原子与原子核-备战2018年高考物理之高频考点解密（解析版）.pdf

解 密 1 3-3 一 一 3 核 摹 导 航 欠 事 核 心 考 点 考 纲 要 求 氢 原 子 光 谱 I氢 原 子 的 能 级 结 构、能 级 公 式 I原 子 核 的 组 成、放 射 性、原 子 核 的 衰 变、半 衰 期 I放 射 性 同 位 素 I核 力、核 反 应 方 程 I结 合 能、质 量 亏 损 I裂 变 反 应 和 聚 变 反 应、裂 变 反 应 堆 I射 线 的 危 害 和 防 护 I光 电 效 应 I爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 I与 网 络 和 供 京 光 是 一 种 概 率 波 光 电 效 应 的 实 验 规 律 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程：E=h v-W0光 的 粒 子 性，康 普 顿 效 应 光 子 的 动 量：能 量 量 子 化：能 量 子=地 a粒 子 散 射 实 验 原 子 核 式 结 构 模 型 原 子 的 核 式 结 构 原 子 核 的 电 荷 和 尺 度（基 本 假 设 波 粒 二 象 性 原|原 子 结 构 玻 尔 原 子 模 型 纥=二 月 子 结 构 原 子 核 能 级,上 能 级 图 氢 原 子 光 谱 连 续 谱 线 状 谱 天 然 放 射 现 象 实 验 规 律 三 种 射 线 半 衰 期 原 子 核 的 组 成,质 子 中 字 原 子 核 半 衰 期 f衰 变 核 反 应，人 工 转 变 裂 变 聚 变 核 力 和 结 合 能口 解 密 湾 支 凄 考 点 1%一 致 密 名/於 备 知 鹤 一、光 电 效 应 1.光 电 效 应 现 象 照 射 到 金 属 表 面 的 光，能 使 金 属 中 的 电 子 从 表 面 逸 出。逸 出 的 电 子 叫 做 光 电 子。2.光 电 效 应 的 规 律（1）每 种 金 属 都 有 一 个 发 生 光 电 效 应 的 最 小 频 率，称 为 截 止 频 率 或 极 限 频 率（VC）o（2）入 射 光 的 频 率 不 变 时，入 射 光 越 强，饱 和 光 电 流 越 大。光 电 流 的 强 度（单 位 时 间 内 发 射 的 光 电 子 数）与 入 射 光 的 强 度 成 正 比。（3）入 射 光 的 频 率 不 变 时，存 在 一 个 使 光 电 流 减 小 到 0 的 反 向 电 压，即 遏 止 电 压（上）。表 明 光 电 子 的 能 量 只 与 入 射 光 的 频 率 有 关，而 与 入 射 光 的 强 度 无 关。（4）光 照 射 到 金 属 表 面 时，光 电 子 的 逸 出 几 乎 是 瞬 时 的，精 确 测 量 为 10 9s。3.爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程（1）光 子 说：光 由 一 个 个 不 可 分 割 的 能 量 子 组 成，频 率 为 v 的 光 的 能 量 子 为 的，即 光 子，其 中 普 朗 克 常 量。（2）爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程：Ek=hv-W0其 中 以 为 光 电 子 的 最 大 初 动 能，Ek=eUc=-m,加 为 入 射 光 子 的 能 量，的 为 金 属 的 逸 出 功 24.爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 对 光 电 效 应 的 解 释（1）光 电 子 的 最 大 初 动 能 反 与 入 射 光 的 频 率 v有 关，而 与 光 的 强 弱 无 关。只 有 当 加%时，才 有 光 电子 逸 出，截 止 频 率 打=h（2）电 子 一 次 性 吸 收 光 子 的 全 部 能 量，不 需 要 积 累 能 量 的 时 间，所 以 光 电 流 几 乎 在 瞬 间 产 生。（3）对 于 频 率 v相 同 的 光，光 较 强 时，包 含 的 光 子 数 较 多，照 射 金 属 时 产 生 的 光 电 子 较 多，因 而 饱 和 光 电 流 较 大。二、光 电 效 应 的 图 象 分 析 1.