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1、第十六章 原子結(jié)構(gòu) 原子核
第1單元 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜
1.關(guān)于原子結(jié)構(gòu)理論與α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是（）
A.盧瑟福做α粒子散射實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證湯姆孫的棗糕模型是錯(cuò)誤的
B.盧瑟福認(rèn)識到湯姆孫的“棗糕模型”的錯(cuò)誤后提出了“核式結(jié)構(gòu)”理論
C.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證核式結(jié)構(gòu)理論的正確性
D.盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論
2.在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,如圖所示畫出了一些曲線,這些曲線中可能是α粒子徑跡的是( )
A.a B.b
C.c D.d
3.氫原子從能級m躍遷到能級n時(shí)輻射紅光的頻率為ν1，從能級n躍
2、遷到能級k時(shí)吸收紫光的頻率為ν2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級k躍遷到能級m，則（）
A.吸收光子的能量為hν1＋hν2
B.輻射光子的能量為hν1＋hν2
C.吸收光子的能量為hν2 - hν1
D.輻射光子的能量為hν2 - hν1
4.(2020·廣東廣州模擬)如圖為氫原子能級圖,現(xiàn)有一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子,則這些原子( )
A.發(fā)出的光子最小能量是0.66eV
B.發(fā)出的光子最大能量是12.75eV
C.能發(fā)出3種不同頻率的光子
D.由n=3躍遷到n=1時(shí)發(fā)出的光子頻率最高
5.(2020·西安鐵一中高三上期末)氦原子被電離出一個(gè)核外電子，形成類氫
3、結(jié)構(gòu)的氦離子.已知基態(tài)的氦離子能量為E1＝-54.4 eV，氦離子的能級示意圖如圖所示.在具有下列能量的光子或者電子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是（）
A.42.8 eV(光子) B.43.2 eV(電子)
C.41.0 eV(電子) D.54.4 eV(光子)
6.如圖為氫原子能級示意圖的一部分,則氫原子( )
A.從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出電磁波的波長長
B.從n=5能級躍遷到n=1能級比從n=5能級躍遷到n=4能級輻射出電磁波的速度大
C.處于不同能級時(shí),核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的
D.從高能級向低能級躍遷時(shí)
4、,氫原子核一定向外放出能量
7.氫原子能級示意圖如圖所示,不同色光的光子能量如下表所示.
色光
赤
橙
黃
綠
藍(lán)—靛
紫
光子能量
范圍(eV)
1.61~
2.00
2.00~
2.07
2.07~
2.14
2.14~
2.53
2.53~
2.76
2.76~
3.10
處于某激發(fā)態(tài)的氫原子,發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條,其顏色分別為( )
A.紅、藍(lán)—靛
B.黃、綠
C.紅、紫
D.藍(lán)—靛、紫
8.氫原子光譜除了巴耳末系外,還有萊曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式為,n=4,5,6,…R=1.10×107m-1.
5、若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區(qū)域,試求:
(1)n=6時(shí)對應(yīng)的波長;
(2)帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多少?n=6時(shí),傳播的頻率為多少?
9.如圖為氫原子能級圖,試回答下列問題:
(1)一群處于n=4的氫原子躍遷后可能輻射出幾種頻率的光子?
(2)通過計(jì)算判斷,氫原子從能級n=4躍遷到能級n=2時(shí)輻射出的光子最大頻率是多少?
(3)設(shè)氫原子處于基態(tài)時(shí)電子的軌道半徑為r1,動能為Ek1,處于第n能級時(shí)電子的軌道半徑為rn,動能為Ekn.已知rn=n2r1,試用庫侖定律和牛頓運(yùn)動定律證明:Ekn=.
參考答案
1.解析:盧瑟福設(shè)計(jì)的α粒子散射實(shí)驗(yàn)是為了探究原子內(nèi)電荷的
6、分布，并非為了驗(yàn)證湯姆孫模型是錯(cuò)誤的，A錯(cuò)誤；盧瑟福并不是認(rèn)識到“棗糕模型”的錯(cuò)誤而提出“核式結(jié)構(gòu)”理論的，B錯(cuò)誤；盧瑟福做了α粒子散射實(shí)驗(yàn)后，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了“核式結(jié)構(gòu)”理論，C錯(cuò)誤，D正確.
