2023屆高考物理一輪練習(xí)-近代物理波爾原子模型（含答案）

1、近代物理波爾原子模型一、單選題氦原子被電離一個核外電子，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=54.4eV，氦離子能級的示意圖如圖8所示。以下關(guān)于該基態(tài)的氦離子說法正確的是()A. 該基態(tài)氦離子吸收某種光子發(fā)生躍遷，當(dāng)能量為E4=3.4eV時，氦離子最穩(wěn)定B. 能量為48.4eV的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷C. 一個該基態(tài)氦離子吸收能量為51.0eV的光子后，向低能級躍遷能輻射6種頻率的光子D. 氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線H、H、H和H，都是氫原子中電子從量子數(shù)n2的能級躍遷到n=2A. H對應(yīng)的前后能級之差最小B. 同一介質(zhì)對H的折射率最大C. 同一介質(zhì)中H的傳

2、播速度最大D. 用H以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是()A. 紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大B. 重核裂變過程中反應(yīng)前后核的總質(zhì)量增大，輕核聚變過程中核的總質(zhì)量減小C. 比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定D. 根據(jù)玻爾理論，一個氫原子由n=4能級躍遷到較低能級時，最多能釋放6種不同頻率的光如圖為氫原子的能級示意圖，已知鋅的逸出功是3.34eV，那么對氫原子在躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認(rèn)識正確的是A. 用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)B. 一群處于

3、n=3的能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出4種不同頻率的光C. 一群處于n=3的能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eVD. 用能量為已知氫原子的基態(tài)能量為E1，不同能級的能量En=E1n2，其中n=1，2，3，A. 4hc3E1B. 2hcE處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射時，只發(fā)射波長為1、2、3的三種單色光，且1A. 1B. 1+2+圖為氫原子能級圖?，F(xiàn)有一群處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子，用這些氫原子輻射出的光照射逸出功為2.13eV的某金屬，已知電子的電荷量為1.61019C，則()A. 這些氫原子能輻射出三種不同頻率的光子B. 這些

4、氫原子輻射出光子后，電子的總能量保持不變C. 這些氫原子輻射出的所有光都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D. 該金屬逸出的所有光電子中，初動能的最大值為1.7紅外測溫具有響應(yīng)時間快、非接觸、安全準(zhǔn)確的優(yōu)點，在新冠肺炎疫情防控中發(fā)揮了重要作用。紅外測溫儀捕捉被測物體電磁輻射中的紅外線部分，將其轉(zhuǎn)變成電信號。圖甲為紅外線光譜的三個區(qū)域，圖乙為氫原子能級示意圖。已知普朗克常量，h=6.631034Js，光在真空中的速度c=3.0108m/sA. 紅外線光子能量的最大值約為2.64eVB. 氫原子從n=4能級向n=2能級躍遷時輻射出的光子能被紅外測溫儀捕捉C. 大量氫原子從n=4能級向低能級躍遷時，紅外測溫儀可

5、捕捉到1種頻率的紅外線D. 大量處于n=2激發(fā)態(tài)的氫原子吸收能量為1.89eV的光子后，輻射出的光子可能被紅外測溫儀捕捉二、多選題(多選)如圖為氫原子的能級示意圖，處于基態(tài)的氫原子被某外來單色光激發(fā)后躍遷到n=5能級，然后發(fā)出光，已知普朗克常量h=6.631034Js，則()A. 該外來單色光的能量為12.75eVB. 該氫原子發(fā)射的所有譜線中，最長的波長約為4010nmC. 該氫原子發(fā)射的所有譜線中，最短波長的光子動量為6.971027kgm/sD. 該氫原子發(fā)射的光照射逸出功為如圖為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍為1.62eV3.11eV，鋅板的電子逸出功為3.34eV，下列說法

6、正確的是()A. 用能量為11.0eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)B. 處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離C. 大量處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，輻射的光子中有兩種不同頻率的光子可使鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象D. 大量于n=4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時所出的光子通過同一雙縫干涉實驗裝置，以n=4直接躍遷到n=1能級發(fā)出的光子所形成的干涉條紋最寬波長為1和2的兩束可見光入射到雙縫，在光屏上觀察到干涉條紋，其中波長為1的光的條紋間距大于波長為2的條紋間距。則(下列表述中，下標(biāo)“1”和“2”分別代表波長為1A. 這兩束光的光子的動量p1p2B. 這兩束光從