光 电 流 与 电 压 的 关 系 图 象（/-U图 象）（1）电 压 范 围 足 够 大 时，电 流 的 最 大 值 为 饱 和 光 电 流/m；图 线 与 横 轴 交 点 的 横 坐 标 的 绝 对 值 为 遏 止 电 压”；光 电 子 的 最 大 初 动 能 Ek=e&（2）频 率 相 同 的 入 射 光，遏 止 电 压 相 同；饱 和 光 电 流 与 光 照 强 度 成 正 比。（3）不 同 频 率 的 入 射 光，遏 止 电 压 不 同；入 射 光 频 率 越 大，遏 止 电 压 越 大。2.最 大 初 动 能 与 入 射 光 频 率 的 关 系 图 象（kf图 象）（1）函 数 方 程 为（2）图 线 斜 率 等 于 普 朗 克 常 量；横 轴 截 距 等 于 截 止 频 率 先;纵 轴 截 距 的 绝 对 值 E 等 于 逸 出 功 航=%3.遏 止 电 压 与 入 射 光 频 率 的 关 系 图 象（Uc-v图 象）（1）函 数 方 程 为 a=-v=ve e e e（2）图 线 斜 率 与 电 子 电 荷 量 的 乘 积 等 于 普 朗 克 常 量 九 横 轴 截 距 等 于 截 止 频 率 外;纵 轴 截 距 的 绝 对 值 与 电 子 电 荷 量 的 乘 积 等 于 逸 出 功。/幡 爆 东 的 如 图 所 示，电 路 中 所 有 元 件 完 好，有 光 照 射 到 光 电 管 上，但 灵 敏 电 流 计 没 有 示 数，其 原 因 可 能 是 A.入 射 光 太 弱 C.光 照 时 间 短 B.入 射 光 波 长 太 长 D.电 源 正 负 极 接 反【参 考 答 案】BD【试 题 解 析】光 电 管 能 否 产 生 光 电 效 应 与 入 射 光 的 强 度 没 有 关 系，A错 误；若 入 射 光 波 长 太 长，大 于 金 属 的 极 限 波 长 时，金 属 不 能 发 生 光 电 效 应，没 有 光 电 流 产 生，则 灵 敏 电 流 计 无 示 数，B正 确；光 电 管 能 否 产 生 光 电 效 应 与 光 照 时 间 没 有 关 系，C 错 误：若 电 源 正、负 极 接 反，光 电 管 加 上 反 向 电 压，光 电 子 做 减 速 运 动，可 能 不 能 到 达 阳 极，电 路 中 不 能 形 成 电 流，D 正 确。修 弧 除 猿 可 1.在 演 示 光 电 效 应 的 实 验 中，原 来 不 带 电 的 一 块 锌 板 与 灵 敏 验 电 器 相 连，用 弧 光 灯 照 射 锌 板 时，验 电 器 的 指 针 就 张 开 了 一 个 角 度，如 图 所 示，这 时 A.锌 板 带 正 电，指 针 带 负 电 B.锌 板 带 正 电，指 针 带 正 电 C.锌 板 带 负 电，指 针 带 正 电 D.锌 板 带 负 电，指 针 带 负 电【答 案】B【解 析】锌 板 在 弧 光 灯 照 射 下，发 生 光 电 效 应，有 光 电 子 逸 出，锌 板 失 去 电 子 带 正 电，脸 电 器 与 锌 板 相 连，导 致 指 针 带 正 电，B正 确，ACD错 误。2.用 一 束 绿 光 照 射 某 金 属，能 产 生 光 电 效 应，现 在 把 人 射 光 的 条 件 改 变，再 照 射 这 种 金 属。下 列 说 法 正 确的 是 A.把 这 束 绿 光 遮 住 一 半，则 可 能 不 产 生 光 电 效 应 B.把 这 束 绿 光 遮 住 一 半，则 逸 出 的 光 电 子 最 大 初 动 能 将 减 小 C.若 改 用 一 束 红 光 照 射，则 不 产 生 光 电 效 应 D.若 改 用 一 束 蓝 光 照 射，则 逸 出 光 电 子 的 最 大 初 动 能 将 增 大【答 案】D【解 析】把 这 束 绿 光 遮 住 一 半，光 的 强 度 减 小，仍 然 产 生 光 电 效 应，产 生 的 光 电 子 数 目 减 小，光 电 子 最 大 初 动 能 不 变，A B 错 误；若 改 用 一 束 红 光 照 射，因 为 红 光 的 频 率 小 于 绿 光 的 频 率，可 能 不 发 生 光 电 效 应，C 错 误；若 改 用 一 束 蓝 光 照 射，入 射 光 子 能 量 增 大，逸 出 功 不 变，根 据 光 电 效 应 方 程 反=力 片 断 可 知，光 电 子 的 最 大 初 动 能 增 大，D 正 确。3.某 光 源 发 出 的 光 由 不 同 波 长 的 光 组 成，不 同 波 长 的 光 的 强 度 如 图 所 示，表 中 给 出 了 一 些 材 料 的 极 限 波 长,用 该 光 源 发 出 的 光 照 射 表 中 材 料 0 100 200 300 400 A(nm)材 料 钠 铜 销 极 限 波 长(nm)541 268 196A.