《高考调研》高考物理大一轮复习题组层级快练第十二单元 近代物理初步 作业52 含答案Word格式.docx
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C.3种D.4种
答案 C
解析 处在高能级的氢原子向低能级跃迁时,可以向任意低能级跃迁.选项C正确,A、B、D三项不正确.
3.(20xx·
青岛质检)有关氢原子光谱的说法正确的是( )
A.氢原子的发射光谱是连续谱
B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
答案 BC
解析 由于氢原子的轨道是不连续的,而氢原子在不同的轨道上的能级En=E1,故氢原子的能级是不连续的即是分立的,故选项C正确;
当氢原子从较高轨道第n能级跃迁到较低轨道第m能级时,发射的光子的能量为E=En-Em=E1-E1=E1=hν,显然n、m的取值不同,发射光子的频率就不同,故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能级差有关,故选项D错误;
由于氢原子发射的光子的能量E=En-Em=E1-E1=E1,所以发射的光子的能量值E是不连续的,只能是一些特殊频率的谱线,故选项A错误,选项B正确.
4.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型.如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景,图中实线表示α粒子运动轨迹.其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中,α粒子在b点时距原子核最近.下列说法正确的是( )
A.卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
B.α粒子出现较大角偏转的原因是α粒子运动到b时受到的库仑斥力较大
C.α粒子从a到c的运动过程中电势能先减小后变大
D.α粒子从a到c的运动过程中加速度先变大后变小
答案 BD
解析 卢瑟福在α粒子散射实验中提出了原子的核式结构模型.α粒子出现较大角偏转的原因是,正电荷集中在原子极小的区域内,α粒子运动到b时受到的库仑斥力较大.α粒子从a到c的运动过程中,电场力先做负功再做正功,电势能先变大后减小.受电场力先变大后变小,加速度先变大后变小.
5.紫外线照射一些物质时,会发生荧光效应,即物质发出可见光.这些物质中的原子先后发生两类跃迁:
照射时原子能量变化的绝对值为ΔE1,发光时原子能量变化的绝对值为ΔE2.关于原子这两类跃迁的说法正确的是( )
A.均向高能级跃迁,且ΔE1>
ΔE2
B.均向低能级跃迁,且ΔE1<
C.先向高能级跃迁,再向低能级跃迁,且ΔE1<
D.先向高能级跃迁,再向低能级跃迁,且ΔE1>
解析 照射时,原子吸收光子,向高能级跃迁,发光时向低能级跃迁,吸收的是紫外线光子,放出的是可见光光子,故ΔE1>
ΔE2,选项D正确.
6.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是( )
解析 从能级图上可以看出,a光子的能量最大,光的波长最短,b光子的能量最小,频率最低,波长最长,因此选项C正确.
7.氢原子能级图如图所示,对于基态氢原子,下列说法正确的是( )
A.它能吸收10.2eV的光子
B.它能吸收11eV的光子
C.它能吸收动能为10eV的电子的能量
D.它能吸收具有11eV动能的电子的全部动能
答案 A
解析 注意到光子能量只能全部被吸收,而电子能量则可以部分被吸收.10.2eV刚好是n=1、n=2的能级差,而11eV不是,由玻尔理论知选项A正确.基态氢原子只可吸收动能为11eV的电子的部分能量(10.2eV),剩余0.8eV仍为原来电子所有.
8.(20xx·
河源模拟)用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2和ν3的三条谱线,且ν3>ν2>ν1,则( )
A.ν0<
ν1B.ν3=ν2+ν1
C.ν0=ν1+ν2+ν3D.=+
答案 B
解析 大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱,这说明是从n=3能级向低能级跃迁,n=3能级向n=1能级跃迁时,hν3=E3-E1;
n=2能级向n=1能级跃迁时,hν2=E2-E1;
n=3能级向n=2能级跃迁时,hν1=E3-E2;
将以上三式变形可得hν3=hν2+hν1,解得ν3=ν2+ν1,所以选项B正确,选项C、D错误;
再根据氢原子理论可知,入射光频率ν0=ν3,所以选项A错误.
9.如图
(1)所示为氢原子的能级,图
(2)为氢原子的光谱.已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,则谱线b是氢原子( )
A.从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光
B.从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光
C.从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光
D.从n=1的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光
解析 由图
(2)看出b谱线对应的光的频率大于a谱线对应的光的频率,而a谱线是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时的辐射光,所以b谱线对应的能级差应大于n=4与n=2间的能级差,故选项B正确.
