《高中物理 第三章 原子結構之謎 第三四節(jié) 氫原子光譜 原子的能級結構檢測 粵教版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第三章 原子結構之謎 第三四節(jié) 氫原子光譜 原子的能級結構檢測 粵教版選修3-5（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第三章 原子結構之謎 第三節(jié) 氫原子光譜 第四節(jié) 原子的能級結構 A級　抓基礎 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：C 2．(多選)根據(jù)玻爾理論，以下說法正確的是(　　) A．電子繞核運動有加速度，就要向外輻射電磁波 B．處于定態(tài)的原子，其電子做變速運動，但它并不向外輻射能量 C．原子內電子的可能軌道是不連續(xù)的 D．原子能級躍遷時，輻射或吸收光子的能量取決于兩個軌道的能量差 解析：根據(jù)玻爾理論，電子繞核運動有加速度，但并不向外輻射能量，也不會向外輻射電磁波，故選項A錯誤，B正確．玻爾理論中的假設軌道，就是電子繞核運動可能的軌道半徑是量子化的、不連續(xù)的，選項C正確．原子在發(fā)生能級躍遷時，要放出或吸收一定頻率的光子，光子的能量取決于兩個軌道的能量差，故選項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，產生的光譜線數(shù)是(　　) A．2條　　　B．4條　　　C．6條　　　D．8條 解析：從n＝4向低能級躍遷有3條，從n＝3向低能級躍遷有2條，從n＝2向低能級躍遷有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：由氫原子能級圖算出只有10.2 eV為第2能級與基態(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，由于電子的動能可全部或部分地被氫原子吸收，所以只要入射電子的動能大于或等于兩能級的能量差值，均可認為原子發(fā)生能級躍遷或電離，故A、C、D可行． 答案：B 5．汞原子的能級圖如圖所示，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．下列說法中正確的是(　　) A．最長波長光子的能量為1.1 eV B．最長波長光子的能量為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，向低能級躍遷時，最大頻率的光子能量為(－1.6＋10.4) eV＝8.8 eV，最大波長的光子能量為(－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的軌道的過程中(　　) A．原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大 B．原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小 C．原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小 D．原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大 解析：根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核較遠的軌道上運動能量較大，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的軌道，故B錯；氫原子核外電子繞核做圓周運動，由原子核對電子的庫侖力提供向心力，即： k＝m，又Ek＝mv2，所以Ek＝. 由此式可知：電子離核越遠，r越大時，電子的動能越小，故A、C錯；由r變大時，庫侖力對核外電子做負功，因此電勢能增大，從而判斷D正確． 答案：D B級　提能力 7.(多選)設氫原子由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍遷時放出能量為E、頻率為ν的光子．則氫原子(　　) A．躍遷時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)躍遷時放出光子的頻率大于ν 解析：原子躍遷時可以放出或吸收能量為特定值的光子，A錯；由n＝2的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時，能量比由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍時要大，所以放出光子的能量大于E，B項正確；由n＝2的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍遷時放出的能量E，C項正確；由n＝4的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量較小，所以頻率小于ν，D項錯． 答案：BC 8．如圖所示為氫原子的能級圖．用光子能量為13.06 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有(　　) 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)，故可產生10種不同波長的光，故B正確． 答案：B 9.μ子與氫原子核(質子)構成的原子稱為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，說明μ氫原子是從n＝4能級向低能級躍遷，則吸收的光子的能量為ΔE＝E4－E2，E4－E2恰好對應著頻率為ν3的光子，故光子的能量為hν3. 答案：C 10．原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1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λ2的光子，已知λ1>λ2.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λ1－λ2的光子 B．發(fā)出波長為的光子 C．吸收波長為λ1－λ2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Ea－Eb＝h ，Ec－Eb＝， 得Ec－Ea＝h－h(huán)， 設由a到c吸收光子的波長為λ 則h－h(huán)＝h， 可知λ＝，A、B、C錯，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：因為僅發(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項對，C、D項錯；入射光子hν0＝hν3，所以ν0>ν1，A項錯． 答案：B 12．氫原子在基態(tài)時軌道半徑r1＝0.5310－10 m，能量E1＝－13.6 eV.當氫原子處于基態(tài)時，求： (1)電子的動能； (2)原子的電勢能； (3)用波長是多少的光照射可使其電離？(已知電子質量m＝9.110－31 kg) 解析：(1)設處于基態(tài)的氫原子核外電子速度為v1，則， k＝，所以電子動能 Ek1＝mv＝＝≈13.6 (eV)． (2)因為E1＝Ek1＋Ep1， 所以Ep1＝E1－Ek1＝－13.6 ev－13.6 ev＝－27.2 eV. (3)設用波長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