2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)練34《原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜》一 、選擇題LISTNUMOutlineDefault\l3根據(jù)經(jīng)典電磁理論，從盧瑟福原子模型可以得到的結(jié)論是()A.原子十分穩(wěn)定，原子光譜是連續(xù)譜B.原子十分穩(wěn)定，原子光譜是線狀譜C.原子很不穩(wěn)定，原子光譜是連續(xù)譜D.原子很不穩(wěn)定，原子光譜是線狀譜LISTNUMOutlineDefault\l3對(duì)原子光譜，下列說(shuō)法不正確的是()A.原子光譜是不連續(xù)的B.由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的C.由于各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同D.分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素LISTNUMOutlineDefault\l3原子從A能級(jí)躍遷到B能級(jí)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ1的光子，原子從B能級(jí)躍遷到C能級(jí)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ2的光子。已知λ1>λ2，那么原子從A能級(jí)躍遷到C能級(jí)時(shí)將要()A.發(fā)出波長(zhǎng)為λ1－λ2的光子B.發(fā)出波長(zhǎng)為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子C.吸收波長(zhǎng)為λ1－λ2的光子D.吸收波長(zhǎng)為eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子LISTNUMOutlineDefault\l3氫原子從能量為E1的較高激發(fā)態(tài)躍遷到能量為E2的較低激發(fā)態(tài)，設(shè)真空中的光速為c，則()A.吸收光子的波長(zhǎng)為eq\f(cE1－E2,h)B.輻射光子的波長(zhǎng)為eq\f(cE1－E2,h)C.吸收光子的波長(zhǎng)為eq\f(ch,E1－E2)D.輻射光子的波長(zhǎng)為eq\f(ch,E1－E2)LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，圖甲為氫原子的能級(jí)圖，圖乙為氫原子的光譜。已知譜線a是氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)的輻射光，譜線b可能是氫原子在下列哪種躍遷情形時(shí)的輻射光()A.從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)B.從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)C.從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)D.從n＝5的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)LISTNUMOutlineDefault\l3如圖所示，是氫原子四個(gè)能級(jí)的示意圖。當(dāng)氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷到n＝3的能級(jí)時(shí)，輻射出光子a。當(dāng)氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射出光子b。則以下判斷正確的是()A.光子a的能量大于光子b的能量B.光子a的頻率大于光子b的頻率C.光子a的波長(zhǎng)大于光子b的波長(zhǎng)D.在真空中光子a的傳播速度大于光子b的傳播速度LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程，下列說(shuō)法正確的有()A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C.對(duì)原子光譜的研究開(kāi)辟了深入探索原子結(jié)構(gòu)的道路D.玻爾原子理論無(wú)法解釋較復(fù)雜原子的光譜現(xiàn)象，說(shuō)明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯(cuò)誤的LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)氫原子的能級(jí)圖如圖所示，大量處于n＝5激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共可以輻射出10種不同頻率的光子。其中萊曼系是指氫原子由高能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子，則()A.10種光子中波長(zhǎng)最短的是從n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的B.10種光子中有4種屬于萊曼系C.使n＝5能級(jí)的氫原子電離至少要0.85eV的能量D.從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放光子的能量等于從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放光子的能量LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，n＝2、3能級(jí)所對(duì)應(yīng)的能量分別為E2和E3，大量處于第3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷放出若干頻率的光子，依據(jù)玻爾理論，下列說(shuō)法正確的是()A.產(chǎn)生的光子的最大頻率為eq\f(E3－E2,h)B.當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)，對(duì)應(yīng)的電子的軌道半徑變小，能量也變小C.若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝3躍遷到n＝1時(shí)放出的光子照到該金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能為E3－E2D.若要使處于能級(jí)n＝3的氫原子電離，可以采用兩種方法：一是用能量為－E3的電子撞擊氫原子，二是用能量為－E3的光子照射氫原子LISTNUMOutlineDefault\l3(多選)若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該空位上時(shí)，會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái)，此電磁輻射就是原子的特征X射線。內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制，其中的一種稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時(shí)，將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子)。釙(eq\o\al(214,84)Po)的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，可將能量E0＝1.416MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使其電離。實(shí)驗(yàn)測(cè)得從釙原子的K、L、M層電離出的電子的動(dòng)能分別為Ek＝1.323MeV、EL＝1.399MeV、EM＝1.412MeV。則可能發(fā)射的特征X射線的能量為()A.0.013MeVB.0.017MeVC.0.076MeVD.0.093MeV三 、填空題LISTNUMOutlineDefault\l3處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射時(shí)，只發(fā)射波長(zhǎng)為λ1、λ2、λ3的三種單色光，且λ1>λ2>λ3，則照射光的波長(zhǎng)為_(kāi)_______。(用λ1、λ2表示)四 、計(jì)算題LISTNUMOutlineDefault\l3已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為－13.6eV，核外電子的第一軌道半徑為0.53×10－10m，電子質(zhì)量me＝9.1×10－31kg，電荷量為1.6×10－19C，氫原子的量子數(shù)為n時(shí)的能級(jí)公式為En＝eq\f(E1,n2)，電子軌道半徑為rn＝n2r1，求電子躍遷到第三軌道時(shí)，氫原子的能量、電子的動(dòng)能和電子的電勢(shì)能各多大？

