高考总复习物理随堂课件与课后习题第十五章近代物理课时规范练43原子结构玻尔理论.docx

课时规范练43原子结构玻尔理论 基础对点练1.(氢原子的能级跃迁)(2021河北石家庄二中模拟)如图所示为氢原子的能级图,一个氢原子吸收能量后由基态跃迁到n=4的激发态,然后向低能级跃迁,下列说法正确的是()A.可能发出6种能量的光子B.只能发出1种能量的光子C.吸收的能量为12.75 eVD.可能发出能量为0.85 eV的光子2.(多选)(氢原子光谱和能级跃迁)(2021浙江稽阳联考)氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长,玻尔的氢原子能级图如图乙所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可见光的频率范围约为4.2×10147.8×1014 Hz,则()A.H谱线对应光子的能量小于H谱线对应光子的能量B.图甲所示H、H、H、H四种光均属于可见光范畴C.H对应光子的能量约为10.2 eVD.H谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级3.(氢原子的能级跃迁和光电效应的综合)(2021河北五个一名校联盟高三二模)氢原子能级图如图所示,大量处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时会发出不同频率的光。下列说法正确的是()A.这些光中波长最长的光对应的光子能量为10.2 eVB.这些光中频率最高的光对应的光子能量为12.75 eVC.用这些光照射逸出功为3.20 eV的钙金属表面,能照射出光电子的光最多有4种D.用这些光照射逸出功为3.20 eV的钙金属表面,出射光电子初动能的最大值为8.19 eV4.(氢原子的能级跃迁和光电效应的综合)氢原子的能级图如图所示。用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂,下列说法正确的是()A.产生的光电子的最大初动能为6.41 eVB.产生的光电子的最大初动能为12.75 eVC.氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光不能使金属铂发生光电效应D.氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光也能使金属铂发生光电效应5.(散射、链式反应、能级和电子发现)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是()A.图甲:卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,发现了质子和中子B.图乙:用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能C.图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的D.图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构6.(多选)(能级跃迁)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示,已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间,则()A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线B.氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时会辐射出红外线C.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离D.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光素养综合练7.如图甲所示为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时的辐射光,则谱线b是氢原子()A.从n=3能级跃迁到n=2能级时的辐射光B.从n=5能级跃迁到n=3能级时的辐射光C.从n=4能级跃迁到n=3能级时的辐射光D.从n=5能级跃迁到n=2能级时的辐射光8.图甲为氢原子能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示光电管的阴极K时,电路中有光电流产生,则()A.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,一定能使阴极K发生光电效应B.改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,不能使阴极K发生光电效应C.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,逸出光电子的最大初动能不变D.入射光的强度增大,逸出光电子的最大初动能也增大9.氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量E1=-54.4 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使其发生跃迁的是()A.54.4 eVB.51.0 eVC.43.2 eVD.40.8 eV10.如图所示为氢原子能级图。现有一群处于n=4激发态的氢原子,用这些氢原子辐射出的光照射逸出功为2.13 eV的某金属,已知电子的电荷量为1.6×10-19 C,则()A.这些氢原子能辐射出3种不同频率的光子B.这些氢原子辐射出光子后,电子的总能量保持不变C.这些氢原子辐射出的所有光都能使该金属发生光电效应D.该金属逸出的所有光电子中,初动能的最大值为1.7×10-18 J参考答案课时规范练43原子结构玻尔理论1.C解析 一个原子从n=4的激发态向基态跃迁最多能发出3种能量的光子,A、B错误;从基态到n=4的激发态要吸收的能量为E=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,C正确;根据E=Em-En可知,发生光子的能量不可能为0.85 eV,D错误。