高中物理 第三章 原子结构之谜 第三四节 氢原子光谱 原子的能级结构检测 粤教版选修3-5

第三章 原子结构之谜第三节 氢原子光谱第四节 原子的能级结构A级抓基础1下列对于巴耳末公式的说法正确的是()A所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B巴耳末公式只确定了氢原子发光中可见光部分的光的波长C巴耳末公式确定了氢原子发光中一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长解析：巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种光的波长，也不能描述其他原子的发光，A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C正确答案：C2(多选)根据玻尔理论，以下说法正确的是()A电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C原子内电子的可能轨道是不连续的D原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差解析：根据玻尔理论，电子绕核运动有加速度，但并不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，故选项A错误，B正确玻尔理论中的假设轨道，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的、不连续的，选项C正确原子在发生能级跃迁时，要放出或吸收一定频率的光子，光子的能量取决于两个轨道的能量差，故选项D正确答案：BCD3大量原子从n4的激发态向低能态跃迁时，产生的光谱线数是()A2条B4条C6条D8条解析：从n4向低能级跃迁有3条，从n3向低能级跃迁有2条，从n2向低能级跃迁有1条，总共6条，即N.答案：C4欲使处于基态的氢原子激发或电离，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的电子碰撞解析：由氢原子能级图算出只有10.2 eV为第2能级与基态之间的能量差，处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后将跃迁到第一激发态，而大于13.6 eV的光子能使氢原子电离，原子还可吸收电子的能量而被激发或电离，由于电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于两能级的能量差值，均可认为原子发生能级跃迁或电离，故A、C、D可行答案：B5汞原子的能级图如图所示，现让一束光子能量为8.8 eV的单色光照射到大量处于基态(能级数n1)的汞原子上，能发出6种不同频率的色光下列说法中正确的是()A最长波长光子的能量为1.1 eVB最长波长光子的能量为2.8 eVC最大频率光子的能量为2.8 eVD最大频率光子的能量为4.9 eV解析：由题意知，吸收光子后汞原子处于n4的能级，向低能级跃迁时，最大频率的光子能量为(1.610.4) eV8.8 eV，最大波长的光子能量为(1.62.7) eV1.1 eV，故A正确答案：A6氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中()A原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大B原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小C原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小D原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大解析：根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，故B错；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对电子的库仑力提供向心力，即：km，又Ekmv2，所以Ek.由此式可知：电子离核越远，r越大时，电子的动能越小，故A、C错；由r变大时，库仑力对核外电子做负功，因此电势能增大，从而判断D正确答案：DB级提能力7.(多选)设氢原子由n3的状态向n2的状态跃迁时放出能量为E、频率为的光子则氢原子()A跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B由n2的状态向n1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于ED由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的频率大于解析：原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子，A错；由n2的状态向n1的状态跃迁时，能量比由n3的状态向n2的状态跃时要大，所以放出光子的能量大于E，B项正确；由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n3的状态向n2的状态跃迁时放出的能量E，C项正确；由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的能量较小，所以频率小于，D项错答案：BC8如图所示为氢原子的能级图用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有()A15种B10种C4种D1种解析：吸收13.06 eV能量后氢原子处于量子数n5的激发态，故可产生10种不同波长的光，故B正确答案：B9.子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用如图为氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为1、2、3、4、5和6的光子，且频率依次增大，则E等于()Ah(31) Bh(31) Ch3 Dh4解析：氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明氢原子是从n4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为EE4E2，E4E2恰好对应着频率为3的光子，故光子的能量为h3.答案：C10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吸收波长为的光子解析：根据题意画出能级图如图所示，则EaEbh ，EcEb，得EcEahh，设由a到c吸收光子的波长为则hhh，可知，A、B、C错，D正确答案：D11用频率为0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1、2、3的三条谱线，且321，则()A021，所以h3E3E1，h2E2E1，h1E3E2，所以h3h2h1，故B项对，C、D项错；入射光子h0h3，所以01，A项错答案：B12氢原子在基态时轨道半径r10.531010 m，能量E113.6 eV.当氢原子处于基态时，求：(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？(已知电子质量m9.11031 kg)解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1，则，k，所以电子动能Ek1mv13.6 (eV)(2)因为E1Ek1Ep1，所以Ep1E1Ek113.6 ev13.6 ev27.2 eV.(3)设用波长的光照射可使氢原子电离：0E1.所以m9.14108m.答案：(1)13.6 eV(2)27.2 eV(3)9.14108 m