湖北省2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 16.1《原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜》試題

第十六章原子結(jié)構(gòu)原子核 第1單元原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜1.關(guān)于原子結(jié)構(gòu)理論與粒子散射實驗，下列說法中正確的是（）A.盧瑟福做粒子散射實驗是為了驗證湯姆孫的棗糕模型是錯誤的B.盧瑟福認(rèn)識到湯姆孫的“棗糕模型”的錯誤后提出了“核式結(jié)構(gòu)”理論C.盧瑟福的粒子散射實驗是為了驗證核式結(jié)構(gòu)理論的正確性D.盧瑟福依據(jù)粒子散射實驗的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論2.在粒子散射實驗中,如圖所示畫出了一些曲線,這些曲線中可能是粒子徑跡的是()A.aB.bC.cD.d3.氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光的頻率為1，從能級n躍遷到能級k時吸收紫光的頻率為2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則（）A.吸收光子的能量為h1h2B.輻射光子的能量為h1h2C.吸收光子的能量為h2 - h1D.輻射光子的能量為h2 - h14.(2020·廣東廣州模擬)如圖為氫原子能級圖,現(xiàn)有一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,則這些原子()A.發(fā)出的光子最小能量是0.66eVB.發(fā)出的光子最大能量是12.75eVC.能發(fā)出3種不同頻率的光子D.由n=3躍遷到n=1時發(fā)出的光子頻率最高5.(2020·西安鐵一中高三上期末)氦原子被電離出一個核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子.已知基態(tài)的氦離子能量為E1-54.4 eV，氦離子的能級示意圖如圖所示.在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是（）A.42.8 eV(光子) B.43.2 eV(電子)C.41.0 eV(電子) D.54.4 eV(光子)6.如圖為氫原子能級示意圖的一部分,則氫原子()A.從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出電磁波的波長長B.從n=5能級躍遷到n=1能級比從n=5能級躍遷到n=4能級輻射出電磁波的速度大C.處于不同能級時,核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D.從高能級向低能級躍遷時,氫原子核一定向外放出能量7.氫原子能級示意圖如圖所示,不同色光的光子能量如下表所示.色光赤橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10處于某激發(fā)態(tài)的氫原子,發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條,其顏色分別為()A.紅、藍(lán)靛B.黃、綠C.紅、紫D.藍(lán)靛、紫8.氫原子光譜除了巴耳末系外,還有萊曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式為,n=4,5,6,R=1.10×107m-1.若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域,試求:(1)n=6時對應(yīng)的波長;(2)帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多少?n=6時,傳播的頻率為多少?9.如圖為氫原子能級圖,試回答下列問題:(1)一群處于n=4的氫原子躍遷后可能輻射出幾種頻率的光子?(2)通過計算判斷,氫原子從能級n=4躍遷到能級n=2時輻射出的光子最大頻率是多少?(3)設(shè)氫原子處于基態(tài)時電子的軌道半徑為r1,動能為Ek1,處于第n能級時電子的軌道半徑為rn,動能為Ekn.已知rn=n2r1,試用庫侖定律和牛頓運動定律證明:Ekn=.參考答案1.解析:盧瑟福設(shè)計的粒子散射實驗是為了探究原子內(nèi)電荷的分布，并非為了驗證湯姆孫模型是錯誤的，A錯誤；盧瑟福并不是認(rèn)識到“棗糕模型”的錯誤而提出“核式結(jié)構(gòu)”理論的，B錯誤；盧瑟福做了粒子散射實驗后，由實驗現(xiàn)象提出了“核式結(jié)構(gòu)”理論，C錯誤，D正確.答案：D2.解析:根據(jù)電荷之間的相互作用力來進(jìn)行判斷.粒子與重核均帶正電,它們之間是庫侖斥力,所以粒子的徑跡只能是偏離重核運動,故徑跡c不可能.粒子離重核越近,速度方向偏轉(zhuǎn)角度越大;越遠(yuǎn),偏轉(zhuǎn)角度越小,所以徑跡a不可能,徑跡b、d有可能.綜上所述,B、D兩項正確.答案:BD3.解析:氫原子從能級m躍遷到能級n時輻射紅光，說明能級m高于能級n，而從能級n躍遷到能級k時吸收紫光，說明能級k也比能級n高，而紫光的頻率2大于紅光的頻率1，所以h2>h1，因此能級k比能級m高，所以若氫原子從能級k躍遷到能級m，應(yīng)輻射光子，且光子能量應(yīng)為h2-h1.故選項D正確.答案：D4.解析:發(fā)出的光子的最小能量為E3-E2=1.89eV,A項錯;發(fā)出的光子的最大能量為E3-E1=12.09eV,B項錯;能發(fā)出不同頻率的光子種類為=3種,C項對;由n=3躍遷到n=1時,發(fā)出的光子能量最大,由E=h知,對應(yīng)光子的頻率最高,D項對.答案:CD5.解析:基態(tài)的氦離子吸收42.8 eV的能量，能量為-54.4 eV42.8 eV-11.6 eV.不能躍遷，故A正確.基態(tài)的氦離子吸收43.2 eV的電子能量，部分被吸收，能躍遷到第二能級.故B錯誤.基態(tài)的氦離子吸收41.0 eV的電子能量，部分被吸收，能躍遷到第二能級.故B錯誤.基態(tài)的氦離子吸收54.4 eV的能量，能量為-54.4 eV54.4 eV0 eV，躍遷到無窮遠(yuǎn)，故D錯誤.答案：A6.解析:由h=Em-En,En=,=c/v可得:從n=4躍遷到n=3比從n=3躍遷到n=2輻射出的電磁波的能量小,頻率小,波長長,A項正確;電磁波在真空中的速度都是一樣的,B項錯誤;電子軌道與能級對應(yīng),處于不同能級,核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的,C項錯誤;從高能級向低能級躍遷時,氫原子一定向外釋放能量,但不是氫原子核釋放能量,D項錯誤.答案:A7.解析:如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第2能級,能夠發(fā)出10.2eV的光子,不屬于可見光;如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第3能級,能夠發(fā)出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三種光子,只有1.89eV屬于可見光;如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第4能級,能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的6種光子,1.89eV和2.55eV屬于可見光,1.89eV的光子為紅光,2.55eV的光子為藍(lán)靛,故A項正確.答案:A8.解析:(1)根據(jù)帕邢系公式,當(dāng)n=6時,=1.09×10-6m.(2)帕邢系形成的譜線在紅外區(qū)域,所以在真空中以光速c=3.0×108m/s傳播.由c=得:=2.75×1014 Hz.答案:(1)1.09×10-6m(2)3.0×108m/s2.75×1014Hz9.解析:(1)最多可輻射出=6種頻率的光子.(2)由氫原子能級圖可知,從能級n=4躍遷到能級n=2輻射出的光子中,能量最大值為Emax=E4-E2=2.55eV,所以輻射的光子中最大頻率為max=Hz=6.15×1014 Hz.(3)電子在軌道上受庫侖力作用做勻速圓周運動,由庫侖定律和牛頓第二定律得:k=m,所以電子的動能為Ek=mv2=,又rn=n2r1得:,即.答案:(1)6種(2)6.15×1014Hz(3)見解析