2.ABD解析 根据真空中光速等于波长乘频率可知,波长越长频率越小,根据E=h可知频率越小能量越小,故A正确;由可见光的频率范围可知,可见光的波长范围约为385714 nm,则四种光都属于可见光,故B正确;由E=h=hc,可得E=2.56 eV,故C错误;根据E=h=hc,可得E=1.89 eV,结合能级图可知,从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量为-1.51-(-3.4)eV=1.89 eV,故D正确。3.B解析 这些光中波长最长的光,频率最小,能量最小,对应的光子能量为0.66 eV,A错误;这些光中频率最高的光对应的光子能量为13.6 eV-0.85 eV=12.75 eV,B正确;用这些光照射逸出功为3.20 eV的钙金属表面,能照射出光电子的光最多有3种,C错误;用这些光照射逸出功为3.20 eV的钙金属表面,出射光电子初动能的最大值为Ek=h-W0=12.75 eV-3.20 eV=9.55 eV,D错误。4.A解析从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为13.6 eV-0.85 eV=12.75 eV,产生的光电子的最大初动能为Ek=h-W0=12.75 eV-6.34 eV=6.41 eV,故A正确,B错误;氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量为10.2eV,能使金属铂发生光电效应,故C错误;氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量小于逸出功,不能发生光电效应,故D错误。5.C解析卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,故A错误。用中子轰击铀核使其发生裂变,裂变反应会释放出巨大的核能,故B错误。玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,故C正确。汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构,天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构,故D错误。6.CD解析射线在核反应时才会放出,氢原子跃迁无法辐射射线,故A错误;氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时,辐射光子的能量E=-1.51 eV-(-3.40 eV)=1.89 eV,在可见光范围之内,故B错误;氢原子在n=3能级吸收1.51 eV的光子能量就可以电离,紫外线的光子能量大于3.11 eV,可以使处于n=3能级的氢原子电离,故C正确;氢原子从n=4能级跃迁至n=2能级辐射光子的能量E'=-0.85 eV-(-3.40 eV)=2.55 eV,在可见光范围之内,同理,从n=3能级跃迁至n=2能级辐射光子的能量也在可见光范围之内,辐射出的其他光的频率不在可见光范围内,所以大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光,故D正确。7.D解析谱线a是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时的辐射光,波长大于谱线b,所以a光的光子频率小于b光的光子频率,所以b光的光子能量大于n=4和n=2间的能级差。n=3跃迁到n=2,n=4跃迁到n=3,n=5跃迁到n=3的能级差都小于n=4和n=2间的能级差;只有n=5和n=2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差,D正确。8.A解析根据跃迁规律可知从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射光子的能量小于从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射光子的能量,所以从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光一定能使阴极K发生光电效应,A正确。从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量大于从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子的能量,所以从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光一定能使阴极K发生光电效应,B错误。改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射时,入射光的光子能量变大,因此逸出光电子的最大初动能变大,C错误。入射光的强度增大,不会影响逸出光电子的最大初动能,只会使逸出的光电子数目增多,D错误。9.C解析假设基态的氦离子吸收54.4 eV的能量,当光子能量大于等于基态能量时,将被处于基态的离子吸收并使其跃迁,A错误。假设基态的氦离子吸收51.0 eV的能量,能量变为-3.4 eV,所以能被吸收,并跃迁到第4能级,B错误。假设基态的氦离子吸收43.2 eV的能量,能量变为-11.2 eV,不能被吸收发生跃迁,C正确。假设基态的氦离子吸收40.8 eV的能量,能量变为-13.6 eV,能被吸收,并跃迁到第2能级,D错误。10.D解析这些氢原子可以辐射出C42=6种不同频率的光子,A错误。这些氢原子辐射出光子后,电子的动能增大,电势能减小,总能量会减小,B错误。氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光的能量E43=E4-E3=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV<2.13 eV,所以不能使逸出功为2.13 eV的金属发生光电效应,C错误。氢原子由n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大,频率最大,最大能量E41=12.75 eV,根据光电效应方程可知,入射光子的能量越高,则逸出的光电子的动能越大,初动能的最大值Ekm=(12.75-2.13) eV=10.62 eV=1.7×10-18 J,D正确。 6