仅 钠 能 产 生 光 电 子 B.仅 钠、铜 能 产 生 光 电 子 C.仅 铜、伯 能 产 生 光 电 子 D.都 能 产 生 光 电 子【答 案】D【解 析】只 有 光 源 的 频 率 大 于 金 属 的 极 限 频 率，即 波 长 小 于 金 属 的 极 限 波 长 时，金 属 能 发 生 光 电 效 应，有 光 电 子 逸 出，该 光 源 发 出 的 光 的 有 波 长 小 于 196 nm的 部 分，小 于 钠、铜、粕 的 极 限 波 长，故 三 种 材 料 都 能 发 生 光 电 效 应，产 生 光 电 子，D正 确，ABC错 误。4.用 如 图 所 示 的 装 置 演 示 光 电 效 应，当 用 某 种 频 率 的 光 照 射 光 电 管 时，闭 合 开 关 S,此 时 电 流 表 A 的 读 数 为/，若 改 用 更 高 频 率 的 光 照 射 光 电 管 A.断 开 开 关 S,则 一 定 有 电 流 流 过 电 流 表 AB.将 滑 动 变 阻 器 的 触 头 c 向 6 端 移 动，光 电 子 到 达 阳 极 时 的 速 度 必 将 变 小C.只 要 电 源 的 电 压 足 够 大，将 滑 动 变 阻 器 的 触 头 c 向。端 移 动，光 电 管 中 可 能 没 有 光 电 子 产 生 D.只 要 电 源 的 电 压 足 够 大，将 滑 动 变 阻 器 的 触 头 c 向。端 移 动，电 流 表 A 读 数 可 能 为 0【答 案】AD【解 析】原 来 电 路 中，光 电 管 两 端 加 反 向 电 压，此 时 有 光 电 流，若 改 用 更 高 频 率 的 光 照 射 光 电 管，且 断 开 开 关 S,光 电 子 的 最 大 初 动 能 增 大，且 无 反 向 电 压 的 减 速，光 电 子 一 定 能 到 达 阳 极，有 光 电 流 产 生，A正 确；将 滑 动 变 阻 器 的 触 头 C向 方 端 移 动，光 电 管 两 端 的 反 向 电 压 减 小，光 电 子 到 达 阳 极 的 速 度 必 将 增 大，B错 误；改 用 更 高 频 率 的 光 照 射 光 电 管，光 电 管 中 一 定 有 光 电 子 产 生，C错 误；只 要 电 源 的 电 压 足 够 大，将 滑 动 变 阻 器 的 触 头 c向 a端 移 动，使 光 电 管 两 端 的 反 向 电 压 达 到 遏 止 电 压，光 电 子 就 不 能 到 达 阳 极，无 法 形 成 光 电 流，则 电 流 表 A的 读 数 可 能 为 0,D正 确。5.某 同 学 采 用 如 图 所 示 的 实 验 装 置 研 究 光 电 效 应 现 象。当 用 某 单 色 光 照 射 光 电 管 的 阴 极 K 时，会 发 生 光 电 效 应 现 象。闭 合 开 关 S,在 阳 极 A 和 阴 极 K 之 间 加 上 反 向 电 压，通 过 调 节 滑 动 变 阻 器 的 滑 片 逐 渐 增 大 电 压，直 至 电 流 计 中 电 流 恰 为 零，此 时 电 压 表 的 电 压 值。称 为 遏 止 电 压。现 分 别 用 频 率 为 必 和 也 的 单 色 光 照 射 阴 极，测 量 到 遏 止 电 压 分 别 为 5 和 5,设 电 子 质 量 为 修、电 荷 量 为 e,则 下 列 说 法 中 正 确 的 是 A.用 频 率 为 必 的 光 照 射 时，光 电 子 的 最 大 初 速 度 B.阴 极 K 金 属 的 逸 出 功 W0=hvi-eUi人 皿 C.阴 极 K 金 属 的 极 限 频 率 vc=。匕 一。2 vlG 4D.普 朗 克 常 量 公 吟-。2)匕 一 匕【答 案】ABC【解 析】光 电 子 在 光 电 管 中 减 速，根 据 动 能 定 理 有-e S=O-1/m A 则 用 频 率 为 0 的 光 照 射 时，光 电 子 的 2最 大 初 速 度 V=型 人，A 正 确；由 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 有 成 产 eU i+%,hv2=eU2+Wo,得 阴 极 K 金 m属 的 逸 出 功 的=V L eU，得 仁!，B 正 确，D 错 误；阴 极 K 金 属 的 极 限 频 率 匕 一 匕 国=曳 山 Lh U r U C 正 确。6.用 不 同 频 率 的 紫 外 线 分 别 照 射 铝 和 锌 的 表 面 而 发 生 光 电 效 应，可 得 到 光 电 子 最 大 初 动 能 热 随 入 射 光 频 率 v变 化 的 Ek-v图 象。