（新课标）2020高考物理一轮复习 课时作业54 原子结构与原子能级（含解析）新人教版

原子结构与原子能级选择题1关于粒子散射实验，下列说法正确的是()A该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D绝大多数的粒子发生大角度偏转答案A解析卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，A项正确，B项错误；电子质量太小，对粒子的影响不大，C项错误；绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D项错误2处于n3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有()A1种B2种C3种 D4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C项正确，A、B、D三项不正确3(2018泉州二模)处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是()AEp增大、Ek减小、En减小BEp减小、Ek增大、En减小CEp增大、Ek增大、En增大DEp减小、Ek增大、En不变答案B解析发生受激辐射时，向外辐射能量，知原子总能量减小，轨道半径减小，根据知，电子的动能增大，由于能量减小，则电势能减小故A、C、D三项错误，B项正确4已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En，其中n2，3，4.已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是()A氢原子跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小B基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为C大量处于n3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光D若原子从n5能级向n3能级跃迁时发出的光能使某金属发生光电效应，则从n6能级向n4能级跃迁时发出的光一定能使该金属发生光电效应答案C解析氢原子由基态跃迁到激发态时，氢原子吸收光子，则能量增大，轨道半径增大，根据km知，电子动能减小，而其电势能增大，故A项错误；基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，则电子电离后的最大初动能为EkmhE1，因此电子最大速度大小为，故B项错误根据C323知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子故C项正确；原子从n6能级向n4能级跃迁时所产生的能量小于之前辐射的能量，不一定使该金属发生光电效应故D项错误5(2018南通一模)(多选)已知氢原子基态能量为13.6 eV，下列说法正确的有()A使n2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV的能量B氢原子由n3能级跃迁到n2能级，放出光子，能量增加C处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子跃迁到n4激发态D大量处于n3激发态的氢原子会辐射出3种不同频率的光答案AD解析A项，氢原子基态能量为13.6 eV，则n2能级为E23.4 eV，因此要使处于n2能级氢原子电离至少需要吸收能量3.4 eV，故A项正确；B项，氢原子由n3能级跃迁到n2能级，放出光子，能量减少，故B项错误；C项，处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV的光子，能量为E13.610.23.4 eV，因此会从n1能级跃迁到n2能级，故C项错误；D项，根据C323，可知，大量处于n3能级的氢原子跃迁时能辐射出3种不同频率的光子，故D项正确6(2018武邑模拟)已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En，其中n2，3，4，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速有一氢原子处于n3的激发态，在它向低能态跃迁时，可能辐射的光子的最大波长为()A BC D答案A解析一群氢原子处于n3激发态，据玻尔理论在这3种频率光子中，可释放出的光子频率种类中，当氢原子从n3能级向n2能级跃迁时辐射的光子波长最长，E2E3，E3E2，故A项正确，B、C、D三项错误7(2018遵义二模)(多选)一群氢原子从n3的能级向低能级跃迁时，放出光子的最大能量为E，则这群氢原子()A跃迁时可以放出6种不同能量的光子B由n2的能级向基态跃迁时放出光子的能量小于EC由n3的能级向n2的能级跃迁时放出光子的能量等于D由n2的能级向基态跃迁时吸收光子的能量为答案BC解析A项，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，能产生3种不同频率的光子，故A项错误；B、D两项，从n3的能级向基态跃迁时，放出光子的最大能量为E，即为：EE1E1，则n2的能级向基态跃迁时放出光子的能量，为：EE1E1E，小于E，故B项正确，D项错误；C项，当n3的能级向n2的能级跃迁时放出光子的能量，为：EE1，故C项正确8.(2018唐山二模)图示为氢原子能级示意图，已知大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，下面说法中正确的是()An2能级氢原子受到照射后跃迁到n5能级Bn2能级氢原子吸收的能量为2.55 eVC频率最高的光子是氢原子从n3能级跃迁到n1能级放出的D波长最大的光子是氢原子从n4能级跃迁到n1能级放出的答案B解析A项，根据C426知，n2能级氢原子受到照射后跃迁到n4能级故A项错误；B项，n2能级氢原子受到照射后跃迁到n4能级，氢原子吸收的能量为：EE4E20.85(3.4)2.55 eV.故B项正确；C项，光子的能量：Eh，可知，频率最高的光子的能量最大，是氢原子从n4能级跃迁到n1能级放出的故C项错误；D项，光子的能量：E，可知波长最长的光子的能量最小，是氢原子从n4能级跃迁到n3能级放出的故D项错误9.(2018河南二模)如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是()A处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09 eV的光子照射C一个氢原子从n4的状态跃迁到基态时，最多可以辐射出6种不同频率的光子D用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34 eV)时不能发生光电效应答案B解析A项，要使n3能级的氢原子发生跃迁，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，或大于1.51 eV能量的任意频率的光子故A项错误；B项，根据玻尔理论用12.09 eV电子照射时，吸收光子后电子的能量：12.09(13.6)1.51 eV，所以能从基态发生跃迁，跃迁到第3能级，故B项正确；C项，一个氢原子从n4的状态跃迁到基态时，最多时，跃迁的路径为：n4321，可知能辐射出3种不同频率的光子，故C项错误；D项，从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子的能量EE2E13.4 eV(13.6) eV10.2 eV6.34 eV，而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于电子的逸出功，故可以发生光电效应故D项错误10.