2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)100考點(diǎn)千題精練第十六章選考部分專題16.7能級(jí)與原子結(jié)構(gòu)

專題16.7能級(jí)與原子結(jié)構(gòu)一．選擇題1.〔2023洛陽(yáng)一?！骋韵抡f(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A．玻爾根據(jù)光的波粒二象性，大膽提出假設(shè)，認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性B．鈾核裂變的核反響是U→Ba+Kr+2nC．原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，不吸收光子也能實(shí)現(xiàn)D．根據(jù)愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)〞可知，光的波長(zhǎng)越大，光子的能量越大【參考答案】C【命題意圖】此題考查核反響、黑體輻射、光電效應(yīng)、玻爾理論和能級(jí)及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。2．(2023金考卷)如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，大量氫原子從量子數(shù)為n的能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子，并利用這些光照射逸出功為4.54eV的金屬鎢，其中只有兩種頻率的光a、b能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)，a光的頻率較高，那么A．氫原子從n=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷B．氫原子從n=4的能級(jí)向低能級(jí)躍遷C．用a光照射放射性元素Po，其半衰期變小D．金屬鎢逸出光電子的最大初動(dòng)能為5.66eV【參考答案】A3.如下圖為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出假設(shè)干不同頻率的光，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光B．由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光頻率最小C．由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象D．用n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)【參考答案】D【名師解析】這些氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出C＝＝6種光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最小，所以頻率最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大，頻率最大，波長(zhǎng)最小，最不容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子能量為10.20eV>6.34eV，所以能使金屬鉑發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)D正確。4.(2023·重慶聯(lián)考)仔細(xì)觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條別離的不連續(xù)的亮線，其原因是A．氫原子只有幾個(gè)能級(jí)B．氫原子只能發(fā)出平行光C．氫原子有時(shí)發(fā)光，有時(shí)不發(fā)光D．氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對(duì)應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的【參考答案】D5．(2023·天津聯(lián)考)氫原子能級(jí)的示意圖如下圖，大量氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光a，從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光b，那么A．氫原子在n＝2的能級(jí)時(shí)可吸收能量為3.6eV的光子而發(fā)生電離B．氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子的能量可以小于0.66eVC．b光比a光的波長(zhǎng)短D．氫原子從n＝4的能級(jí)可輻射出5種頻率的光子【參考答案】A【名師解析】從n＝2電離所需的最小能量等于：E－E2＝0－(－3.4)＝3.4eV，光子能量3.6eV高于此值故能引起電離，故A正確。氫原子從n＝4的能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子的能量為：－0.85eV－(－1.51)eV＝0.66eV，故B錯(cuò)誤。根據(jù)躍遷規(guī)律可知從n＝4向n＝2躍遷時(shí)輻射光子的能量大于從n＝3向n＝2躍遷時(shí)輻射光子的能量，那么可見(jiàn)光a的光子能量大于b，又根據(jù)光子能量E＝hν可得a光子的頻率大于b，故a光比b光的波長(zhǎng)短，故C錯(cuò)誤。氫原子從n＝4的能級(jí)躍遷時(shí)，能發(fā)出C＝6種頻率的光子，故D錯(cuò)誤。6．(2023·寶雞檢測(cè))紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離子的能級(jí)如圖3－1－9所示，E1是基態(tài)，E2是亞穩(wěn)態(tài)，E3是激發(fā)態(tài)，假設(shè)以脈沖氙燈發(fā)出波長(zhǎng)為λ1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到E3，然后自發(fā)躍遷到E2，釋放波長(zhǎng)為也λ2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)E2的離子躍遷到基態(tài)時(shí)輻射出的光就是激光，這種激光的波長(zhǎng)λ為A. B.C. D.【參考答案】A【名師解析】由＝＋，解得λ＝，選項(xiàng)A正確。7．氫原子由原子核和一個(gè)核外電子組成，電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；電子運(yùn)動(dòng)的半徑可以變化，且沿不同軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)原子具有的能量不同(原子的能量為電子的動(dòng)能與原子的電勢(shì)能之和)．現(xiàn)有一氫原子吸收了一定的能量后其核外電子從半徑為R1的軌道躍遷到半徑為R2的軌道上．假設(shè)氫原子的電勢(shì)能Ep＝－(e為電子的電荷量)那么()A．核外電子的動(dòng)能增加了－B．核外電子的動(dòng)能減少了－C．氫原子吸收的能量等于－D．氫原子吸收的能量等于－【參考答案】C【名師解析】此題結(jié)合能級(jí)躍遷、圓周運(yùn)動(dòng)考查能量守恒，意在考查考生的綜合分析能力．電子在半徑為R1的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，由＝m1得Ek1＝，由Ep＝－得Ep1＝－，同理可得電子在半徑為R2的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和電勢(shì)能分別為Ek2＝，Ep2＝－，氫原子吸收能量后，軌道半徑增大，動(dòng)能減少，減少量為Ek1－Ek2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；氫原子吸收的能量等于原子增加的能量，大小為(Ek2＋Ep2)－(Ek1＋Ep1)，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．8．設(shè)氫原子由n＝3的狀態(tài)向n＝2的狀態(tài)躍遷時(shí)放出能量為E、頻率為ν的光子．那么氫原子()A．躍遷時(shí)可以放出或吸收能量為任意值的光子B．由n＝2的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量大于EC．由n＝3的狀態(tài)向n＝1的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的能量等于6.4ED．由n＝4的狀態(tài)向n＝3的狀態(tài)躍遷時(shí)放出光子的頻率大于ν【參考答案】BC9.(2023·安徽理綜)圖示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過(guò)程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動(dòng)。圖中所標(biāo)出的α粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的選項(xiàng)是A．M點(diǎn)B．N點(diǎn)C．P點(diǎn)D．Q點(diǎn)【參考答案】C【名師解析】α粒子與重金屬原子核帶同種電荷，由于庫(kù)侖力作用，α粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由牛頓第二定律可知，α粒子的加速度方向?yàn)槠渌軒?kù)侖力方向，指向軌跡彎曲方向的內(nèi)側(cè)，故圖中P點(diǎn)所示加速度方向正確，選項(xiàng)C正確。10.(2023·鄭州聯(lián)考)以下與α粒子相關(guān)的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速度相當(dāng)，穿透能力很強(qiáng)B.U(鈾238)核放出一個(gè)α粒子后就變?yōu)門(mén)h(釷234)C．高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反響方程為He＋N→O＋nD．丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【參考答案】B二．計(jì)算題1．(10分)如圖3－1－10所示，氫原子從n＞2的某一能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，輻射出能量為2.55eV的光子。問(wèn)：圖3－1－10(1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？(2)請(qǐng)?jiān)趫D3－1－10中畫(huà)出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖?！敬鸢浮?1)12.75eV(2)躍遷圖見(jiàn)解析【名師解析】(1)氫原子從n＞2的某一能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，輻射光子的頻率應(yīng)滿足：hν＝En－E2＝2.55eV。En＝hν＋E2＝－0.85eV，所以n＝4。基態(tài)氫原子要躍遷到n＝4的能級(jí)，應(yīng)提供：ΔE＝E4－E1＝12.75eV(2)輻射躍遷圖如下圖。2．氫原子基態(tài)的電子軌道半徑r1＝0.53×10－10m，基態(tài)的能級(jí)值為E1＝－13.6eV.(電子的質(zhì)量為9.1×10－31(1)求電子