【紅對勾】2014屆高三物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)42 原子結(jié)構(gòu)

課時作業(yè)42原子結(jié)構(gòu)時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×864)1(2012·北京理綜)一個氫原子從n3能級躍遷到n2能級，該氫原子()A放出光子，能量增加B放出光子，能量減少C吸收光子，能量增加 D吸收光子，能量減少解析：由玻爾原子模型、躍遷的特點，由高能級向低能級躍遷過程中能量減少，減少的能量以光子形式放出，選項B正確答案：B2(2012·江蘇高考)如右圖所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光在下列該原子光譜的各選項中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是()解析：由En、hE及能級躍遷圖可得a光的波長最短，b光的波長最長，選項C正確答案：C3根據(jù)粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，右圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線，實線表示一個粒子的運動軌跡，在粒子從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(fù)功，后做正功，總功等于零D加速度先變小，后變大解析：粒子從a到b，受排斥力作用，電場力做負(fù)動，動能減少，電勢能增大；粒子從b再運動到c，電場力做正功動能增加，電勢能減少；到達(dá)c點時，由于a、c在同一等勢面上，所以從a到c，總功為零故A、B錯，C對粒子從a到b，場強增大，加速度增大；從b到c，場強減小，加速度減小故D錯答案：C4氫原子輻射出一個光子后，則()A電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大 B電子的動能增大C氫原子的電勢能增大 D原子的能級值增大解析：由玻爾理論可知，氫原子輻射光子后，應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道，在此躍遷過程中，電場力對電子做了正功，因而電勢能應(yīng)減小另由經(jīng)典電磁理論知，電子繞核做勻速圓周運動的向心力即為氫核對電子的庫侖力：km，所以Ekmv2.可見，電子運動半徑越小，其動能越大再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，氫原子放出光子，輻射出一定的能量，所以原子的總能量減小綜上討論，可知該題只有答案B正確答案：B5如圖所示，是氫原子四個能級的示意圖當(dāng)氫原子從n4的能級躍遷到n3的能級時，輻射出光子a.當(dāng)氫原子從n3的能級躍遷到n2的能級時，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的波長大于光子b的波長D在真空中光子a的傳播速度大于光子b的傳播速度解析：參照提供的能級圖，容易求得b光子的能量大，Eh，所以b光子頻率高、波長小，所有光子在真空中速度都是相同的，正確答案是C.該題考查光的本性問題，涉及到能級的基本規(guī)律答案：C6氫原子從n3激發(fā)態(tài)向低能級狀態(tài)躍遷可能放出的光子中，只有一種光子不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列說法正確的是()A不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是從n3激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時放出的B不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是從n3激發(fā)態(tài)直接躍遷到n2激發(fā)態(tài)時放出的C從n4激發(fā)態(tài)躍遷到n3激發(fā)態(tài)，所放出的光子一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)D從n4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，所放出的光子一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)解析：氫原子從n3激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，各能級差為：E321.51 eV(3.4) eV1.89 eV，E311.51 eV(13.6) eV12.09 eV，E213.4 eV(13.6) eV10.2 eV，故32能級差最低，據(jù)Eh可知此時輻射的頻率最低，因此一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)，E430.66 eV，故一定不能使A發(fā)生光電效應(yīng)答案：BC7紫外線照射一些物質(zhì)時，會發(fā)生熒光效應(yīng)，即物質(zhì)發(fā)出可見光，這些物質(zhì)中的原子先后發(fā)生兩次躍遷，其能量變化分別為E1和E2，下列關(guān)于原子這兩次躍遷的說法中正確的是()A兩次均向高能級躍遷，且|E1|>|E2|B兩次均向低能級躍遷，且|E1|E2|C先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且|E1|E2|D先向高能級躍遷，再向低能級躍遷，且|E1|E2|解析：原子吸收紫外線，使原子由低能級向高能級躍遷，吸收E1，再由高能級向低能級躍遷，放出可見光，紫外線光子能量大于可見光，故E1E2，D正確答案：D8(2010·重慶高考)氫原子部分能級的示意圖如圖所示不同色光的光子能量如下表所示()色光紅橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍(eV)1.612002.002072.072142.142532.532762.76310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、紫解析：由能級圖可知，只有原子從n4能級向n2能級以及從n3能級向n2能級躍遷時發(fā)射光子的能量符合題目要求，兩種光子對應(yīng)的能量分別為2.55 eV和1.89 eV，分別為藍(lán)靛光和紅光，選項A正確答案：A二、計算題(3×1236)9如右圖所示，氫原子從n>2的某一能級躍遷到n2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n2的能級，滿足：hEnE22.55 eVEnhE20.85 eV，所以n4基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級，應(yīng)提供：EE4E112.75 eV.躍遷圖如下圖答案：12.75 eV見解析圖10一群氫原子處于量子數(shù)n4能級狀態(tài)，氫原子的能級的示意圖如圖所示，則：(1)氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？(2)氫原子由量子數(shù)n4的能級躍遷到n2的能級時輻射光子的能量是多少電子伏？(3)用(2)中的光子照射下列中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)？發(fā)生光電效應(yīng)時，發(fā)射光電子的能量最大初動能是多大？幾種金屬的逸出功W金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.1解析：(1)可能發(fā)射的光譜線條數(shù)與發(fā)射的頻率相對應(yīng)，因此有N可得n4時發(fā)射的光子頻率最多為N6種(2)由玻爾的躍遷理論可得光子的能量EE4E2(0.85)(3.40) eV2.55 eV.(3)E只大于銫的逸出功，故光子只有照射到銫金屬上時才能發(fā)生光電效應(yīng)根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動能為EkmEW，代入數(shù)據(jù)解得Ekm0.65 eV(或1.1×1019J)答案：(1)6種(2)2.55 eV(3)銫0.65 eV(或1.1×1019J)11氫原子處于基態(tài)時，原子能量E113.6 eV，已知電子電量e1.6×1019C，電子質(zhì)量m0.91×1030kg，氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r10.53×1010m.(1)若要使處于n2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？(2)氫原子核外電子的繞核運動可等效為一環(huán)形電流，則氫原子處于n2的定態(tài)時，核外電子運動的等效電流多大？(3)若已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，今用一群處于n4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉，試通過計算說明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)？解析：(1)要使處于n2的氫原子電離，照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為h0得8.21×1014Hz.(2)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運動，庫侖力作向心力，有其中r24r1，根據(jù)電流的定義I由得I將數(shù)據(jù)代入得I1.3×104A.(3)由于鈉的極限頻率為6.00×1014Hz，則使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的光子的能量至少為E0heV2.486 eV一群處于n4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光子，要使鈉發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)使躍遷時兩能級的差EE0，所以在六條光譜線中有E41、E31、E21、E42四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)答案：(1)8.21×1014Hz(2)1.3×104A(3)四條7