LISTNUMOutlineDefault\l3\s0答案解析LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C解析：按照經(jīng)典電磁理論，加速運(yùn)動(dòng)的電子，要不斷地向周?chē)l(fā)射電磁波，發(fā)射的應(yīng)該是連續(xù)譜，電子的能量不斷減少，最后電子要落到原子核上，即原子不穩(wěn)定，C正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B解析：原子光譜為線狀譜，是不連續(xù)的，A正確；由于各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，各種原子都有自己的特征譜線，B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)各種原子的特征譜線，分析物質(zhì)發(fā)光的光譜，可鑒別物質(zhì)中含哪些元素，D正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B解析：原子從A能級(jí)躍遷到B能級(jí)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ1的光子，原子從B能級(jí)躍遷到C能級(jí)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ2的光子，已知λ1>λ2，所以B、C能級(jí)之間能量差等于A、C能級(jí)與A、B能級(jí)之間能量差之和，即有eq\f(hc,λ2)＝eq\f(hc,λ1)＋eq\f(hc,λ3)，故從A能級(jí)躍遷到C能級(jí)時(shí)將要發(fā)出波長(zhǎng)為λ3＝eq\f(λ1λ2,λ1－λ2)的光子，B正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：D解析：由玻爾理論的躍遷假設(shè)知，當(dāng)氫原子由較高的能級(jí)向較低的能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子，由關(guān)系式hν＝E1－E2得ν＝eq\f(E1－E2,h)。又有λ＝eq\f(c,ν)，故輻射光子的波長(zhǎng)為λ＝eq\f(ch,E1－E2)，D選項(xiàng)正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：B解析：由題圖乙可知，譜線a的波長(zhǎng)大于譜線b的波長(zhǎng)，所以a光的光子頻率小于b光的光子頻率，則b光的光子能量大于n＝4和n＝2間的能級(jí)差，分析可知A、C、D錯(cuò)誤，B正確。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：C解析：Ea＝E4－E3＝0.66eV，Eb＝E3－E2＝1.89eV，Ea<Eb，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)E＝hν可得ν＝eq\f(E,h)，因?yàn)镋a<Eb，所以νa<νb，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)λ＝eq\f(c,ν)，νa<νb，可得λa>λb，選項(xiàng)C正確；在真空中光子的傳播速度相同，均是3×108m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：BC解析：湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子后，認(rèn)為原子是一個(gè)帶正電的均勻球體，電子一個(gè)個(gè)鑲嵌在其中，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由盧瑟福對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析所得出的結(jié)論可知選項(xiàng)B正確；根據(jù)對(duì)原子光譜產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行探究，開(kāi)辟了深入探索原子結(jié)構(gòu)的道路，選項(xiàng)C正確；玻爾理論雖然不能解釋較為復(fù)雜原子光譜的現(xiàn)象，但其提出的原子定態(tài)概念是正確的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：AB解析：從n＝5激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光子的能量最大、頻率最大，所以波長(zhǎng)最短，A正確；由題意知，從n＝5、4、3、2激發(fā)態(tài)躍遷到n＝1時(shí)發(fā)出的4種光子屬于萊曼系，B正確；由題圖知，n＝5能級(jí)的電離能為0.54eV，C錯(cuò)誤；從n＝2能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放光子的能量大于從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放光子的能量，D錯(cuò)誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：BC解析：大量處于能級(jí)n＝3的氫原子向低能級(jí)躍遷能產(chǎn)生3種不同頻率的光子，產(chǎn)生光子的最大頻率為eq\f(E3－E1,h)，A錯(cuò)誤；當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)，能量減小，電子離原子核更近，電子軌道半徑變小，B正確；若氫原子從能級(jí)n＝2躍遷到n＝1時(shí)放出的光子恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，由光電效應(yīng)方程可知，該金屬的逸出功恰好等于E2－E1，則當(dāng)氫原子從能級(jí)n＝3躍遷到n＝1時(shí)放出的光子照射該金屬時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為(E3－E1)－(E2－E1)＝E3－E2，C正確；電子是有質(zhì)量的，撞擊氫原子是發(fā)生彈性碰撞，由于電子和氫原子質(zhì)量不同，故電子不能把－E3的能量完全傳遞給氫原子，因此不能使氫原子電離，而光子的能量可以完全被氫原子吸收，使氫原子電離，D錯(cuò)誤。LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：AC解析：設(shè)原子在n能級(jí)能量為En，電子電離后動(dòng)能為E動(dòng)，則E動(dòng)＝En＋E0，所以En＝E動(dòng)－E0。計(jì)算K、L、M三個(gè)能級(jí)值，EK′＝－0.093MeV，EL′＝－0.017MeV，EM′＝－0.004MeV。所以躍遷情形如圖所示，共可輻射三種頻率的射線，射線能量分別為：E1＝EM′－EK′＝0.089MeVE2＝EL′－EK′＝0.076MeVE3＝EM′－EL′＝0.013MeV即A、C正確。三 、填空題LISTNUMOutlineDefault\l3答案為：eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)解析：如題圖所示，原子可發(fā)出3種不同波長(zhǎng)的光子，由于λ3最小，即頻率ν3最大，利用能級(jí)圖可知，照射光的光子能量必須等于hν3，hν3＝hν1＋hν2，即eq\f(hc,λ3)＝eq\f(hc,λ1)＋eq\f(hc,λ2)，得λ3＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)。四 、計(jì)算題LISTNUMOutlineDefault\l3解：氫原子的能量可由氫原子能級(jí)公式En＝eq\f(E1,n2)求出，而動(dòng)能可由氫原子軌道半徑公式以及向心力公式求出。氫原子的能量為電子的動(dòng)能和電勢(shì)能之和，則第三個(gè)問(wèn)題不難求出。氫原子的能量E3＝eq\f(1,32)E1＝－1.51eV。電子在第三軌道時(shí)半