《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．