2016-2017学年高中物理 第十八章 原子结构新人教版选修3-5_3

1 第十八章 原子结构 4 玻尔的原子模型 1(多选)关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有( ) A它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说 B它发展了卢瑟福的核式结构学说 C它完全抛弃了经典的电磁理论 D它引入了普朗克的量子理论 解 析：玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提 出轨道量子化、能量量子化及能级 跃迁，故 A 错误，B 正确；它的成功就在于引入了量子化理论，缺点是被过多的引入经典 力学所困，故 C 错误，D 正确 答案：BD 2(多选)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列 说法中正确的是( ) A核外电子受力变 小 B原子的能量减少 C氢原子要吸收一定频率的光子 D氢原子要放出一定频率的光子 解析：由玻尔理论知，当电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，要放出 能量，故要放出一定频率的光子；电子的轨道半径减小了，由库仑定律知它与原子核之间 的库仑力增大了故 A、C 错误，B、D 正确 答案：BD 3用能量为 12 .30 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后下列 关于氢原子跃迁说法正确的是( ) A电子能跃迁到 n2 的能级上去 B电子能跃迁到 n3 的能级上去 C电子能跃迁到 n4 的能级上去 D电子不能跃迁到其他能级上去 解析：根据玻尔理论，原子的能量是不连续的，即能量是量子化的因此只有那些能 量刚好等于两能级间的能量差的光子才能被氢原子所吸收，使氢原子发生跃迁当氢原子 由基态向 n2、3、4 轨道跃迁时吸收的光子能量分别为 E213.4(13.6 eV) 10.20 eV， E311.51 (13.6) eV12.09 eV， E410.85(13.6) eV12.75 eV，而外来光子的能量 12.30 eV 不等于某两能级间的能量差，故不能被氢原子 2 所吸收而发生能级跃迁，选项 D 正确 答案：D 4.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，则可能观测到氢原子发射的不同波长的光有( ) A15 种 B10 种 C4 种 D1 种 解析：基态的氢原子的能级值为13.6 eV，吸收 13.06 eV 的能量后变成0.54 eV， 原子跃迁到了第 5 能级，由于氢原子是大量的，故辐射的光子种类是 n（ n 1）2 10(种) 5（ 5 1）2 答案：B 5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 色光光子 红 橙 黄 绿 蓝靛 紫 光子能量 范围/eV 1.61 200 2.00 207 2.07 214 2.14 253 2.53 276 2.76 310 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：根据跃迁假设，发射光子的能量 h Em En.如果激发态 的氢原子处于第二能 级，能够发出3.4 eV(13.6 eV)10.2 eV 的光子，由表格数据判断出它不属于可见 光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出 12.09 eV、10.2 eV，1.89 eV 的三种光 子，只有 1.89 eV 的光属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出 12.75 eV，12.09 eV、 10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV 的六种光子，1.89 eV 和 2.55 eV 的光属于可见光.1.89 eV 的光为红光，2.55 eV 的光为蓝靛光，选项 A 正确 3 答案：A 1关于假说，有如下表述，其中正确的是( ) A假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理 B假说是对未知领域的事物或现象提出的一种推测 C假说是对一个问题的所有幻想和假定 D假说最终都可以变成科学理论 解析：假说是科学家在探索微观世界的过程中，为把握物质的结构特点而建立的一种 模型，它是对未知领域的事物或现象提出的一种推测，然后通过实验或推理去验证它的正 确与否 答案：B 2.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：由 h ( 为光的频率)得：波长 ，从第 3 能级跃迁到第 1 能级，能 c 级差最大，知光的频率最大，波长最短；从第 3 能级跃迁到第 2 能级，能级差最小，知光 的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为 a、 c、 b.故 C 正确，A、B、D 错 误 答案：C 3.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 E154.4 eV， 氦离子能级的示意图如图所示在具 有下列能量的光子中，不 能被基态 氦离子吸收而发生跃迁的是( ) A40.8 eV B43.2 eV 4 C51.0 eV D54.4 eV 解析：要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任两个 能级的差值，40.8 eV 是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV 是第一能级和第四能级的差 值，54.4 eV 是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项 A、C、D 均可以，而 B 项不 满足条件，所以选 B. 答案：B 4(多选)处于基态的氢原子被一束单色光照射后，共发出三种频率分别为 1、 2、 3的光子，且 1 2 3，则入射光子的能量应为( ) A h 1 B h 2 C h 3 D h( 2 3) 解析：显然基态氢原子跃迁到激发态后再向低能级跃迁发射光子共有三种光，说明先 跃迁到的能级为第二激发态，有 h 1 E3 E1， h 2 E2 E1， h 3 E3 E2，所以入射光 子的能量应为 h 1或 h( 2 3 ) 答案：AD 5.如图画出了氢原子的 4 个能级，并注明了相应的能量 E.处在 n4 能级的一群氢原 子向低能级跃迁 时，能够发出若干种不同频率的光波已知金属钾的逸出功为 2.22 eV. 在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有( ) A两种 B三种 C四种 D五种 解析：一群氢原子从 n4 的能级向低能级跃迁时，能够发出六种不同频率的光六种 光子的能量依次为： n 4 到 n3 时： 0.85(1.51)0.66 eV2.22 eV， n3 到 n2 时： 1.51(3.40)1.89 eV2.22 eV， n2 到 n1 时： 3.40(13.60)10.2 eV2.22 eV， 前两种不能从金属钾表面打出，故有四种，C 对 答案：C 5 6氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为 1，从能级 n 跃迁到能级 k 时 吸收紫光的频率为 2，已知普朗克常量为 h，若氢原子从能级 k 跃 迁到能级 m，则( ) A吸收光子的能量为 h 1 h 2 B辐射光子的能量为 h 1 h 2 C吸收光子的能量为 h 2 h 1 D辐射光子的能量为 h 2 h 1 解析：画出可能的能级图(有两种情况)，再结合能量守恒定律进行筛选由题意可知 能级 m 高于 n， k 高于 m(紫光频率高于红光)， 从 m n 有 Em En h 1； 从 n k， En Ek h 2. 由以上两式，从 k m， Ek Em h( 2 1)且 2 1.由此判断只有 D 是正确的另 外，此题可画出相应的能级图以帮助分析 答案：D 7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 3 2 1，则( ) A 0 1 B 3 2 1 C 0 1 2 3 D. 1 1 1 2 1 3 解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从 n3 能级向低能级跃迁， 根据能量守恒有， h 3 h 2 h 1，解得： 3 2 1，选项 B 正确 答案：B 8如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于 n3 的激发态，在向较低能级 跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为 2.49 eV 的金属钠，下列说法中正确 的是( ) A这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从 n3 跃迁到 n2 所发出的光波长最 短 B金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为 9.60 eV C金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为 11.11 eV D这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从 n3 跃迁到 n1 所发出的光频率最 6 高 解析：氢原子从高能级向低能级跃迁放出的能量 E En Em，从 n3 跃迁到 n2 放 出的能量最小，由 E 知， 最长，A 错误从 n3 跃迁到 n1 能级放出的能量最大， hc E E3 E112.09 eV，由光电效应方程 mv h W0，得 mv (12.092.49)eV9.60 12 2m 12 2m eV，B 正确、C 错误根据跃迁规律，能发出的频率数 N 3 种，D 错误 n（ n 1）2 答案