己 知 鸨 的 逸 出 功 是 3.28 e V,锌 的 逸 出 功 是 3.34 e V,若 将 二 者 的 图 线 画 在 同 一 个 Ek-v坐 标 图 中，用 实 线 表 示 铝，虚 线 表 示 锌，则 能 正 确 反 映 这 一 过 程 的 是【答 案】A【解 析】根 据 爱 因 斯 坦 光 电 效 应 方 程 品 a n-而，则 图 象 的 斜 率 为 h,均 相 同；由 逸 出 功 的=加=，w为 图 象 的 横 轴 截 距 大 小，又 铛 的 逸 出 功 小 于 锌 的 逸 出 功，则 表 示 铛 的 图 线 的 横 轴 截 距 较 小，选 A。7.在 光 电 效 应 实 验 中，某 同 学 用 同 一 种 材 料 在 不 同 实 验 条 件 下 得 到 了 三 条 光 电 流 与 电 压 之 间 的 关 系 曲 线（甲 光、乙 光、丙 光），如 图 所 示 则 可 判 断 出 A.甲 光 的 频 率 大 于 乙 光 的 频 率 B.乙 光 的 波 长 大 于 丙 光 的 波 长 C.甲、乙 光 波 长 相 等 D.甲 光 产 生 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 大 于 丙 光 产 生 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能【答 案】BC【解 析】由 图 可 知，由 甲 光 产 生 的 光 电 流 的 遏 止 电 压 与 乙 光 产 生 的 光 电 流 的 遏 止 电 压 相 等，即 由 甲 光 产 生 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 和 由 乙 光 产 生 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 相 等，故 甲 光 的 频 率 等 于 乙 光 的 频 率，甲、乙 的 波 长 也 相 等，A 借 误，C 正 确；甲 光 产 生 的 光 电 流 的 遏 止 电 压 小 于 丙 光 产 生 的 光 电 流 的 遏 止 电 压，故 甲 光 产 生 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能 小 于 内 光 产 生 的 光 电 子 的 最 大 初 动 能，甲、乙 光 的 频 率 小 于 闪 光 的 频 率，甲、乙 光 的 波 长 大 于 丙 光 的 波 长，B 正 确，D 错 误。8.研 究 光 电 效 应 的 电 路 如 图 所 示。用 频 率 相 同、强 度 不 同 的 光 分 别 照 射 密 封 真 空 管 的 钠 极 板（阴 极 K）,钠 极 板 发 射 出 的 光 电 子 被 阳 极 A 吸 收，在 电 路 中 形 成 光 电 流 下 列 光 电 流/与 A、K 之 间 的 电 压 U A K的 关 系 图 象 中，正 确 的 是【答 案】C【解 析】根 据 光 电 效 应 的 结 论 可 知，当 入 射 光 的 频 率 一 定 时，最 大 初 动 能 相 同，根 据 匕*=&,频 率 一 定 的 光 照 射 K极 时，遏 止 电 压 是 一 定 的；光 的 强 度 越 大 则，单 位 时 间 射 出 的 光 电 子 的 数 量 越 多，则 光 电 流 越 大，C正 确。考 点 2 坡 次 的 原 各 模 助 名/於 备 知 鹤 一、光 谱 1.光 谱 用 光 栅 或 棱 镜 可 以 把 光 按 波 长 展 开，获 得 光 的 波 长（频 率）和 强 度 分 布 的 记 录，即 光 谱。2.光 谱 分 类（1）有 些 光 谱 是 一 条 条 的 亮 线（谱 线），这 样 的 光 谱 叫 做 线 状 谱。（2）有 的 光 谱 是 连 在 一 起 的 光 带，这 样 的 光 谱 叫 做 连 续 谱。3.光 谱 分 析（1）特 征 谱 线：各 种 原 子 的 发 射 光 谱 都 是 线 状 谱，原 子 只 能 发 出 几 种 特 定 频 率 的 光。不 同 原 子 的 亮 线 位 置 不 同，说 明 不 同 院 子 的 发 光 频 率 不 一 样，这 些 亮 线 被 称 为 原 子 的 特 征 谱 线。（2）明 线 光 谱，又 叫 发 射 光 谱。物 质（原 子）发 光，特 征 谱 线 为 亮 线。（3）暗 线 光 谱，又 叫 吸 收 光 谱。