7、玻璃射向真空時，其臨界角C1C2C. 氫原子的能級圖如圖所示，關(guān)于大量氫原子的能級躍遷，下列說法正確的是(可見光的波長范圍為4.0107m7.6107A. 氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時，會輻射射線B. 氫原子處在n=4能級，會輻射可見光C. 氫原子從高能級向n=3能級躍遷時，輻射的光具有顯著的熱效應(yīng)D. 氫原子從高能級向n=2能級躍遷時，輻射的光在同一介質(zhì)中傳播速度最小的光子能量為1.89eV用大量具有一定能量E1的光子照射大量處于基態(tài)的氫原子，觀測到了一定數(shù)目的光譜線。改用能量為E2的光子再次照射進行觀測，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條。根據(jù)氫原子的能級圖判斷，E1和E2的可能值為A. E1

8、=10.20eV，E2=12.75eVB. E1=10.20eV，E2=12.10eVC. 已知氫原子的能級圖如圖甲所示，部分金屬的逸出功如下表所示，現(xiàn)用光子能量介于812.7ev范圍內(nèi)的光去照射大量處于基態(tài)的氫原子，則下列說法中正確的是金屬銫鈣鎂鈦逸出功W1.92.73.74.4A. 在照射光中可能被吸收的光子能量有3種B. 照射后可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有3種C. 照射后氫原子發(fā)射的各種波長的光照射金屬銫，都可以使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)D. 照射后氫原子發(fā)射的各種波長的光照射金屬鈦，有2種光可以使金屬鈦發(fā)生光電效應(yīng)答案和解析1.【答案】B【解析】【分析】該題中的類氫結(jié)構(gòu)的氦離子在發(fā)生躍

9、遷時，其變化的規(guī)律與氫原子的情況是相似的，將玻爾理論的知識遷移過來即可正確解答。類氫結(jié)構(gòu)的氦離子可以使用玻爾理論來解答：處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定；原子從一個能量狀態(tài)向另一個能量狀態(tài)躍遷時要吸收或放出一定頻率的光子，光子的能量等于兩個狀態(tài)的能級差，即h=EmEn.結(jié)合庫侖力提供向心力分析核外電子動能的變化。【解答】A.根據(jù)玻爾理論的假設(shè)可知，處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定，故A錯誤；B.能量為48.4eV的光子，若能被該基態(tài)氦離子吸收，吸收后氦離子的能量：E=54.4eV+48.4eV=6.0eV，等于其第3能級的能量，所以能量為48.4eV的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而躍遷到第3能級，故B正確；C.一個該基

10、態(tài)氦離子吸收能量為51.0eV的光子后，能量為：E=54.4eV+51eV=3.4eV，能躍遷到第4能級，一個第4能級的電子向低能級躍遷時，最多能輻射3種頻率的光子故C錯誤；D.該基態(tài)氦離子吸收一個光子后，核外電子的半徑增大，根據(jù)庫侖力提供向心力得：ke2r2=m【解析】解：A、四條譜線H、H、H和H，在真空中的波長由長到短，根據(jù)=c，可知，四條譜線H、H、H和H，的頻率是由低到高；那么它們的能量也是由小到大，而E=EmEn=h，則H對應(yīng)的前后能級之差最小，故A正確；B、當(dāng)在同一介質(zhì)，由于H，頻率最大，那么其的折射率也最大，而對H的折射率最小，故B錯誤；C、在同一介質(zhì)中，H的折射率最大，由v=

11、cn，可知，其傳播速度最小，故C錯誤；D、若用H照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，由于【解析】【分析】光電效應(yīng)光電子最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)；比結(jié)合能越大的，原子核越穩(wěn)定；輕核聚變有質(zhì)量虧損，根據(jù)質(zhì)能方程有能量釋放；一個氫原子與一群氫原子由n=4能級躍遷到較低能級時，最多能釋放不同頻率的光子個數(shù)不同。本題考查了光電效應(yīng)方程、質(zhì)能方程、能級等知識點，關(guān)鍵掌握這些知識點的基本概念和基本規(guī)律，難度不大，注意個氫原子與一群氫原子，釋放光子種類的不同，同時理解結(jié)合能與比結(jié)合能的區(qū)別?！窘獯稹緼、紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)方程，最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，

