2019年高考物理一轮复习 第十三章 原子结构 原子核 第1讲 原子结构 氢原子光谱练习.doc

第1讲 原子结构 氢原子光谱板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。其中16为单选，710为多选)1根据经典电磁理论，从卢瑟福原子模型可以得到的结论是()A原子十分稳定，原子光谱是连续谱B原子十分稳定，原子光谱是线状谱C原子很不稳定，原子光谱是连续谱D原子很不稳定，原子光谱是线状谱答案C解析按照经典电磁理论，加速运动的电子，要不断地向周围发射电磁波，发射的应该是连续谱，电子的能量不断减少，最后电子要落到原子核上，即原子不稳定，C正确。2对原子光谱，下列说法不正确的是()A原子光谱是不连续的B由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案B解析原子光谱为线状谱，是不连续的，A正确；由于各种原子的原子结构不同，各种原子都有自己的特征谱线，B错误，C正确；根据各种原子的特征谱线，分析物质发光的光谱，可鉴别物质中含哪些元素，D正确。3氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则 ()A吸收光子的波长为B辐射光子的波长为C吸收光子的波长为D辐射光子的波长为答案D解析由玻尔理论的跃迁假设知，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，由关系式hE1E2得。又有，故辐射光子的波长为，D选项正确。42017湖南永州二模如图所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2能级时的辐射光，谱线b可能是氢原子在下列哪种跃迁情形时的辐射光()A从n3的能级跃迁到n2的能级B从n5的能级跃迁到n2的能级C从n4的能级跃迁到n3的能级D从n5的能级跃迁到n3的能级答案B解析由题图乙可知，谱线a的波长大于谱线b的波长，所以a光的光子频率小于b光的光子频率，则b光的光子能量大于n4和n2间的能级差，分析可知A、C、D错误，B正确。52017山东青岛一模原子从A能级跃迁到B能级时吸收波长为1的光子，原子从B能级跃迁到C能级时发射波长为2的光子。已知12，那么原子从A能级跃迁到C能级时将要()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B解析原子从A能级跃迁到B能级时吸收波长为1的光子，原子从B能级跃迁到C能级时发射波长为2的光子，已知12，所以B、C能级之间能量差等于A、C能级与A、B能级之间能量差之和，即有，故从A能级跃迁到C能级时将要发出波长为3的光子，B正确。6如图所示，是氢原子四个能级的示意图。当氢原子从n4的能级跃迁到n3的能级时，辐射出光子a。当氢原子从n3的能级跃迁到n2的能级时，辐射出光子b。则以下判断正确的是()A光子a的能量大于光子b的能量B光子a的频率大于光子b的频率C光子a的波长大于光子b的波长D在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度答案C解析EaE4E30.66 eV，EbE3E21.89 eV，EaEb，选项A错误；根据Eh可得，因为EaEb，所以ab，选项B错误；根据，ab，选项C正确；在真空中光子的传播速度相同，均是3108 m/s，选项D错误。7关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有 ()A汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路D玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的答案BC解析汤姆孙发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，选项A错误；由卢瑟福对粒子散射实验现象的分析所得出的结论可知选项B正确；根据对原子光谱产生的机理进行探究，开辟了深入探索原子结构的道路，选项C正确；玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子光谱的现象，但其提出的原子定态概念是正确的，选项D错误。82017安徽师大附中二模已知氢原子的基态能量为E1，n2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，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，依据玻尔理论，下列说法正确的是()A产生的光子的最大频率为B当氢原子从能级n2跃迁到n1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3E2D若要使处于能级n3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为E3的电子撞击氢原子，二是用能量为E3的光子照射氢原子答案BC解析大量处于能级n3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子，产生光子的最大频率为，A错误；当氢原子从能级n2跃迁到n1时，能量减小，电子离原子核更近，电子轨道半径变小，B正确；若氢原子从能级n2跃迁到n1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，由光电效应方程可知，该金属的逸出功恰好等于E2E1，则当氢原子从能级n3跃迁到n1时放出的光子照射该金属时，逸出光电子的最大初动能为(E3E1)(E2E1)E3E2，C正确；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，使氢原子电离，D错误。9.2017湖北七市联考氢原子的能级图如图所示，大量处于n5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子。其中莱曼系是指氢原子由高能级向n1能级跃迁时释放的光子，则()A10种光子中波长最短的是从n5激发态跃迁到基态时产生的B10种光子中有4种属于莱曼系C使n5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D从n2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量答案AB解析从n5激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大、频率最大，所以波长最短，A正确；由题意知，从n5、4、3、2激发态跃迁到n1时发出的4种光子属于莱曼系，B正确；由题图知，n5能级的电离能为0.54 eV，C错误；从n2能级跃迁到基态释放光子的能量大于从n3能级跃迁到n2能级释放光子的能量，D错误。102017福建漳州模拟若原子的某内层电子被电离形成空位，其他层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线。内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)。钋(Po)的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E01.416 MeV交给内层电子(如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离。实验测得从钋原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为Ek1.323 MeV、EL1.399 MeV、EM1.412 MeV。则可能发射的特征X射线的能量为()A0.013 MeV B0.017 MeVC0.076 MeV D0.093 MeV答案AC解析设原子在n能级能量为En，电子电离后动能为E动，则E动EnE0，所以EnE动E0。计算K、L、M三个能级值，EK0.093 MeV，EL0.017 MeV，EM0.004 MeV。所以跃迁情形如图所示，共可辐射三种频率的射线，射线能量分别为：E1EMEK0.089 MeVE2ELEK0.076 MeVE3EMEL0.013 MeV即A、C正确。二、非选择题(本题共2小题，共20分)11(10分)处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为1、2、3的三种单色光，且123，则照射光的波长为_。(用1、2表示)答案解析如题图所示，原子可发出3种不同波长的光子，由于3最小，即频率3最大，利用能级图可知，照射光的光子能量必须等于h3，h3h1h2，即，得3。12(10分)已知氢原子的基态能量为13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.531010 m，电子质量me9.11031 kg，电荷量为1.61019 C，氢原子的量子数为n时的能级公式为En，电子轨道半径为rnn2r1，求电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各多大？答案1.51 eV1.51 eV3.02 eV解析氢原子的能量可由氢原子能级公式En求出，而动能可由氢原子轨道半径公式以及向心力公式求出。氢原子的能量为电子的动能和电势能之和，则第三个问题不难求出。氢原子的能量E3E11.51 eV。电子在第三轨道时半径为r3n2r132r19r1电子绕核做圆周运动，向心力由库仑力提供，所以由可得电子的动能为：Ek3mev J1.51 eV。由于E3Ek3Ep3，故电子的电势能为：Ep3E3Ek31.51 eV1.51 eV3.02 eV。