物 质（原 子）吸 收 白 光，特 征 谱 线 为 暗 线。（4）光 谱 分 析：每 种 原 子 都 有 自 己 的 特 征 谱 线，用 特 征 谱 线 可 以 鉴 别 物 质 和 确 定 物 质 的 组 成 成 分。二、氢 原 子 光 谱 的 实 验 规 律1.1885年，巴 耳 末(J.J.Balmer)分 析 氢 原 子 光 谱 在 可 见 光 区 的 四 条 谱 线，写 出 了 表 示 谱 线 波 长 关 系 的 巴 耳 末 公 式。2.巴 耳 末 公 式：=尺(二-二)，=3,4,5,，其 中 R 为 里 德 伯 常 量，/?=1.10 xl07m 1A 22 M23.由 巴 耳 末 公 式 确 定 的 一 组 谱 线 称 为 巴 耳 末 系。氢 光 谱 在 红 外 和 紫 外 光 区 的 其 他 谱 线 的 波 长 也 满 足 与 巴 耳 末 公 式 类 似 的 关 系 式。三、经 典 理 论 解 释 原 子 问 题 的 困 难 1.原 子 的 稳 定 性(1)经 典 理 论：核 外 电 子 在 原 子 核 库 仑 引 力 的 作 用 下 绕 核 转 动，会 产 生 变 化 的 电 磁 场，电 子 的 动 能 以 电 磁 波 的 形 式 辐 射 出 去，最 终 电 子 会 落 向 原 子 核。(2)实 际 现 象：原 子 是 个 很 稳 定 的 系 统。2.原 子 光 谱 的 分 立 特 征(1)经 典 理 论：电 子 辐 射 电 磁 波 的 频 率 就 是 电 子 绕 原 子 核 转 动 的 频 率，电 子 绕 核 转 动 的 频 率 是 连 续 变 化 的，则 原 子 辐 射 的 各 种 频 率 的 光，即 原 子 光 谱 应 该 是 连 续 的。(2)实 际 现 象：原 子 光 谱 是 分 立 的 线 状 谱。四、玻 尔 的 原 子 模 型 1.玻 尔 原 子 理 论 的 基 本 假 设(1)轨 道 量 子 化 与 定 态 电 子 的 轨 道 是 量 子 化 的。当 电 子 在 不 同 的 轨 道 上 运 动 时，原 子 处 于 不 同 的 状 态，具 有 不 同 的 能 量，即 原 子 的 能 量 是 量 子 化 的。这 些 量 子 化 的 能 量 值 叫 做 能 级。原 子 中 这 些 具 有 确 定 能 量 的 稳 定 状 态，称 为 定 态。定 态 中 能 量 最 低 的 状 态 叫 做 基 态，其 他 状 态 叫 做 激 发 态。学/科 网 通 常 用 一 个 或 几 个 量 子 数 来 标 志 各 定 态，如 用 n=,2,3,.对 应 的 E,Ei,邑，表 示 氢 原 子 基 态(=1)和 激 发 态(=2,3,4,)的 能 量 值。(2)频 率 条 件 当 电 子 从 能 量 较 高 的 定 态 轨 道(E G 跃 迁 到 能 量 较 低 的 定 态 轨 道(”)时，会 放 出 能 量 为 如 的 光 子，有 片 其 中 力 为 普 朗 克 常 量。2.氢 原 子 的 能 级(1)氢 原 子 的 能 级8543E/eVE-0.54-0.85-1.51-3.401 n Y n T-13.6(2)氢 原 子 的 能 级 公 式：E=3Ei(片 1,2,3,)，其 中 为 基 态 能 量，113.6 eVn(3)氢 原 子 的 半 径 公 式：%=%(=1,2,3,.),其 中 n 为 基 态 半 径，又 称 玻 尔 半 径，八=5.3xl(r m3.玻 尔 模 型 的 意 义 与 局 限 性(1)意 义：玻 尔 的 原 子 理 论 第 一 次 将 量 子 观 念 引 入 原 子 领 域，提 出 了 定 态 和 跃 迁 的 概 念，成 功 地 解 释 了 氢 原 子 光 谱 的 实 验 规 律。(2)局 限：对 稍 微 复 杂 一 点 的 原 子 如 氨 原 子 的 光 谱 现 象，玻 尔 理 论 无 法 解 释。玻 尔 理 论 仍 保 留 了 经 典 粒 子 的 观 念，仍 然 把 电 子 的 运 动 看 作 经 典 力 学 中 轨 道 运 动。(3)实 际 上，原 子 中 电 子 的 坐 标 是 概 率 的，其 概 率 分 布 可 通 过 电 子 云 形 象 地 表 示 出 来。五、能 级 跃 迁 1.氢 原 子 的 能 级 跃 迁(1)低 能 级-高 能 级 吸 收 能 量，原 子 能 量 变 大；电 子 的 轨 道 半 径 变 大，电 场 力 做 负 功，电 势 能 变 大，电 子 动 能 变 小。