(多选)如图所示，是汞原子的能级图，一个自由电子的总能量为8.0 eV，与处于基态的汞原子碰撞后(不计汞原子的动量变化)，则电子剩余的能量可能为(碰撞无能量损失)()A0.3 eV B3.1 eVC4.9 eV D8.8 eV答案AB解析基态的汞原子从基态跃迁到第2能级，吸收能量为：E5.5 eV10.4 eV4.9 eV则电子剩余的能量为：E8.04.9 eV3.1 eV，基态的汞原子从基态跃迁到第3能级，吸收能量为：E2.7 eV10.4 eV7.7 eV则电子剩余的能量为：E8.07.7 eV0.3 eV，故A、B两项正确，C、D两项错误11.(2018衡水三模)(多选)如图所示为氢原子的能级图，大量处于基态的氢原子在一束光的照射下发生跃迁后能产生6条谱线，其中有3条可使某金属发生光电效应已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，下列有关描述正确的是()A氢原子的能级是分立的，6条谱线中有2条谱线在可见光范围内B入射光束中光子的能量为10.2 eV才能实现题中的跃迁情况C该金属的逸出功小于2.55 eVD若改用12.7 eV的电子撞击氢原子使之跃迁后所辐射出的光也能使该金属发生光电效应答案AD解析A项，氢原子跃迁后能产生6条谱线，根据：Cn26，即处于基态的氢原子在一束光的照射下跃迁到了n4能级；从高能级n4向n3能级跃迁时发出的光的能量为：E4E30.85(1.51)0.66 eV；不在可见光范围内；从n4向n2能级跃迁时辐射的光子能量为：E4E20.85(3.4)2.55 eV；在可见光范围内；从n4向n1能级跃迁时发出的光的能量为：E4E10.85(13.6)12.75 eV；不在可见光范围内；从n3到n2辐射光子的能量为：E3E21.51(3.4)1.89 eV；在可见光范围内；从n3向n1能级跃迁时发出的光的能量为：E3E11.51(13.6)12.09 eV；不在可见光范围内；从n2向n1能级跃迁时发出的光的能量为：E2E13.4(13.6)10.2 eV；不在可见光范围内故A项正确；B项，由于能量最大的光子的能量为12.75 eV，可知入射光的能量为12.75 eV，故B项错误；C项，由于其中有3条可使某金属发生光电效应，则三种频率最大、能量最大的光子的能量分别为12.75 eV，120.9 eV和10.2 eV，其次为2.55 eV，可知，该金属的逸出功大于2.55 eV，小于10.2 eV.故C项错误；D项，若改用12.7 eV的电子撞击氢原子，由于12.7 eV小于12.75 eV，所以最多只能使基态的氢原子跃迁到n3的能级，最少只能使基态的氢原子跃迁到n2的能级；n2能级向n1能级跃迁时所辐射出的光的能量为10.2 eV，也能使该金属发生光电效应，故D项正确12.(2018邯郸一模)(多选)图示是氢原子的能级示意图，大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能量后能发出6种不同频率的光子，分别用它们照射某种金属板时，只有频率分别为1、2、3、4(1234)的四种光能发生光电效应则普朗克常量可表示为()A. B.C. D.答案BD解析大量处于基态的氢原子吸收了某种单色光的能量后能发出6种不同频率的光子，可知，电子处于能级n4，向低能级跃迁，分别用它们照射某种金属板时，只有频率分别为1、2、3、4(1234)的四种光能发生光电效应，依据能量等于两能级间的能级差，即EmEnh.可知，E4E1h1，E3E1h2，E2E1h3，E4E2h4，由图中各能级的能量，则有：h，或h，或h，或h，故A、C两项错误，B、D两项正确13原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为2的光子，已知12.那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要()A发出波长为12的光子B发出波长为的光子C吸收波长为12的光子D吸收波长为的光子答案D解析ab：EaEbhbc：EcEbhac：EcEah联立上三式得，.D项正确14(2018石家庄模拟)(多选)图1所示为氢原子能级图，大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n4能级向n2能级跃迁时辐射的光照射图2所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则()A若将滑片右移，电路中光电流一定增大B若将电源反接，电路中可能有光电流产生C若阴极K的逸出功为1.05 eV，则逸出的光电子最大初动能为1.5 eVD大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K发生光电效应答案BD解析A项，若光电流已经达到饱和，则将滑片右移，电路中光电流也不再增大，故A项错误；B项，若将电源反接，反接后得电压若小于截止电压，则电路中可能有光电流产生，故B项正确C项，从n4能级向n1能级跃迁时辐射的光子能量为：EE4E10.85(13.6)12.75 eV，那么根据光电效应方程：EKmhWEW12.751.0511.70 eV，故C项错误；D项，根据跃迁规律可知从n4向n2跃迁时辐射光子的能量小于从n4向n1、n3向n1、n2向n1跃迁时辐射光子的能量，则大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时辐射的光中只有4种光子能使阴极K发生光电效应，故D项正确15(多选)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线，如图调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条用n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量根据图所示的氢原子的能级图可以判断，n和E的可能值为()An1，13.22 eVE13.32 eVBn2，13.22 eVE13.32 eVCn1，12.75 eVE13.06 eVDn2，12.75 eVE13.06 eV答案AD解析由原子在某一能级跃迁最多发射谱线数Cn2可知C221，C323，C426，C5210，C6215.由题意可知比原来增加5条光谱线，则调高电子能量前后，最高激发态的量子数分别可能为2和4，5和6n2和n1.当n2时：原子吸收了实物粒子(电子)的能量，则调高后电子的能量EE4E1，EE5E1所以E0.85(13.60) eV12.75 eVE0.54(13.60) eV13.06 eV所以12.75 eVE13.06 eV故D项正确同理当n1时，使调高后电子的能量满足E6E1EE7E10.38(13.60) eVE0.28(13.60) eV故A项正确9