2024版高考物理一輪總復(fù)習(xí)專題十四原子與原子核第2講原子結(jié)構(gòu)提能演練

第2講原子結(jié)構(gòu)知識(shí)鞏固練1.(多選)如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，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(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則()A.6種光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)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(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量D.在6種光子中，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)釋放的光子康普頓效應(yīng)最明顯【答案】CD【解析】6種光子中從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3能級(jí)上時(shí)產(chǎn)生的光子的能量值最小，結(jié)合E＝hcλ，可知從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3能級(jí)上時(shí)產(chǎn)生的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)，A錯(cuò)誤；6種光子中有2種屬于巴耳末系，分別是n＝4→n＝2和n＝3→n＝2這兩種光子，B錯(cuò)誤；n＝4能級(jí)的氫原子具有的能量為－0.85eV，故要使其發(fā)生電離，能量變?yōu)?，至少需要0.85eV的能量，C正確；6種光子中從n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝1能級(jí)上時(shí)產(chǎn)生的光子的能量值最大，波長(zhǎng)最短，根據(jù)P＝hλ，可知光子的動(dòng)量最大，根據(jù)康普頓效應(yīng)的特點(diǎn)可知，在6種光子中，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)釋放的光子康普頓效應(yīng)最明顯，D2.紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石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(jí)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(zhǎng)為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到E3，然后自發(fā)躍遷到E2，釋放波長(zhǎng)為λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光就是激光，這種激光的波長(zhǎng)λ為()A.λ1λ2λ2C.λ1－【答案】A【解析】由hcλ1＝hcλ2＋hcλ3.原子能級(jí)的示意圖如圖所示，大量氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光a，從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見光b，則()A.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能會(huì)輻射出γ射線B.氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線C.在水中傳播時(shí)，a光較b光的速度小D.氫原子在n＝2的能級(jí)時(shí)可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離【答案】C4.氫原子從能量為Em的較高激發(fā)態(tài)躍遷到能量為En的較低激發(fā)態(tài)，設(shè)真空中的光速為c，則()A.吸收光子的波長(zhǎng)為cB.輻射光子的波長(zhǎng)為cC.吸收光子的波長(zhǎng)為chD.輻射光子的波長(zhǎng)為ch【答案】D綜合提升練5.(2022年石家莊模擬)用如圖甲所示的裝置做氫氣放電管實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到四種頻率的可見光.已知可見光的光子能量在1.6eV~3.1eV之間，氫原子能級(jí)圖如圖乙所示.下列說法正確的是()A.觀測(cè)到的可見光可能是氫原子由高能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)放出的B.n＝2能級(jí)的氫原子吸收上述某可見光后可能會(huì)電離C.大量氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線D.大量n＝4能級(jí)的氫原子最多能輻射出4種頻率的光【答案】C【解析】因可見光光子能量在1.6eV~3.1eV之間，所以觀測(cè)到的可見光可能是氫原子由高能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)放出的，A錯(cuò)誤；n＝2能級(jí)的氫原子要吸收至少3.4eV的能量才可能電離，而可見光的光子能量在1.6eV~3.1eV之間，B錯(cuò)誤；當(dāng)大量氫原子從n＝2向基態(tài)躍遷時(shí)輻射出的能量為10.2eV，而從其他高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)輻射出的能量都大于10.2eV，且都大于可見光的最大能量3.1eV，所以大量氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線，C正確；大量n＝4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，根據(jù)C42＝6，可知大量n＝4能級(jí)的氫原子最多能輻射出6種頻率的光，D6.(2022年濟(jì)南模擬)根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級(jí)圖如圖甲所示，大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的復(fù)色光通過玻璃三棱鏡后能分成如圖乙所示的a、b、c、d四條可見光束.已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則b光為()A.第6能級(jí)向第2能級(jí)躍遷產(chǎn)生的B.第4能級(jí)向第2能級(jí)躍遷產(chǎn)生的C.第6能級(jí)向第1能級(jí)躍遷產(chǎn)生的D.第4能級(jí)向第1能級(jí)躍遷產(chǎn)生的【答案】B【解析】根據(jù)玻爾原子模型理論，依題意，因光子能量在1.62eV到3.11eV之間，不可能任何一個(gè)較高能級(jí)向第1能級(jí)躍遷而產(chǎn)生，因?yàn)閺牡?能級(jí)到第1能級(jí)輻射的光子能量最低，為10.2eV，C、D錯(cuò)誤；結(jié)合前面分析，因光子能量在1.62eV到3.11eV之間，也不可能是更高能級(jí)向第3能級(jí)躍遷產(chǎn)生的，因?yàn)檩椛涞淖罡吣芰繛?.51eV，所以一定是從較高能級(jí)向第2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的；根據(jù)玻爾理論，第7能級(jí)向第2能級(jí)躍遷輻射光子的能量大于3.11eV，所以a、b、c、d四條光束只能是第6、5、4、3