構(gòu) Word版含解析

1、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關(guān)于玻爾建立的氫原子模型，下列

2、說法正確的是()a氫原子處于基態(tài)時，電子的軌道半徑最大b氫原子在不同能量態(tài)之間躍遷時可以吸收任意頻率的光子c氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷時，電子的動能減小d氫原子從基態(tài)向較高能量態(tài)躍遷時，系統(tǒng)的電勢能減小解析：根據(jù)電子軌道半徑公式rnn2r1，可知，處于基態(tài)時電子的軌道半徑最小，故a錯誤；根據(jù)躍遷時吸收光子的能量差公式eemen可知，躍遷時可以吸收特定頻率的光子，故b錯誤；氫原子吸收能量后從低能級向較高能級躍遷，能級增大，總能量增大，根據(jù)m知，核外電子的動能減小，則電勢能增大，電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大，故c正確，d錯誤答案：c3太陽光譜中有許多暗線，它們對應著某些元素的特征譜線，產(chǎn)生這些暗線的原

3、因是 ()a太陽表面大氣層中缺少相應的元素b太陽內(nèi)部缺少相應元素c太陽表面大氣層中存在著相應的元素d太陽內(nèi)部存在著相應的元素解析：太陽光譜是太陽內(nèi)部發(fā)出的光在經(jīng)過太陽大氣層時，被太陽大氣層中的某些元素吸收而產(chǎn)生的，是一種吸收光譜，所以太陽光譜中有許多暗線，它們對應著太陽大氣層中某些元素的特征譜線，故c正確，a、b、d錯誤答案：c4欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)或電離，下列措施可行的是()用10.2 ev的光子照射用11 ev的光子照射用14 ev的光子照射用11 ev動能的電子碰撞a bc d解析：用10.2 ev的光子照射，即(13.610.2)ev3.4 ev，躍遷到第二能級，故正確；因為(13

4、.611)ev2.6 ev，不能被吸收，故錯誤；用14 ev的光子照射，即(13.614)ev0，氫原子被電離，故正確；用11 ev的動能的電子碰撞，可能吸收10.2 ev能量，故正確綜上所述，故b正確，a、c、d錯誤答案：b5.如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49 ev的金屬鈉，下列說法正確的是()a這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n2所發(fā)出的光波長最短b這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n1所發(fā)出的光頻率最高c金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為11.11 evd金

5、屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60 ev解析：這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n3躍遷到n2所發(fā)出的光波長最長，選項a、b錯誤；金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為(1.5113.602.49)ev9.60 ev，選項d正確，選項c錯誤答案：d6若氫原子吸收光子，則()a電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量增大b電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小c電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量增大d電子的動能減小，原子的電勢能增大，原子的能量增大解析：根據(jù)玻爾理論，若氫原子吸收光子，其能量增大，電子從低軌道(量子數(shù)n值較小)向高軌道(量子數(shù)n值較大

6、)躍遷，氫原子核外電子繞核做圓周運動，其向心力由原子核對電子的庫侖引力提供，即，電子運動的動能ekmv2，由此可知電子離核越遠，r越大時，則電子的動能就越小由于原子核帶正電荷，電子帶負電荷，異性電荷遠離過程中需克服庫侖引力做功，即庫侖力對電子做負功，則原子的電勢能將增大，原子的能量增大，故d項正確答案：db級提能力7氫原子的部分能級如圖所示，下列說法正確的是()a大量處于n5能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出10種不同頻率的光b一個處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光c大量處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出的最長波長的光是由n4直接躍遷到n1輻射的d大量處于

7、n3能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出的不同頻率的光中最多有3種能使逸出功為2.23 ev的鉀發(fā)射光電子解析：大量處于n5能級的氫原子向低能級躍遷時，能輻射c10種不同頻率的光，所以選項a正確；一個處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可能發(fā)出3種不同頻率的光，選項b錯誤；大量處于n4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出的最長波長的光是由n4直接躍遷到n3而輻射的光，所以選項c錯誤；大量處于n3能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射的光子能量有12.09 ev、10.20 ev、1.89 ev，只有兩種能使逸出功為2.23 ev的鉀發(fā)射光電子，所以選項d錯誤答案：a8如圖所示為氫原子的能級圖用光

8、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關(guān)于玻爾的氫原子理論，以下看法正確的是()a原子的各個可能的能量狀態(tài)的能量值en，由此可知，量子數(shù)n越大，原子的能量越小b當原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，電子繞核運動的軌道半徑變大c當原子吸收一個光子而發(fā)生躍遷后，電子的動能增大d不管原子是吸收還是輻射一個光子而發(fā)生躍遷，其電勢能的變化量的絕對值總是大于電子繞核運動動能變化量大小解析：原子的各個可能的能量狀態(tài)的能量值en，由

9、此可知，量子數(shù)n越大，原子的能量越大，故a錯誤； 當原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，電子繞核運動的軌道半徑變小，故b錯誤； 當原子吸收一個光子而發(fā)生躍遷后，電子的運轉(zhuǎn)半徑變大，速度減小，動能減小，故c錯誤；氫原子輻射光子的過程中，能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)km知，電子動能增大，則電勢能減小，且電勢能的減小量大于動能增加量；同理可知，氫原子吸收光子的過程中，能量增加，軌道半徑變大，根據(jù)km知，電子動能減小，則電勢能增加，且電勢能的增加量大于動能減小量；即不管原子是吸收還是輻射一個光子而發(fā)生躍遷，其電勢能的變化量的絕對值總是大于電子繞核運動動能變化量大小，故d正確答案：d10原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能

10、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.紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石是含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光鉻離子的能級如圖所示，e1是基態(tài)，e2是亞穩(wěn)態(tài)，e3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出波長為1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到e3，然后

11、自發(fā)躍遷到e2，釋放波長為2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)e2的離子躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為()a. b.c. d.解析：由，解得，選項a正確答案：a12氫原子處于基態(tài)時，原子的能量為e113.6 ev，當處于n3的激發(fā)態(tài)時，能量為e31.51 ev，則：(1)當氫原子從n3的激發(fā)態(tài)躍遷到n1的基態(tài)時，向外輻射的光子的波長是多少？(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離，至少要用多大頻率的電磁波照射原子？(3)若有大量的氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，則在躍遷過程中可能釋放出幾種頻率的光子？其中波長最長的是多少(普朗克恒量h6.63×1034 j·s，真空中光速c3.0×108 m/s)?解析：(1)據(jù)玻爾理論有e3e1h m1.03×107 m(2)要使處于基態(tài)的氫原子電離，入射光子須滿足h0e1 解得