2020-2021學(xué)年高中物理-第四章-原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性-4-氫原子光譜和玻爾的原子模型課時(shí)練習(xí)

2020-2021學(xué)年高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型課時(shí)練習(xí)新人教版選擇性必修32020-2021學(xué)年高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型課時(shí)練習(xí)新人教版選擇性必修3PAGE6-2020-2021學(xué)年高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型課時(shí)練習(xí)新人教版選擇性必修32020-2021學(xué)年高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性4氫原子光譜和玻爾的原子模型課時(shí)練習(xí)新人教版選擇性必修3年級(jí)：姓名：氫原子光譜和玻爾的原子模型(25分鐘·60分)一、選擇題(本題共6小題,每題6分,共36分)1.關(guān)于光譜和光譜分析,下列說法正確的是 ()A.太陽光譜是連續(xù)譜,分析太陽光譜可以知道太陽內(nèi)部的化學(xué)組成B.霓虹燈和煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜,都是線狀譜C.強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽,形成的是吸收光譜D.進(jìn)行光譜分析時(shí),可以利用發(fā)射光譜,也可以用吸收光譜【解析】選C。太陽光譜是吸收光譜,這是由于太陽內(nèi)部發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)過溫度比較低的太陽大氣層時(shí)產(chǎn)生的,所以A錯(cuò)誤;霓虹燈呈稀薄氣體狀態(tài),因此光譜是線狀譜,而煉鋼爐中熾熱鐵水產(chǎn)生的光譜是連續(xù)光譜,所以B錯(cuò)誤;強(qiáng)白光通過酒精燈火焰上的鈉鹽時(shí),某些頻率的光被吸收,形成吸收光譜,所以C正確;發(fā)射光譜可以分為連續(xù)光譜和線狀譜,而光譜分析中只能用線狀譜和吸收光譜,因?yàn)樗鼈兌季邆涮卣髯V線,所以D錯(cuò)誤。故選C。2.月亮的光通過分光鏡所得到的光譜是 ()A.連續(xù)譜 B.吸收光譜C.線狀光譜 D.原子光譜【解析】選B。因月亮光反射的是太陽光,而太陽光譜是吸收光譜,所以月亮的光通過分光鏡所得到的光譜是吸收光譜。故B正確。3.根據(jù)玻爾理論,關(guān)于氫原子的能量,下列說法中正確的是 ()A.是一系列不連續(xù)的任意值B.是一系列不連續(xù)的特定值C.可以取任意值D.可以在某一范圍內(nèi)取任意值【解析】選B。根據(jù)玻爾理論,氫原子的能量是一系列不連續(xù)的特定值,B選項(xiàng)正確。4.氫原子發(fā)光時(shí),能級(jí)間存在不同的躍遷方式,圖中①②③三種躍遷方式對(duì)應(yīng)的光譜線分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,下列A、B、C、D光譜圖中,與上述三種躍遷方式對(duì)應(yīng)的光譜圖應(yīng)當(dāng)是圖中的(圖中下方的數(shù)值和短線是波長(zhǎng)的標(biāo)尺) ()【解析】選A。由玻爾的氫原子光譜原理可知由第四能級(jí)向基態(tài)躍遷釋放的光子的能量最大,第三能級(jí)到基態(tài)的能量次之,第二能級(jí)到基態(tài)的能量最小;由光子的能量公式ε=hν=h可知能量越大波長(zhǎng)越短,因此①②③的波長(zhǎng)依次減小,A符合題意。5.處于基態(tài)的氫原子被一束單色光照射后,共發(fā)出三種頻率分別為ν1、ν2、ν3的光子,且ν1>ν2>ν3,則入射光子的能量應(yīng)為 ()A.hν1B.hν2C.hν3D.h(ν1+ν2+ν3【解析】選A。處于基態(tài)的氫原子被一束單色光照射后,共發(fā)出三種頻率分別為ν1、ν2、ν3的光子,說明電子由基態(tài)躍遷到了n=3的定態(tài),由n=3的定態(tài)躍遷到基態(tài),可以發(fā)出三種頻率的光子,由ν1>ν2>ν3可知,頻率為ν1的光子是由n=3的定態(tài)直接躍遷到基態(tài)的,其能量與入射光子的能量相等,頻率為ν2的光子是由n=2的定態(tài)躍遷到基態(tài)的,頻率為ν3的光子是由n=3的定態(tài)躍遷到n=2的定態(tài)的,所以入射光子的能量為hν1或者h(yuǎn)(ν2+ν3),故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。故選A。6.(多選)如圖為氫原子能級(jí)示意圖的一部分,則氫原子 ()A.從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)B.從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),氫原子一定向外放出能量C.處于不同能級(jí)時(shí),核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D.處于n=5能級(jí)的一群氫原子躍遷時(shí),最多可以發(fā)出6種不同頻率的光子【解析】選A、B。從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)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(zhǎng)長(zhǎng),故A正確;從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷過程中,氫原子要向外放出能量,故B正確;處于不同能級(jí)時(shí),核外電子以不同的電子云呈現(xiàn),核外電子在各處出現(xiàn)的概率不同,故C錯(cuò)誤;根據(jù)==10,可知一群處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子,向低能級(jí)躍遷時(shí),可以放出10種不同頻率的光子,故D錯(cuò)誤。