12、與光強度無關(guān)。故A錯誤。B、裂變和聚變過程都有質(zhì)量虧損，釋放能量。故B錯誤。C、比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。故C正確。D、一個氫原子由n=4能級躍遷到較低能級時，最多能釋放3種不同頻率的光子；而一群氫原子由n=4能級躍遷到較低能級時，最多能釋放6種不同頻率的光子。故D錯誤。故選C。4.【答案】C【解析】【分析】氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的最小能量與鋅板的逸出功的關(guān)系判斷是否發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象。根據(jù)能級躍遷相關(guān)知識解答。【解答】A、氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的最小能量為10.2eV，大于鋅的逸出功，照射金屬鋅板一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故A錯誤；B、

13、一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，能放出C32=3種不同頻率的光，故B錯誤；C、氫原子從高能級向n=3的能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子的能量最大為E大=(1.51+13.6)eV=12.09eV，因鋅的逸出功是3.34eV，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為EKm=12.09eV3.34eV=8.75eV，故C正確；D、能量10.3eV不等于任何兩個能級的能級差，不能被氫原子吸收，不能躍遷，故D錯誤。故選：【解析】【分析】本題考查電離中的氫原子的能級躍遷問題。光子能量E=h=hc，最大波長對應(yīng)著光子的最小能量，即只要使氫原子從第一激發(fā)態(tài)恰好電離即可。根據(jù)題意求出第一激發(fā)態(tài)的能量值，恰好電離

14、時能量為0，然后求解即可?！窘獯稹康谝患ぐl(fā)態(tài)即第二能級，是能量最低的激發(fā)態(tài)，則有：E2=電離是氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷到最高能級0的過程，需要吸收的光子能量最小為：0E2=E14所以有：E14=hc6.【答案】D【解析】【分析】根據(jù)氫原子能放出三種頻率光，判斷此時氫原子處在第幾能級，然后計算從基態(tài)躍遷到該能級需要多少能量，計算能量時根據(jù)能級之間能量差和放出光子能量之間的關(guān)系計算，同時明確頻率、波長、光速之間關(guān)系。本題考查知識比較全面，即考查了有關(guān)能級差、光子種類的計算，又考查了光子能量、波長、頻率關(guān)系，在學(xué)習(xí)中要加強練。【解答】能放出三種光，說明此時氫原子處在第3能級，從第三能級躍遷到基態(tài)時放出

15、光子能量為：E=hc3，或者E=hc1+hc2能使處于基態(tài)氫原子躍遷的光子能量和第三能級與基態(tài)之間能級差相等，故有：hc=hc3【解析】【分析】根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式Cn2求出氫原子可能輻射光子頻率的種數(shù)。能級間躍遷時，輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，輻射的光子頻率越高；根據(jù)庫侖力提供向心力分析電子動能的變化。解決本題的關(guān)鍵知道光電效應(yīng)的條件，以及知道能級間躍遷時輻射或吸收的光子能量等于兩能級間的能級差，掌握輻射光子的種類計算方法?！窘獯稹緼.根據(jù)C42=6知，這些氫原子可能輻射出6種不同頻率的光子，故A錯誤；B.這些氫原子輻射出光子后，電子的動能增大，電勢能減小，總能量會減小。故B

16、錯誤；C.氫原子由n=4躍遷到n=3產(chǎn)生的光的能量：E43=E4E3=0.85eV(1.51eV)=0.66eVEmax，因此不會被紅外測溫儀捕捉，故B錯誤；C.大量氫原子從n=4能級向低能級躍遷時，放出的能量為E43=0.85eV(1.51eV)=0.66eV，E32=1.51eV(3.4eV)=1.89eV，只有從n=4能級向n=3能級躍遷時放出的光子能量在紅外區(qū)，因此紅外測溫儀可捕捉到1種頻率的紅外線，故C正確；【解析】【分析】能級間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，輻射的光子頻率越大，則波長越小。解決本題的關(guān)鍵知道能級間躍遷時，輻射或吸收的光子能量等于兩能級間的

