人教版高中物理选择性必修第3册课后习题 第四章 原子结构和波粒二象性 4.氢原子光谱和玻尔的原子模型.docVIP

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4.氢原子光谱和玻尔的原子模型

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.氢是自然界中最简单的元素,下列关于氢原子光谱的说法正确的是()

A.氢原子光谱是连续谱

B.氢原子光谱是氢原子的特征谱线

C.经典物理学可以解释氢原子光谱

D.不同化合物中的氢的光谱不同

答案B

解析氢原子光谱是线状谱,不是连续谱,故A错误;不同原子的原子光谱是不同的,氢原子光谱是氢原子的特征谱线,故B正确;经典物理学不可以解释氢原子光谱的分立特征,故C错误;不同化合物中的氢的光谱相同,氢原子光谱是氢原子的特征谱线,故D错误。

2.(多选)由玻尔理论可知,下列说法中正确的是()

A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波

B.处于定态的原子,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量

C.原子内电子的轨道可能是连续的

D.原子的轨道半径越大,原子的能量越大

答案BD

解析按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波,很短时间内电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾,由玻尔假设可知选项A、C错误,B正确;原子轨道半径越大,原子能量越大,选项D正确。

3.一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道,已知rarb,则在此过程中 ()

A.原子发出一系列频率的光子

B.原子要吸收一系列频率的光子

C.原子要吸收某一频率的光子

D.原子要辐射某一频率的光子

答案D

解析一个氢原子的核外只有一个电子,这个电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间,由某一轨道直接跃迁到另一轨道时,可能的情况只有一种,因为rarb,所以电子是从高能级向低能级跃迁,跃迁过程中要辐射光子,故D正确。

4.(多选)关于太阳光谱,下列说法正确的是()

A.太阳光谱是吸收光谱

B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的

C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成

D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素

答案AB

解析太阳是一个高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,所以分析太阳光谱可知太阳大气层的物质组成。故A、B正确,C、D错误。

5.(多选)设氢原子由n=3的状态向n=2的状态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子。则氢原子()

A.跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子

B.由n=2的状态向n=1的状态跃迁时放出光子的能量大于E

C.由n=2的状态向n=3的状态跃迁时吸收光子的能量等于E

D.由n=4的状态向n=3的状态跃迁时放出光子的频率大于ν

答案BC

解析原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子,A错;由n=2的状态向n=1的状态跃迁时,能量比由n=3的状态向n=2的状态跃迁时要大,所以放出光子的能量大于E,B项正确;由n=2的状态向n=3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n=3的状态向n=2的状态跃迁时放出的能量E,C项正确;由n=4的状态向n=3的状态跃迁时放出光子的能量较小,所以频率小于ν,D项错。

6.

(北京东城区一模)如图所示为氢原子能级图。大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光。用这些光照射金属钙。已知金属钙的逸出功为3.20eV。能够从金属钙的表面照射出光电子的光共有()

A.2种 B.3种 C.4种 D.5种

答案B

解析根据组合公式,C4

它们的能量分别是

E1=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,

E2=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV,

E3=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,

E4=-1.51eV-(-3.40eV)=1.89eV,

E5=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,

E6=-3.40eV-(-13.6eV)=10.2eV,

可见有三种光电子的能量大于3.20eV,故能够从金属钙的表面照射出光电子的光共有三种,故B正确,A、C、D错误。

关键能力提升练

7.甲、乙两幅图是氢原子的能级图,图中箭头表示出核外电子在两能级间跃迁的方向;在光电效应实验中,分别用蓝光和不同强度的黄光来研究光电流与电压的关系,得出的图像分别如丙、丁两幅图像所示。则甲、乙图中,电子在跃迁时吸收光子的是哪幅图?丙、丁图中,能正确表示光电流与电压关系的是哪幅图?()

A.甲、丙 B.乙、丙

C.甲、丁 D.乙、丁

答案D

解析在跃迁中吸收光子,因此是从低能级向高能级跃迁,故乙图正确;丙、丁两图,频率相同的光照射金属发生光电效应,光电子的最大初动能相等,根