【高考复习】2020版高考物理全程复习课后练习39原子结构(含答案解析).pdf

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1、2020版高考物理全程复习课后练习39 原子结构1.下列有关氢原子光谱的说法正确的是()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2.氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是()A原子的能量减少B原子的能量不变C核外电子受力变小D氢原子要吸收一定频率的光子3.氢原子发出a、b 两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所示，若a 光是由能级n=5 向n=2 跃迁时发出的，则b 光可能是()A从能级n=4 向 n=3 跃迁时发出的B从能级n=4 向 n=2 跃迁时发出

2、的C从能级n=6 向 n=3 跃迁时发出的D从能级n=6 向 n=2 跃迁时发出的4.氢原子基态的能量为E1=13.6 eV，大量氢原子处于某一激发态，在这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子的能量为0.96E1，频率最小的光子的能量为Emin，这些光子中有 m种不同的频率，已知En=(n=1,2,3，)，则()E1n2AEmin=0.31 eV，m=10BEmin=0.31 eV，m=6CEmin=0.51 eV，m=10DEmin=0.51 eV，m=65.卢瑟福通过 粒子散射实验得出了原子的核式结构模型，实验装置如图所示，所有带电粒子打到荧光屏上都产生光斑为验证 粒子散射实验结

3、论，现在1、2、3、4 四处放置带有荧光屏的显微镜则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是()A2、10、625、1 205B1 202、1 305、723、203C1 305、25、7、1D1 202、1 010、723、2036.如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法正确的是()A从 n=4 能级跃迁到n=3 能级比从n=3 能级跃迁到n=2 能级辐射出的光子的波长长B处于 n=4 的定态时电子的轨道半径r4比处于 n=3 的定态时电子的轨道半径r3小C从 n=4 能级跃迁到n=3 能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小D从 n=3 能级跃迁到n=2 能级时

4、辐射出的光子可以使逸出功为2.5 eV 的金属发生光电效应7.如图所示为氢原子的能级图，对于处在n=4 能级的大量氢原子，下列说法正确的是()A这群氢原子向低能级跃迁时一共可以辐射出4 种不同频率的光子B处在 n=4 能级的氢原子可以吸收任何一种光子而跃迁到高能级C这群氢原子从n=4 能级跃迁到n=1 能级时向外辐射的光子的波长最长D这群氢原子辐射的光子中如果只有两种能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功W0应满足 10.2 eVW012.09 eV8.下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是()A原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B光电效应实验说明了光具有粒子性

5、C电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D极少数 粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间9.如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n=4 的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是()A这些氢原子总共可辐射出3 种不同频率的光B由 n=2 能级跃迁到n=1 能级产生的光频率最小C由 n=4 能级跃迁到n=1 能级产生的光最容易发生衍射现象D用 n=2 能级跃迁到n=1 能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应10.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=，其中 n=2,3，.用 h 表示普朗克常量，cE1

6、n2表示真空中的光速能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长为()A B C D4hc3E12hcE14hcE19hcE111.一静止的原子核U发生了某种衰变，衰变方程为UTh X，其中 X是未知粒子，238922389223490下列说法正确的是()A.U发生的是 衰变23892B.U发生的是 衰变23892C衰变后新核Th和粒子 X的动能相等23490D衰变后新核Th和粒子 X的动量大小相等2349012.(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=5 激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10 种不同频率的光子其中莱曼系是指氢原子由高能级向n=1 能级跃迁时释放的光子，则()A

7、10 种光子中波长最短的是从n=5 能级跃迁到n=1 能级时产生的B10 种光子中有4 种属于莱曼系C使 n=5 能级的氢原子电离至少要0.85 eV 的能量D从 n=2 能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n=3 能级跃迁到n=2 能级释放光子的能量13.氢原子在基态时轨道半径r1=0.5310 10 m，能量 E1=13.6 eV，求氢原子处于基态时：(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？14.氢原子基态能量E1=13.6 eV，电子绕核做圆周运动的半径r1=0.531010 m求氢原子处于 n=4 激发态时：(1)原子系统具有的能量；(2)电子在 n=

8、4 轨道上运动的动能(已知能量关系En=E1，半径关系rn=n2r1，k=9.01091n2Nm2/C2，e=1.610 19 C)；(3)若要使处于n=2 轨道上的氢原子电离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子(普朗克常量 h=6.631034 J s)?答案解析1.答案为：B；解析：由于氢原子发射的光子的能量E=EnEm=E1E1=E1，1n21m2m2 n2n2m2所以发射的光子的能量值E是不连续的，只能是一些特定频率的谱线，故A错误，B正确；由于氢原子的轨道是不连续的，根据玻尔原子理论知氢原子的能级也是不连续的，即是分立的，故 C错误；当氢原子从较高轨道第n 能级跃迁到较低轨道第m能