(2)高 能 级 一 低 能 级 放 出 能 量，原 子 能 量 变 小；电 子 的 轨 道 半 径 变 小，电 场 力 做 正 功，电 势 能 变 小，电 子 动 能 变 大。2.电 离(1)定 义：电 子 脱 离 原 子 核 的 束 缚 成 为 自 由 电 子 的 过 程 叫 做 电 离。(2)电 离 态：=8,=0氢 原 子 基 态-电 离 态，吸 收 13.6eV的 电 离 能；激 发 态(曷)一 电 离 态：吸 收“+13.6 eV的 电 离 能。如 过 原 子 吸 收 的 能 量 足 够 大，自 由 电 子 还 将 携 带 一 部 分 动 能。3.氢 原 子 从 高 能 级 向 低 能 级 跃 迁 发 出 的 谱 线 数(1)一 个 氢 原 子 从 高 能 级()向 各 低 能 级 跃 迁 发 出 的 谱 线 最 多 有 条。（2）一 群 氢 原 子 从 高 能 级（）向 各 低 能 级 跃 迁 发 出 的 谱 线 最 多 有 土 D 条。24.入 射 光 子 和 入 射 电 子 的 区 别（1）若 入 射 光 子 使 原 子 跃 迁，则 入 射 光 子 的 能 量 一 定 等 于 原 子 的 某 两 个 能 级 差，或 大 于 等 于 原 子 的 电 离 能。（2）若 入 射 电 子 使 原 子 跃 迁，则 入 射 电 子 的 能 量 只 需 要 大 于 等 于 原 子 的 某 两 个 能 级 差 或 电 离 能。如 弗 兰 克-赫 兹 实 验 中，汞 原 子 的 能 量 是 量 子 化 的，电 子 的 动 能 会 被 汞 原 子 以 4.9 e V的 整 数 倍 吸 收。名/雅 沮 东 的 氢 原 子 能 级 如 图 所 示，当 氢 原 子 从=3 能 级 跃 迁 到 片 2 能 级 时，辐 射 光 的 波 长 为 656 n m,则 下 列 说 法 中 正 确 的 是 n/eV8-04-0.853-1.512-3.41-13.6A.氢 原 子 从”=2能 级 跃 迁 到=1能 级 时，辐 射 光 的 波 长 大 于 656 nmB.用 波 长 为 325 n m的 光 照 射，可 使 氢 原 子 从=1能 级 跃 迁 到=2能 级 C.一 群 处 于=3 能 级 的 氢 原 子 向 低 能 级 跃 迁 时 最 多 产 生 3 种 谱 线 D.用 波 长 为 633 n m 的 光 照 射，不 能 使 氢 原 子 从=2跃 迁 到 n=3的 能 级【参 考 答 案】CD【试 题 解 析】氢 原 子 从=2能 级 跃 迁 到 n=能 级 释 放 出 的 光 子 的 能 量 大 于 氢 原 子 从=3能 级 跃 迁 到 n=2能 级 释 放 出 的 光 子 能 量，根 据 E=与，光 子 能 量 越 大，波 长 越 短，A 错 误；氢 原 子 从=1能 级 跃 迁 到=2A能 级，需 要 吸 收 A=（-3.4 4-1 3.6）eV=10.2 e V的 光 子，由 EX=hc,可 得 光 子 波 长 为 行 竺 理 nm=122 nm,10.2B 错 误；一 群 处 于=3 能 级 的 氢 原 子 向 低 能 级 跃 迁，可 产 生 C；=3种 谱 线，C 正 确；氢 原 子 从=2 能 级 跃 迁 至 U=3能 级，必 须 吸 收 波 长 为 656 n m 的 光 子，D 正 确。公 称 司 1.有 关 氢 原 子 光 谱，下 列 说 法 中 正 确 的 是 A.氢 原 子 的 发 射 光 谱 是 连 续 谱 B.氢 原 子 光 谱 说 明 氢 原 子 只 发 出 特 定 频 率 的 光 C.氢 原 子 光 谱 说 明 氢 原 子 能 量 是 连 续 的 D.氢 原 子 光 谱 线 的 频 率 与 氢 原 子 能 级 的 能 量 差 无 关【答 案】B【解 析】氢 原 子 的 发 射 光 谱 是 线 状 谱，光 谱 为 不 连 续 的 谱 线，A错 误；氢 原 子 的 谱 线 的 位 置 对 应 光 的 波 长（频 率），说 明 氢 原 子 的 能 量 是 不 连 续 的，B正 确，C错 误；氢 原 子 只 能 在 两 能 级 间 跃 迁，氢 原 子 光 谱 线 的 频 率 v与 氢 原 子 能 级 的 能 量 差 A E的 关 系 为 A=加，D错 误。2.每 种 原 子 都 有 自 己 的 特 征 谱 线，所 以 运 用 光 谱 分 析 可 以 鉴 别 物 质 成 分。氢 原 子 光 谱 中 巴 耳 末 系 的 谱 线 波 1/7 1 1长 公 式 为：-=-（-）,=3,4,5,.