17、能級差，EmEn=h，注意單位的換算?！窘獯稹緼.根據(jù)能級間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩能級間的能級差，處于基態(tài)的氫原子被某外來單色光激發(fā)后躍遷到n=5能級，該外來單色光的能量為：E=E5E1=0.54eV(13.60)eV=13.06eV，故A錯誤；B.從n=5能級躍遷到n=4能級輻射出光子能量小，則輻射的光子頻率小，所以輻射的電磁波的波長最長，其波長為：=E小h=0.54(0.85)6.6310341.61019m=4106m=4010nm，故B正確；C.同理，從n=5能級躍遷到【解析】【分析】用能量為11.0eV的光子照射，不能使基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2eV；紫外線的光子

18、能量大于3.11eV，判斷n=3能級的氫原子可以吸收紫外線后，能量是否大于0，即可知是否電離；使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)所需光子能量為3.34eV，計算大量處于n=3能級的氫原子向基態(tài)能級躍遷時放出三種頻率光子的能量與3.34eV對比即可；根據(jù)x=Ld知在光屏上相鄰亮條紋間距最大時，入射光子的波長最大。解決本題的關(guān)鍵知道什么是電離，以及能級的躍遷滿足h=EmEn，注意吸收光子是向高能級躍遷，釋放光子是向低能級躍遷，同時掌握吸收或釋放能量要正好等于能級之差，同時要注意電子只能吸收恰好等于氫原子的能極差的光子，并注意一個氫原子與大量的氫原子區(qū)別?！窘獯稹緼.用能量為11.0eV的光子照射，不能使基態(tài)的

19、氫原子吸收10.2eV的能量，故A錯誤；B.紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于n=3能級的氫原子的電離能為1.51eV，故紫外線能被n=3能級的氫原子吸收，故B正確；C.從n=3能級躍遷到n=2釋放的光子能量1.89ev，從n=3能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能量12.09ev，從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能量10.2ev；使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)所需光子能量為3.34eV，故大量處于n=3能級的氫原子向基態(tài)能級躍遷時，輻射的光子中有兩種不同頻率的光子可使鋅板產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C正確；D.從n=4能級躍遷到n=3能級釋放出的光子頻率最小，波長最大，根據(jù)x=Ld得，則從n=4能級躍遷到n=3能級

20、釋放出的光子束對應(yīng)的干涉條紋間距最大，故【解析】【分析】根據(jù)干涉條紋的寬度的特點判斷波長的大小關(guān)系，由：E=h=hc判斷光子的能量與光子的頻率關(guān)系，由p=h判斷光子的動量，由光的頻率與折射率的關(guān)系判斷折射率，然后判斷臨界角，根據(jù)光電效應(yīng)方程與動能定理分析遏止電壓，根據(jù)玻爾理論分析躍遷和電離能。該題涉及的知識點較多，解決本題的關(guān)鍵是知道干涉條紋的寬度公式，知道波長和頻率的關(guān)系，知道能級間躍遷所滿足的規(guī)律，即EmEn=h?！窘獯稹緼.根據(jù)干涉條紋間距x=ld可知，12，結(jié)合p=h，故p1p2，A錯誤；B.由于波長較長的光，折射率和頻率較小，故n1n2，12，由于sinC=1n，故C【解析】【分析】

21、能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，輻射的光子頻率越高，波長越短，然后結(jié)合各種光的頻率的范圍分析即可。本題考查能級的躍遷以及原子核衰變等知識，難度不大，關(guān)鍵理清教材這些知識點的基本概念和基本規(guī)律?！窘獯稹緼.射線是原子核內(nèi)部輻射出的，與核外電子無關(guān)，故A錯誤；B.從n=4能級躍遷到n=2能級放出的光子的能量E=E4E2=0.85(3.4)=2.55eV對應(yīng)的波長：=hcE=6.610343.01082.551.61019=4.85107m，屬于可見光，故B正確；C.氫原子從高能級向n=3能級躍遷時，輻射的光子的最大能量值為Em=1.51eV=2.4161019J其波長為最小波長，為：【解析】【分析】要明確產(chǎn)生光線數(shù)目m和能級n之間的關(guān)系，即m=n(n1)2，氫原子吸收電子能量時只吸收對應(yīng)能級之間的能量差，即能量的吸收應(yīng)該滿足量子化?！窘獯稹?/p>