故選A、B。二、非選擇題(本題共2小題,共24分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位)7.(12分)氫原子光譜除了巴耳末系外,還有賴曼系、帕邢系等,其中賴曼系的表達(dá)式為=R(-),求賴曼系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的波對(duì)應(yīng)的頻率?！窘馕觥繉?duì)于賴曼系,當(dāng)n=2時(shí)對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)=R(-)=R波長(zhǎng)λ1的光對(duì)應(yīng)的頻率為ν1==Rc=×1.10×107×3×108Hz=2.475×1015Hz。答案:2.475×1015Hz8.(12分)已知?dú)湓庸庾V中巴耳末系第一條譜線Hα的波長(zhǎng)為6.565×10-7m(1)試推算里德伯常量的值;(2)利用巴耳末公式求其中第四條譜線的波長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)光子的能量。(3)試計(jì)算巴耳末系中波長(zhǎng)最短的光對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)?！窘馕觥?1)巴耳末系中第一條譜線為n=3,即=R(-)解得:R==m-1=1.10×107m-1;(2)巴耳末系中第四條譜線對(duì)應(yīng)n=6,則:=R(-)解得:λ4=m≈4.09×10-7m對(duì)應(yīng)光子的能量:E=hν4==J≈4.86×10-19J;(3)在巴耳末系中,當(dāng)n→∞時(shí),對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最短,即=R(-0),解得:λmin=3.64×10-7m答案:(1)1.10×107(2)4.09×10-7m4.86×10-19(3)3.64×10-7(15分鐘·40分)9.(7分)(多選)下列關(guān)于特征譜線的幾種說法,正確的有 ()A.線狀譜中的明線和吸收光譜中的暗線都是特征譜線B.線狀譜中的明線是特征譜線,吸收光譜中的暗線不是特征譜線C.線狀譜中的明線不是特征譜線,吸收光譜中的暗線是特征譜線D.同一元素的吸收光譜中的暗線與線狀譜中的明線是相對(duì)應(yīng)的【解析】選A、D。線狀譜中的明線與吸收光譜中的暗線均為特征譜線,故A正確,B、C錯(cuò)誤;各種元素在吸收光譜中的每一條暗線都跟這種元素在線狀譜中的一條明線相對(duì)應(yīng),故D正確。10.(7分)(多選)氫原子核外電子從A能級(jí)躍遷到B能級(jí)時(shí),輻射波長(zhǎng)是λ1的光子,從A能級(jí)躍遷到C能級(jí)時(shí),輻射波長(zhǎng)是λ2的光子,若λ1>λ2,則電子從B能級(jí)躍遷到C能級(jí)時(shí),氫原子 ()A.吸收光子B.輻射光子C.這個(gè)光子的波長(zhǎng)是λ1-λ2D.這個(gè)光子的波長(zhǎng)是【解析】選B、D。因?yàn)棣?>λ2,則頻率ν1<ν2。即A到B輻射光子的能量小于A到C輻射光子的能量,所以B能級(jí)能量比C能級(jí)能量大,原子從B能級(jí)躍遷到C能級(jí)時(shí)輻射光子,B、C間的能級(jí)差ΔE=EB-EC=(EA-EC)-(EA-EB)=h-h=h,解得λ3=,故選B、D。11.(7分)氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí),核外電子()A.動(dòng)能增加,電勢(shì)能減少,動(dòng)能的增加量小于電勢(shì)能的減少量B.動(dòng)能增加,電勢(shì)能減少,動(dòng)能的增加量等于電勢(shì)能的減少量C.動(dòng)能減少,電勢(shì)能增加,動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能的增加量D.動(dòng)能減少,電勢(shì)能增加,動(dòng)能的減少量等于電勢(shì)能的增加量【解析】選A。氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí),釋放能量,總能量變小,電子的軌道半徑變小,根據(jù)k=m,可知電子的速度增大,動(dòng)能增大,而總能量減小,所以電勢(shì)能減小量大于動(dòng)能的增加量。故A正確。12.(19分)如圖是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路和氫原子的能級(jí)示意圖?，F(xiàn)用等離子態(tài)的氫氣(即電離態(tài),n→∞)向低能級(jí)躍遷時(shí)所發(fā)出的光照射光電管的陰極K,測(cè)得電壓表的示數(shù)是20V。已知光電管陰極材料的逸出功是3.6eV,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字。求:(e=1.6×10-19C108(1)氫氣發(fā)光的最短波長(zhǎng);(2)該光電管陰極材料發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng);(3)光電子到達(dá)陽極A的最大動(dòng)能。【解析】(1)從n→∞躍遷至基態(tài),釋放光子的能量為hνmax=0-(-13.6eV)=13.6eV根據(jù)c=λν可知最短波長(zhǎng)為λmin===m=9.1×10-8m(2)極