答案：D
2.解析:根據(jù)電荷之間的相互作用力來進(jìn)行判斷.α粒子與重核均帶正電,它們之間是庫侖斥力,所以α粒子的徑跡只能是偏離重核運(yùn)動,故徑跡c不可能.α粒子離重核越近,速度方向偏轉(zhuǎn)角度越大;越遠(yuǎn),偏轉(zhuǎn)角度越小,所以徑跡a不可能,徑跡b、d有可能.綜上所述,B、D兩項(xiàng)正確.
答案:BD
3.解析:氫原子從能級m躍遷到能級n時(shí)輻射紅光，說明能級m高于能級n，而從能級n躍遷到能級k時(shí)吸收紫光，說明能
7、級k也比能級n高，而紫光的頻率ν2大于紅光的頻率ν1，所以hν2>hν1，因此能級k比能級m高，所以若氫原子從能級k躍遷到能級m，應(yīng)輻射光子，且光子能量應(yīng)為hν2-hν1.故選項(xiàng)D正確.
答案：D
4.解析:發(fā)出的光子的最小能量為E3-E2=1.89eV,A項(xiàng)錯(cuò);發(fā)出的光子的最大能量為E3-E1=12.09eV,B項(xiàng)錯(cuò);能發(fā)出不同頻率的光子種類為=3種,C項(xiàng)對;由n=3躍遷到n=1時(shí),發(fā)出的光子能量最大,由ΔE=hν知,對應(yīng)光子的頻率最高,D項(xiàng)對.
答案:CD
5.解析:基態(tài)的氦離子吸收42.8 eV的能量，能量為-54.4 eV＋42.8 eV＝-11.6 eV.不能躍遷，故A正確.
8、基態(tài)的氦離子吸收43.2 eV的電子能量，部分被吸收，能躍遷到第二能級.故B錯(cuò)誤.基態(tài)的氦離子吸收41.0 eV的電子能量，部分被吸收，能躍遷到第二能級.故B錯(cuò)誤.基態(tài)的氦離子吸收54.4 eV的能量，能量為-54.4 eV＋54.4 eV＝0 eV，躍遷到無窮遠(yuǎn)，故D錯(cuò)誤.
答案：A
6.解析:由hν=Em-En,En=,λ=c/v可得:從n=4躍遷到n=3比從n=3躍遷到n=2輻射出的電磁波的能量小,頻率小,波長長,A項(xiàng)正確;電磁波在真空中的速度都是一樣的,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電子軌道與能級對應(yīng),處于不同能級,核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;從高能級向低能級躍遷時(shí),氫原子一定向外釋
9、放能量,但不是氫原子核釋放能量,D項(xiàng)錯(cuò)誤.
答案:A
7.解析:如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第2能級,能夠發(fā)出10.2eV的光子,不屬于可見光;如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第3能級,能夠發(fā)出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三種光子,只有1.89eV屬于可見光;如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第4能級,能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的6種光子,1.89eV和2.55eV屬于可見光,1.89eV的光子為紅光,2.55eV的光子為藍(lán)—靛,故A項(xiàng)正確.
答案:A
8.解析:(1)根據(jù)帕邢系公式,當(dāng)n=6時(shí),λ=1.09×10-6m.
(2
10、)帕邢系形成的譜線在紅外區(qū)域,所以在真空中以光速c=3.0×108m/s傳播.
由c=λν得:=2.75×1014 Hz.
答案:(1)1.09×10-6m (2)3.0×108m/s 2.75×1014Hz
9.解析:(1)最多可輻射出=6種頻率的光子.
(2)由氫原子能級圖可知,從能級n=4躍遷到能級n=2輻射出的光子中,能量最大值為Emax=E4-E2=2.55eV,所以輻射的光子中最大頻率為
νmax=Hz=6.15×1014 Hz.
(3)電子在軌道上受庫侖力作用做勻速圓周運(yùn)動,由庫侖定律和牛頓第二定律得:k=m,
所以電子的動能為
Ek=mv2=,
又rn=n2r1得:,即.
答案:(1)6種
(2)6.15×1014Hz
(3)見解析
湖北省2020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 16.1《原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜》試題