10.(20xx·
保定模拟)如图所示为氢原子的能级示意图,一群氢原子处于n=3的激发态,在自发跃迁中放出一些光子,用这些光子照射逸出功为2.25eV的钾,下列说法正确的是( )
A.这群氢原子能发出三种不同频率的光
B.这群氢原子发出光子均能使金属钾发生光电效应
C.金属钾表面逸出的光电子最大初动能一定小于12.09eV
D.金属钾表面逸出的光电子最大初动能可能等于9.84eV
E.氢原子发出光子后其核外电子动能变小
答案 ACD
解析 根据C32=3知,这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子,故选项A正确;
从n=3向n=2跃迁的光子频率最小,波长最长;
只有从n=3跃迁到n=1,以及从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于逸出功,所以能发生光电效应的光有两种,故选项B错误;
从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大,发生光电效应时,产生的光电子最大初动能最大,光子能量最大值为13.6eV-1.51eV=12.09eV,根据光电效应方程得,Ekm=hν-W0=12.09eV-2.25eV=9.84eV,故选项C、D正确;
原子发出光子后,向低能级跃迁,其核外电子动能变大,电势能变小,故选项E错误.
11.(20xx·
南昌模拟)如图是氢原子的能级图,一群氢原子处于n=3能级,下列说法中正确的是( )
A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波
B.这群氢原子发出的光子中,能量最大为10.2eV
C.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长
D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁
E.如果发出的光子中只有一种能使某金属产生光电效应,那一定是由n=3能级跃迁到n=1能级发出的
答案 ACE
解析 根据C32=3知,这群氢原子能够发出3种不同频率的光子,故选项A正确;
由n=3跃迁到n=1,辐射的光子能量最大,ΔE=13.6-1.51eV=12.09eV,故选项B错误;
从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小,频率最小,则波长最长,故选项C正确;
一群处于n=3的氢原子发生跃迁,吸收的能量必须等于两能级的能级差,故选项D错误;
如果发出的光子只有一种能使某金属产生光电效应,知这种光子为能量最大的一种,即为n=3跃迁到n=1能级发出的,故选项E正确.
12.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用.如图所示为μ氢原子的能级图.假定用动能为E的电子束照射容器中大量处于n=1能级的μ氢原子,μ氢原子吸收能量后,至多发出6种不同频率的光,则关于E的取值正确的是( )
A.E=158.1eVB.E>158.1eV
C.2371.5eV<
E<
2428.4eVD.只能等于2371.5eV
解析 因为μ氢原子吸收能量后至多发出6种不同频率的光,所以μ氢原子被激发到n=4的激发态,因此有2371.5eV<
2428.4eV,即选项C正确.
13.氢原子部分能级的示意图如图所示,不同色光的光子能量如下表所示:
色光
红
橙
黄
绿
蓝—靛
紫
光子能量
范围(eV)
1.61~
2.00
2.00~
2.07
2.07~
2.14
2.14~
2.53
2.53~
2.76
2.76~
3.10
处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为( )
A.红、蓝—靛B.黄、绿
C.红、紫D.蓝—靛、紫
解析 由七种色光的光子的不同能量可知,可见光光子的能量范围在1.61~3.10eV,故可能是由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子,E1=-0.85-(-3.40)=2.55eV,即蓝—靛光;
也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子,E2=-1.51-(-3.40)=1.89eV,即红光.
二、非选择题
14.(20xx·
海南)氢原子基态的能量为E1=-13.6eV.大量氢原子处于某一激发态.由这些氢原子可能发出的所有光子中,频率最大的光子能量为-0.96E1,频率最小的光子的能量为________eV(保留2位有效数字),这些光子可具有________种不同的频率.
答案 0.31eV 10
解析 频率最大的光子能量为-0.96E1,即En-(-13.6eV)=-0.96×
(-13.6eV),解得En=-0.54eV
即n=5,从n=5能级开始,共有5→1,5→4,5→3,5→2,4→1,4→2,4→3,3→1,3→2,2→1,10种不同频率的光子.
频率最小的光子是从n=5跃迁到n=4能级,即频率最小的光子能量为Emin=-0.54eV-(-0.85eV)=0.31eV.
15.氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6eV,求:
(1)当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时,向外辐射的光子的波长是多少?
(2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的光子照射氢原子?
(3)一群氢原子在n=4能级时可放出几种不同能量的光子?
画出能级图,并标出这些光谱线.
答案
(1)6.58×
10-7m
(2)3.28×
1015Hz
(3)6种 光谱线如图所示
解析
(1)由公式En=,而
E1=-13.6eV可得
E2=-3.4eV,E3=-1.51eV
辐射光子能量
E=E3-E2=(-1.51eV)-(-3.4eV)=1.89eV.
而E=hν=h
则λ==m=6.58×
10-7m.
(2)由于E1=-13.6eV
电子电离后E∞=0.
入射光子能量
E=0-(-13.6eV)=13.6eV
由E=hν得
ν==Hz=3.28×
1015Hz.
(3)处于n=4的能量状态的原子向低能级跃迁放出不同能量的光子,
种数为C42==6种.
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