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1、2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 量子論初步
1.下圖為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗的裝置示意圖,熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A?B?C?D四個位置時,關(guān)于觀察到的現(xiàn)象,下列說法中正確的是( )
A.相同時間內(nèi)放在A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多
B.相同時間內(nèi)放在B位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)只比放在A位置時稍少些
C.放在C?D位置時屏上觀察不到閃光
D.放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光,但次數(shù)極少
解析:盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗時,得到以下結(jié)論:大部分α粒子都能直接穿過金箔,個別的發(fā)生偏轉(zhuǎn),極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn),故A?D正確,B?C錯誤.
答案
2、:AD
2.根據(jù)α粒子散射實驗,盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.圖中虛線表示原子核所形成的電場等勢線,實線表示一個α粒子的運動軌道.在α粒子從a運動到b?再運動到c的過程中,下列說法中正確的是( )
A.動能先增大,后減小
B.電勢能先減小,后增大
C.電場力先做負功,后做正功,總功等于零
D.加速度先變小,后變大
答案:C
3.盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有( )
A.原子的中心有個核,叫原子核
B.原子的正電荷均勻分布在整個原子中
C.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里
D.帶負電的電子在核外高速旋轉(zhuǎn)
答案:ACD
4.有關(guān)氫原子光
3、譜的說法正確的是( )
A.氫原子的發(fā)射光譜是連續(xù)譜
B.氫原子光譜說明氫原子只發(fā)射特定頻率的光
C.氫原子光譜說明氫原子能級是分立的
D.氫原子光譜線的頻率與氫原子能級的能量差無關(guān)
解析:原子光譜是明線光譜,則A錯誤,B正確.電子躍遷形成光譜線,光譜線不連續(xù)則能級不連續(xù),所以C正確.由hν=E2-E1知D錯誤.
答案:BC
5.(廣東韶關(guān)模擬)氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中( )
A.原子要吸收光子,電子的動能增大,原子的電勢能增大,原子的能量增大
B.原子要放出光子,電子的動能減小,原子的電勢能減小,原子的能量也減小
C.原子要吸
4、收光子,電子的動能增大,原子的電勢能減小,原子的能量增大
D.原子要吸收光子,電子的動能減小,原子的電勢能增大,原子的能量增大
解析:氫原子的核外電子從距核較近軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中,原子的能量要增大,原子要吸收光子,因克服靜電引力做功.原子的電勢能要增大,故ABC錯誤,D正確.
答案:D
6.如圖所示為氫原子的四個能級,其中E1為基態(tài),若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2,氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3,則下列說法正確的是( )
A.原子A可能輻射出3種頻率的光子
B.原子B可能輻射出3種頻率的光子
C.原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級E4
D.原子B能夠吸收原子A發(fā)
5、出的光子并躍遷到能級E4
解析:氫原子A由激發(fā)態(tài)E2向低能級躍遷只能輻射1種頻率的光子,故A錯.
氫原子B處于n=3的激發(fā)態(tài),其向低能級躍遷能輻射3→1,3→2,2→1的三種頻率的光子,故B正確.
由氫原子能級的量子性,吸收光子必須滿足hν=E2-E1,故C?D錯誤.
答案:B
7.μ子與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為μ氫原子(hydrogen muon atom),它在原子核物理的研究中有重要作用.圖為μ氫原子的能級示意圖.假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n=2能級的μ氫原子,μ氫原子吸收光子后,發(fā)出頻率為ν1?ν2?ν3?ν4?ν5和ν6的光,且頻率依次增大,則E等于(
6、 )
A.h(ν3-ν1) B.h(ν5+ν6)
C.hν3 D.hν4
解析:由能級躍遷知識及題意可知,處于n=2能級的μ氫原子吸收能量為E的光子后,發(fā)出6種頻率的光,說明μ氫原子是從n=4能級躍遷的,而ν1?ν2?ν3?ν4?ν5和ν6頻率依次增大,說明從n=4躍遷到n=2時,輻射能量為hν4的光子,綜上可知E=hν4,D正確,A?B?C錯誤.
答案:D
8.如圖為氫原子能級的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光下列說法正確的是( )
A.最容易表
7、現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的
B.頻率最小的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的
C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光
D.用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)
解析:由hν==ΔE,故λ=.故由n=4躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子能量最大,波長最短,所以該光子最不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,所以A項錯誤;
因而n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的光子能量大于由n=4躍遷到n=3產(chǎn)生光子的能量,故其頻率不是最小,所以B項錯誤;
大量的氫原子由n=4的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷,可能躍遷輻射出6種不同頻率的光子.故C項錯誤;
8、由n=2能級躍遷到n=1能級輻射出光子的能量E=-3.4 eV-(-13.6)eV=10.2 eV.因E>W逸=6.34 eV,故D正確.
答案:D
9.已知玻爾氫原子模型中電子的第一條(即離核最近的)可能軌道的半徑為r1,電子在這條軌道上運動的能量為E1,電子的電荷量為e,靜電力恒量為k,則電子在第三條可能軌道上運動時的能量E3=__________,電子在第三條可能軌道上的動能Ek3=__________.
10.一個運動的處于基態(tài)的氫原子與另一靜止的處于基態(tài)的氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞時,可使這兩個氫原子發(fā)生相同的能級躍遷,則運動的氫原子碰撞前的最小動能是多少?已知氫原子的電
9、離能E=13.6 eV.
解析:要使運動氫原子的速度最小,則必須使二氫原子發(fā)生正碰且氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞損失的動能將全部被基態(tài)氫原子所吸收,由玻爾理論知二基態(tài)氫原子碰撞時損失的動能的最小值必為氫原子從n=1激發(fā)到n=2能級的能量差ΔE=E2-E1=E
設(shè)碰前運動的氫原子最小速度為v0,初動能為Ek,碰后二氫原子速度為v,由動量守恒mv0=2mv,
由能量守恒得: Ek=2ΔE
得Ek=4ΔE=40.8 eV.
答案:40.8 eV
11.如圖所示,氫原子從n>2的某一能級躍遷到n=2的能級,輻射出能量為2.55 eV的光子.問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量,才能使
10、它輻射上述能量的光子?請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖.
解析:氫原子從n>2的某一能級躍遷到n=2的能級,
滿足:hν=En-E2=2.55 eV,
En=hν+E2=-0.85 eV.
所以n=4.
基態(tài)氫原子要躍遷到n=4的能級,應(yīng)提供:
ΔE=E4-E1=12.75 eV.
躍遷圖如圖所示.
答案:12.75 eV 見解析
點評:根據(jù)公式hν=Em-En,可確定Em的能量,由能級公式En=判斷其量子數(shù),然后確定處于基態(tài)的氫原子躍遷到該狀態(tài)需要吸收的能量;對于輻射躍遷圖,可根據(jù)凡是處于高能量狀態(tài)原子均可向各種低能量狀態(tài)躍遷而輻射出若干頻率的光子.
12.氫原子處于基態(tài)時,原子的能量為E1=-13.6 eV,求:
(1)當(dāng)氫原子從n=3能級躍遷到n=2的能級時,向外輻射的光子的波長是多少?
(2)若要使處于基態(tài)的氫原子電離,至少要用多大頻率的光子照射氫原子?
(3)一群氫原子在n=4能級時可放出幾種不同能量的光子?
答案:(1)6.58×10-7 m (2)3.28×1015 Hz (3)6種
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