其 中 昂 为 氢 原 子 基 态 能 量，为 普 朗 克 常 量，c 为 真 空 1 p 1 i中 的 光 速。锂 离 子（Li+）光 谱 中 某 个 谱 线 系 的 波 长 可 归 纳 成 公 式：=（下 一?=9,12,15,A he 6 m-耳 为 锂 离 子（Li+）基 态 能 量，研 究 发 现 这 个 谱 线 系 与 氢 原 子 巴 耳 末 系 光 谱 完 全 相 同。由 此 可 推 算 出 锂 离 子（Li+）基 态 能 量 与 氢 原 子 基 态 能 量 的 比 值 为【答 案】C【解 析】锂 离 子（Li+）的 这 个 谱 线 系 与 氢 原 子 巴 耳 末 系 光 谱 完 全 相 同，则 有 3.用 光 子 能 量 为 E 的 一 束 光 照 射 容 器 中 的 氢 气，被=3能 级 的 氢 原 子 吸 收 后，可 能 发 出 按 频 率 逐 渐 升 高 排 列 的 也、也、丫 3、丫 4、丫 5、V6六 种 频 率 的 光 子，由 此 可 知 入 射 光 子 的 能 量 E 等 于 B./?(v6-vi)D.力（也+也+脂+W+吆+%）【答 案】A【解 析】氢 原 子 吸 收 能 量 后，由=3能 级 跃 迁 到 高 能 级，再 向 低 能 级 跃 迁，能 发 出 六 种 不 同 频 率 的 光 子,则 可 知 原 子 跃 迁 到 了 片 4 能 级，从 n=4能 级 跃 迁 到=3 能 级 发 出 的 光 子 的 频 率 最 小，为 vi，故 从=3能 级 跃 迁 到”=4能 级，氢 原 子 吸 收 的 光 子 能 量 也，A 正 确。4.已 知 某 原 子 的 能 级 公 式 为 En=与，=1,2,3,表 示 不 同 能 级 数，瓦 是 正 的 已 知 常 数。该 原 子 从=2n能 级 跃 迁 到=1能 级 时 可 以 不 发 射 光 子，而 是 使=4能 级 的 电 子 脱 离 原 子，则 脱 离 原 子 后 电 子 的 动 能 是 A.阻 B.16 16C.IE。D.16 16【答 案】C【解 析】2=-=),该 原 子 从=2 能 级 跃 迁 到”=1能 级 时 产 生 的 能 量 为 曷-E产 一 工，=4能 级 4 4F 3F F 11F的 电 子 的 电 离 能 为；,”=4能 级 的 电 子 电 离 后 的 动 能 为 心=-皆 言=1,a，选 C。5.氢 原 子 光 谱 在 可 见 光 部 分 只 有 四 条 谱 线，它 们 分 别 是 从=3,4,5,6 能 级 直 接 向=2能 级 跃 迁 时 产 生 的。四 条 谱 线 中，一 条 红 色、一 条 蓝 色、两 条 紫 色，则 下 列 说 法 正 确 的 是 A.红 色 谱 线 是 氢 原 子 从 n=3能 级 向 n=2能 级 跃 迁 时 产 生 的 B.蓝 色 谱 线 是 氢 原 子 从 n=5能 级 向”=2能 级 跃 迁 时 产 生 的 C.若 氢 原 子 从=6 能 级 直 接 向=1能 级 跃 迁，则 能 够 产 生 红 外 线 D.氢 原 子 从=6 能 级 直 接 向=3能 级 跃 迁 时 产 生 的 辐 射 不 能 使 某 金 属 发 生 光 电 效 应，但 氢 原 子 从=6能 级 直 接 向=2 能 级 跃 迁 时 产 生 的 辐 射 可 能 使 该 金 属 发 生 光 电 效 应 E.若 氢 原 子 从”=3能 级 向 n=2能 级 跃 迁 时 产 生 的 辐 射 能 使 某 金 属 发 生 光 电 效 应，则 氢 原 子 从=6 能 级 直 接 向=2 能 级 跃 迁 时 产 生 的 辐 射 一 定 能 使 该 金 属 发 生 光 电 效 应【答 案】ADE【解 析】红 光 的 频 率 最 小，光 子 的 能 量 最 小，故 跃 迁 时 对 应 的 能 级 差 最 小，所 以 红 色 谱 线 是 氢 原 子 从=3能 级 向=2能 级 跃 迁 时 产 生 的，A 正 确：紫 光 的 频 率 最 大，光 子 的 能 蚩 最 大，故 紫 色 谱 线 是 氢 原 子 从 户 6能 级 或 能 级 向 a 2能 级 跃 迁 时 产 生 的，蓝 色 谱 线 是 氢 原 子 从，Z 能 级 向=2能 级 跃 迁 时 产 生 的，B错 误；紫 外 线 的 频 率 大 于 紫 光 的 频 率，若 氢 原 子 从 产 6能 级 直 接 向 能 级 跃 迁，则 能 够 产 生 紫 外 线，C 错 误；氢 原 子 从=6能 级 直 接 向 n=3能 级 跃 迁 时 产 生 的 光 子 的 频 率 小 于 从 n=6能 级 直 接 向 n=2能 级 跃 迁 时 产 生 的 光 子 的 频 率，前 者 不 能 使 某 金 属 发 生 光 电 效 应，但 后 者 的 频 率 若 大 于 该 金 属 的 极 限 频 率，就 可 能 发 生 光 电 效 应，D 正 确；氢 原 子 从 n=3能 级 向 n=2能 级 跃 迁 时 产 生 的 光 子 的 频 率 小 于 从 n=6能 级 直 接 向=2 能 级 跃 迁 时 产 生 的 光 子 的 频 率，若 前 者 能 使 某 金 属 发 生 光 电 效 应，则 后 者 一 定 能 使 该 金 属 发 生 光 电 效 应，E 正 确。