高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)六十三 氫原子光譜原子能級(jí)-人教版高三物理試題

課時(shí)作業(yè)六十三氫原子光譜原子能級(jí)(限時(shí)：45分鐘)(班級(jí)________姓名________)1．按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的圓軌道上，ra>rb，在此過(guò)程中()A．原子發(fā)出一系列頻率的光子B．原子要吸收一系列頻率的光子C．原子要吸收某一頻率的光子D．原子要發(fā)出某一頻率的光子2．一氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量減少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量減少3．下列說(shuō)法中正確的是()A．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短C．一個(gè)動(dòng)量為p的電子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)為hp(h為普朗克常量)D．在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的遏止電壓與入射光的強(qiáng)度有關(guān)4．(多選)氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm.以下判斷正確的是()第4題圖A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB．用波長(zhǎng)為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)第5題圖5．(多選)如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖．現(xiàn)用能量介于10eV～12.9eV范圍內(nèi)的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則下列說(shuō)法正確的是()A．照射光中只有一種頻率的光子被吸收B．照射光中有三種頻率的光子被吸收C．氫原子發(fā)射出三種不同波長(zhǎng)的光D．氫原子發(fā)射出六種不同波長(zhǎng)的光6．(17年南通質(zhì)檢)(多選)如圖所示，為氫原子能級(jí)圖，A、B、C分別表示電子三種不同能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子，其中()第6題圖A．頻率最大的是BB．波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是CC．頻率最大的是AD．波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是B7．氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6eV.大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)．由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為－0.96E1，頻率最小的光子的能量為________eV(保留兩位有效數(shù)字)，這些光子可具有________種不同的頻率．第8題圖8．(16年泰州二模)氫原子的能級(jí)如圖所示，原子從能級(jí)n＝4向n＝2躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，該金屬的逸出功是______eV.從能級(jí)n＝4向n＝1躍遷所放出的光子照射該金屬，所產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能是______eV.9．用能量為E0的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量E0稱為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為ν的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子(電子質(zhì)量為m)．該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為______，其德布羅意波長(zhǎng)為________(普朗克常量為h)．10．大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89eV，10.2eV，12.09eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在________個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)上，其中最高能級(jí)的能量值是________．(基態(tài)能量為－13.6eV)．11．實(shí)驗(yàn)室考查氫原子躍遷時(shí)的微觀效應(yīng)．已知?dú)湓幽芗?jí)圖如圖所示，氫原子質(zhì)量為mH＝1.67×10－27kg.設(shè)原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n(1)求氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)射出多少種不同頻率的光；第11題圖(2)若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動(dòng)量可以用p＝eq\f(hν,c)表示(h為普朗克常量，ν為光子頻率，c為真空中光速)，求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率．(保留三位有效數(shù)字)課時(shí)作業(yè)(六十三)氫原子光譜原子能級(jí)1.D【解析】ra>rb，是從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，應(yīng)向外發(fā)射能量，且所發(fā)射光子的能量等于兩個(gè)能級(jí)的能量差．選項(xiàng)D正確．2．B【解析】氫原子核外電子軌道數(shù)越大，它的能級(jí)越高，即能量越高．從高軌道往低軌道躍遷，會(huì)放出光子，能量減少，減少的能量等于兩個(gè)軌道的能級(jí)之差．故選B.3．A【解析】當(dāng)氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，據(jù)玻爾理論：ΔE＝Em－En，可知?dú)湓又荒茌椛?、吸收特定頻率的光子，A正確．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明光的頻率沒(méi)有達(dá)到極限頻率，是光的頻率過(guò)小，波長(zhǎng)太大，B錯(cuò)誤．根據(jù)德布羅意波波長(zhǎng)公式，一個(gè)動(dòng)量為p的電子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)應(yīng)為eq\f(h,P)，C錯(cuò)誤．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hv－W0，而反應(yīng)遏止電壓euc＝Ek，可得uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，可知遏止電壓與入射光頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤．4．CD【解析】能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越大，波長(zhǎng)越小，A錯(cuò)誤；由Em－En＝hν可知，B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)Ceq\o\al(2,3)＝3可知，輻射的光子頻率最多3種．C正確；正確選項(xiàng)CD.5．BD【解析】氫原子可能吸收的光子能量有：12.75eV、12.09eV、10.20eV、2.55eV、1．89eV和0.66eV，其中只有三種光子能量處在10eV～12.9eV范圍內(nèi)，所以照射光中有三種頻率的光子被吸收，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；氫原子可以吸收大量能量為12.75eV的光子，從而從n＝1的基態(tài)躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，又會(huì)發(fā)射出光子躍遷到低能態(tài)，共可發(fā)射出6種不同波長(zhǎng)的光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．6．AB【解析】根據(jù)hν＝ΔE和c＝λν可知，ΔE大，頻率就大，波長(zhǎng)就?。x項(xiàng)AB正確．7．0.3110【解析】頻率最大的光子能量為－0.96E1，即En－E1＝－0.96E1，則En＝E1－0.96E1＝(－13.6eV)－0.96×(－13.6eV)＝－0.54eV，即n＝5，從n＝5能級(jí)開始躍遷，這些光子能發(fā)出的頻率數(shù)n＝eq\f(5×（5－1）,2)＝10種．頻率最小的光子是從n＝5能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)，其能量為Emin＝－0.54eV－(－0.85eV)＝0.31eV.8．2.5510.2【解析】據(jù)題意，當(dāng)氫原子從n＝4向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，光子的能量恰好等于金屬的逸出功，據(jù)玻爾理論得知，金屬的逸出功為：W0＝E＝E4－E2＝－0.85eV－(－3.40eV)＝2.55eV由光電效應(yīng)方程得Ekm＝13.6eV－3.40eV＝10.2eV.9.eq\r(\f(2（hν－E0）,m))eq\f(h,\r(2m（hν－E0）))【解析】電子吸收光子能量為hν，擺脫原子核束縛需克服引力做功E0，那么多余的能量就轉(zhuǎn)化為自由電子脫離原子核后的動(dòng)能，hν－E0＝eq\f(1,2)mv2，計(jì)算得v＝eq\r(\f(2（hν－E0）,m))，德布羅意波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)＝eq\f(h,\r(2m（hν－E0）)).10．2－1.51eV【解析】根據(jù)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以發(fā)出3種不同頻率的光子，躍遷發(fā)生前這些原子分布在2個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)上．處于基態(tài)氫原子能量為－13.6eV，最高能級(jí)的能量值是－13.6eV＋12.09eV＝－1.51eV.11．104.17m/s【解析】(1)可以有n＝Ceq\o\al(2,5)＝10種不同頻率的光輻射．(2)根據(jù)題