2019-2020年高考物理总复习 3.1原子结构 氢原子光谱考题演练（含解析）（选修3-5）.doc

2019-2020年高考物理总复习 3.1原子结构 氢原子光谱考题演练（含解析）（选修3-5）1.(xx上海高考)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是()A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内【解题指南】解答本题的关键是了解卢瑟福的原子核式结构模型。【解析】选B。能用卢瑟福的原子核式结构得出的结论：在原子中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内,带负电的电子在核外空间绕核旋转。而“原子核是由质子和中子组成的”结论并不能用卢瑟福原子的核式结构得出,故选B。2.以下说法正确的是()A.进行光谱分析可以用连续光谱,也可以用吸收光谱B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C.分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸汽取得吸收光谱进行分析D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素【解析】选B。进行光谱分析不能用连续光谱,只能用线光谱或吸收光谱,故选项A错;光谱分析的优点是灵敏而且迅速,选项B正确;分析某种物质组成可用白光照射其低温蒸汽产生的吸收光谱进行分析,不是使其发出白光通过另一种物质,故选项C错;月球不能发光,它只能反射太阳光,故其光谱为太阳光谱,不是月球的光谱,不能用来分析月球上的元素,选项D错。3.仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分立的不连续的亮线,其原因是()A.氢原子只有几个能级B.氢原子只能发出平行光C.氢原子有时发光,有时不发光D.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的【解析】选D。光谱中的亮线对应不同频率的光,“分立的不连续的亮线”对应着不同频率的光,B、C错。氢原子在不同的能级之间跃迁时,辐射不同能量的光子,并且满足E=h。能量不同,相应光子频率不同,体现在光谱上是一些不连续的亮线,A错误,D正确。【加固训练】(xx江苏高考)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】选C。根据E=h,=,可知=,能级差越大,波长越小,所以a的波长最小,b的波长最大,答案选C。4.(xx西安模拟)氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV,氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.42.8 eV(光子)B.43.2 eV(电子)C.41.0 eV(电子)D.54.4 eV(光子)【解析】选A。基态的氦离子吸收42.8eV的能量,能量为-54.4eV+42.8eV=-11.6 eV,不能跃迁,故A正确。基态的氦离子吸收43.2 eV的电子能量,部分被吸收,能跃迁到第二能级,故B错误。基态的氦离子吸收41.0 eV的电子能量,部分被吸收,能跃迁到第二能级,故C错误。基态的氦离子吸收54.4 eV的能量,能量为-54.4 eV+54.4 eV=0 eV,跃迁到无穷远。故D错误。5.(多选)已知氢原子的能级规律为E1=-13.6eV、E2=-3.4eV、E3=-1.51eV、E4=-0.85eV。现用光子能量介于1112.5 eV范围内的光去照射一大群处于基态的氢原子,则下列说法中正确的是()A.照射光中可能被基态氢原子吸收的光子只有1种B.照射光中可能被基态氢原子吸收的光子有无数种C.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有3种D.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有2种【解析】选A、C。只有n=1至n=3的能级差在光子的能量范围内,选项A正确,B错误。吸收光子的能量后跃迁到n=3能级,可以产生3种光子,选项C正确,D错误。6.(多选)(xx长春模拟)由玻尔理论可知,当氢原子中的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时,以下说法正确的是()A.有可能发射出光子,电子的动能减少,原子的势能减少B.有可能发射出光子,电子的动能增加,原子的势能减少C.有可能吸收光子,电子的动能减少,原子的势能增加D.有可能吸收光子,电子的动能增加,原子的势能减少E.吸收光子的能量一定是氢原子能发射出的一系列不连续的某个能量值【解析】选B、C、E。由玻尔理论可知,当氢原子中的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时,有可能发射出光子,电子的动能增加,原子的势能减少,B正确;有可能吸收光子,电子的动能减少,原子的势能增加,C正确;吸收光子的能量一定是氢原子能发射出的一系列不连续的某个能量值,E正确。7.(xx浙江高考)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律,氢原子能级图如图所示。当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时,辐射出频率为Hz的光子,用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面,产生的光电子的最大初动能为eV。(电子电量e=1.6010-19C,普朗克常量h=6.6310-34Js)【解析】根据-0.85-(-3.40)=h,可求得光子的频率=6.151014Hz;根据Ek=h-W0可求得光电子的最大初动能Ek=2.55eV-2.25eV=0.3eV。答案：6.1510140.38.(1)已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量En=,其中n=2,3,。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A.-B.-C.-D.-(2)(xx江苏高考)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离(选填“近”或“远”)。当大量He+处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有条。【解析】(1)选C。从第一激发态到电离状态吸收的能量E=0-=-,根据E=h=h,所以=-,因此正确答案为C。(2)根据玻尔理论,电子离原子核越远,原子所处的能级就越高,另外,处于n=4能级的原子向基态跃迁时,会产生=6种谱线。答案：(1)C(2)近69.(1)若要使处于基态的氢原子电离,可以采用两种方法,一是用能量为13.6eV的电子撞击氢原子,二是用能量为13.6eV的光子照射氢原子,则()A.两种方法都可能使氢原子电离B.两种方法都不可能使氢原子电离C.前者可使氢原子电离D.后者可使氢原子电离(2)按照玻尔原子理论,氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E10),电子质量为m,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(普朗克常量为h)。【解析】(1)选D。电子是有质量的,撞击氢原子时发生弹性碰撞。由于电子和氢原子质量不同,故电子不能把13.6eV的能量完全传递给氢原子,因此不能使氢原子完全电离,而光子的能量可以完全被氢原子吸收,故D对。(2)氢原子中的电子离原子核越远,则量子数n越大,由氢原子的能级公式En=(E13.34eV一定能产生光电效应,A错;n=3向基态跃迁时,辐射的光子频率种类为=3种,B对;从n=3跃迁到n=1辐射光子的能量为E=E3-E1=12.09eV,照射锌板最大初动能Ek=(12.09-3.34)eV=8.75 eV,C对;10.3eV的光子能量不满足能级差公式,不会使基态的氢原子跃迁,D错;14.0eV13.6 eV,可使处于基态的氢原子电离,E对。(2)13.6eV-13.06 eV=0.54eV,可见用光子能量为13.06eV的光照射氢原子可使氢原子由基态跃迁到第5能级,氢原子由第5能级跃迁到低能级,能够辐射的频率种类为=10种,由E=h=h知,能级差最大对应波长最短,最大能级差为13.06eV则=m=9.510-8m。答案：(1)B、C、E(2)109.510-8