9、级时，发射的光子的能量为E=EnEm=h，显然n、m的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，D错误2.答案为：A；解析：从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道的过程中，能级减小，总能量减小，所以A正确，B错误；根据F=，轨道半径减小，则核外电子受力变大，故C错误；ke2r2从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道的过程中，总能量减小，要放出一定频率的光子，故D错误3.答案为：D解析：由光路图知，b 光的折射率大于a 光的折射率，所以b 光的光子能量大于a 光的光子能量，a 光是由能级n=5 向 n=2跃迁时发出的，从能级n=4 向 n=3 跃迁时发出的光子能量

10、小于 a 光的光子能量，故A错误；从能级n=4 向 n=2 跃迁时发出的光子能量小于a 光的光子能量，故B错误；从能级n=6 向 n=3 跃迁时发出的光子能量小于a 光的光子能量，故C错误；从能级n=6 向 n=2 跃迁时发出的光子能量大于a 光的光子能量，故D正确4.答案为：A；解析：频率最大的光子的能量为0.96E1，即 En(13.6 eV)=0.96(13.6 eV)，解得 En=0.54 eV，即 n=5，故 m=C=10，2 5频率最小的光子的能量为Emin=E5E4=0.31 eV，故 A正确13.6 eV52(13.6 eV42)5.答案为：C；解析：根据 粒子散射实验的统计结

11、果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方向发生了偏移，极少数粒子偏转超过90，甚至有的被反向弹回所以在相等时间内1 处闪烁次数最多，2、3、4 处越来越少，并且数据相差比较大，故C正确，A、B、D错误6.答案为：A；解析：由题图可知，从n=4 能级跃迁到n=3 能级辐射出的光子能量E1=0.66 eV，从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级辐射出的光子能量E2=1.89 eV，根据 E=h 可知光子能量越小，光子频率越小，光子的波长越大，其中E2=1.89 eV2.5 eV，所以从n=3 能级跃迁到n=2 能级时辐射出的光子不能使逸出功为2.5 eV 的金属发生光电效应，A正确，D错误；根据玻

12、尔理论，能级越高，半径越大，所以处于n=4 的定态时电子的轨道半径r4比处于 n=3 的定态时电子的轨道半径r3大，B错误；从n=4 能级跃迁到n=3 能级，氢原子向外辐射光子，能量减小，根据=可知，电子的动能增大，C错误ke2r2mv2r7.答案为：D；解析：这群氢原子向低能级跃迁时能够辐射出6 种不同频率的光子，A错误；氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收的能量等于两能级的能量差，B错误；氢原子从n=4 能级跃迁到n=1 能级时向外辐射出的光子的频率最大，波长最短，C错误；如果这群氢原子辐射出的光子中只有两种能使某金属发生光电效应，则这两种光子分别是由氢原子从n=4 能级跃迁到 n=1 能级和

13、氢原子从n=3 能级跃迁到n=1 能级时辐射出的，由光电效应发生的条件可知，该金属的逸出功应满足E2E1W0E3E1，即 10.2 eV6.34 eV，所以能使金属铂发生光电效应，选项D正确10.答案为：D；解析：第二激发态即第三能级，由题意可知E3=，电离是氢原子从第三能级跃迁到最高E132能级的过程，需要吸收的最小能量为0E3=，所以有=，解得=，D正E19E19hc9hcE1确11.答案为：AD；解析：A、B、根据衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒，则X的质量数为4，电荷数为2，即 X为He，故核反应方程为 衰变，A正确，B错误 C、D、根据动量守恒得，系统总4 2动量为零，则衰变后钍核

14、的动量大小等于 粒子的动量大小，由于两个粒子的质量不同，则动能不同，C错误，D正确故选AD.12.答案为：AB；解析：10 种光子中波长最短的就是频率(能量)最大的，是从n=5 能级跃迁到n=1 能级辐射出的光子，A正确；10 种光子中，从激发态跃迁到n=1 能级辐射出的光子有四种，分别为从 n=5、4、3、2 能级跃迁到n=1 能级辐射出的光子，它们都属于莱曼系，B正确；使n=5能级的氢原子电离至少要0.54 eV的能量，C错误；从n=2 能级跃迁到基态释放光子的能量为 10.20 eV，而从 n=3 能级跃迁到n=2能级释放光子的能量为1.89 eV，D错误13.解：(1)设处于基态的氢原

15、子核外电子速度为v1，则 k=.所以电子动能Ek1=mv=13.6 eV.122 1ke22r1(2)因为 E1=Ek1Ep1，所以 Ep1=E1Ek1=13.6 eV 13.6 eV=27.2 eV.(3)设用波长为的光照射可使氢原子电离=0E1.hc所以=m 9.1410 8m.hcE1 6.63 10 34 3 10813.6 1.6 101914.解：(1)由 En=E1得 E4=0.85 eV.1n2E142(2)因为 rn=n2r1，所以 r4=42r1，由圆周运动知识得k=m，v2r4所以 Ek4=mv2=J 0.85 eV.12ke232r19.0 109 （1.6 1019）232 0.53 1010(3)要使处于n=2 的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2 能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为h=0，解得 8.211014Hz.E14