学-科-+网 6.氮 原 子 被 电 离 出 一 个 核 外 电 子，形 成 类 氢 结 构 的 氨 离 子。已 知 基 态 氨 离 子 的 能 量 为 昌=54.4 eV,氨 离 子 能 级 如 图 所 示。下 列 粒 子 中 能 使 基 态 氢 离 子 发 生 跃 迁 的 是-0E4-3.4 eV,-6.0 eVE i-13.6 eVE i-54.4 eVA.54.4 e V的 光 子 B.50.4 e V 的 光 子 C.48.4 e V 的 电 子 D.42.8 e V的 光 子 E.41.8 e V的 电 子【答 案】ACE【解 析】由 玻 尔 理 论 可 知，基 态 的 氮 离 子 要 实 现 跃 迁，入 射 光 子 的 能 量 应 等 于 氮 离 子 在 激 发 态 与 基 态 的 能 量 差，而 电 子 的 能 量 只 要 不 小 于 氮 离 子 第 一 激 发 态 与 基 态 的 能 量 差 即 可 使 氯 禽 子 发 生 跃 迁。图 示 氮 离 子 的 各 激 发 态 与 基 态 的 能 量 差 为 Ex-i=54.4 eV,E-l e V,氏-号=48.4 e V,反 出=40.8 e V,则 54.4e V的 光 子、48.4 e V的 电 子、41.8 e V的 电 子 均 能 使 基 态 氯 离 子 发 生 跃 迁，A C E正 确，B D错 误。7.按 照 玻 尔 理 论，若 一 个 氢 原 子 中 的 电 子 从 半 径 为 心 的 圆 轨 道 自 发 地 直 接 跃 迁 到 半 径 为 分 的 圆 轨 道 上，已 知 y%,则 在 此 过 程 中 A.原 子 要 发 出 某 一 频 率 的 光 子，电 子 的 动 能 增 大，原 子 的 电 势 能 减 小，原 子 的 能 量 也 减 小 B.原 子 要 吸 收 某 一 频 率 的 光 子，电 子 的 动 能 减 小，原 子 的 电 势 能 减 小，原 子 的 能 量 也 减 小 C.原 子 要 发 出 一 系 列 频 率 的 光 子，电 子 的 动 能 减 小，原 子 的 电 势 能 减 小，原 子 的 能 量 也 减 小 D.原 子 要 吸 收 一 系 列 频 率 的 光 子，电 子 的 动 能 增 大，原 子 的 电 势 能 增 大，原 子 的 能 量 也 增 大【答 案】A【解 析】当 氢 原 子 中 的 电 子 从 高 轨 道 跃 迁 到 低 轨 道 时，库 仑 引 力 做 正 功，电 子 的 动 能 增 大，氢 原 子 系 统 的 电 势 能 减 小，氢 原 子 的 总 能 量 减 小，由 于 是 从 高 轨 道 直 接 跃 迁 到 低 轨 道 的，故 氢 原 子 只 发 出 某 一 频 率 的 光 子，选 A。8.现 有 1 200个 氢 原 子 被 激 发 到 能 级，若 这 些 受 激 氢 原 子 最 后 都 回 到 基 态，则 在 此 过 程 中 发 出 的 光 子 总 数 为（假 设 某 一 激 发 态 的 氢 原 子 跃 迁 到 各 较 低 能 级 的 概 率 相 等）A.2 400 B.2 200C.2000 D.1 200【答 案】B【解 析】氢 原 子 的 跃 迁 如 图 所 示，根 据 氢 原 子 从 某 一 激 发 态 跃 迁 到 较 低 能 级 的 概 率 相 等，可 得 从 I能 级 向 M=l,2,3能 级 跃 迁 的 氢 原 子 均 有 400个；此 时=3能 级 的 氢 原 子 有 400个，向 2能 级 跃 迁 的 氢 原 子 均 有 200个；从=2能 级 开 始 跃 迁 的 氢 原 子 共 有 400-200=600个，均 向=1能 级 跃 迁。发 出 的 光 子 总 数 等 于 发 生 跃 迁 的 次 数，为 400 x3-200 x2-600=2 200个，选 B。考-3 晨 各 喉 身 数 射