人教版高中物理選擇性必修第三冊第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性習(xí)題課5分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)含答案

1．(多選)氫原子能級圖如圖所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級時，輻射光的波長為656nm。以下判斷正確的是()A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長大于656nmB．用波長為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級C．一群處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級答案：CD2.玻爾解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級圖如圖所示，一群處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低能級時，以下說法符合玻爾理論的是()A．這群氫原子躍遷時最多可產(chǎn)生3種不同頻率的光子B．核外電子的軌道半徑減小、動能增大C．由n＝4能級躍遷到n＝1能級時發(fā)出光子的波長最長D．已知金屬鉀的逸出功為2.25eV，從n＝3能級躍遷到n＝2能級釋放的光子可使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)答案：B3．當(dāng)用具有1.87eV能量的光子照射處于n＝3的激發(fā)態(tài)的氫原子時()A．氫原子不會吸收這個光子B．氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動能為0.36eVC．氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動能為零D．氫原子吸收該光子后不會被電離解析：選B。處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子所具有的能量為E3＝eq\f(E1,32)＝－1.51eV，由于1.87eV＋(－1.51eV)＝0.36eV>0，說明氫原子能夠吸收該光子而電離，電離后電子的動能為0.36eV。4．氫原子輻射出一個光子后()A．電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑增大B．電子的動能增大C．氫原子的電勢能增大D．原子的能級值增大解析：選B。根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射光子后，應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道，在此躍遷過程中，電場力對電子做了正功，因而電勢能應(yīng)減小。另由經(jīng)典電磁理論，電子繞核做勻速圓周運動的向心力即為氫核對電子的庫侖力：keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，則Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)?？梢?，電子運動半徑越小，其動能越大。再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，氫原子放出光子，輻射出一定的能量，所以原子的總能量減少，只有B正確。5．已知氫原子的基態(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En＝eq\f(E1,n2)(n＝2，3，4，…)。已知普朗克常量為h，電子的質(zhì)量為m，下列說法正確的是()A．基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為eq\r(\f(2（hν＋E1）,m))B．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動能減小，原子的電勢能增大，動能和電勢能之和不變C．一個處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時最多可輻射出6種不同頻率的光D．第一激發(fā)態(tài)氫原子的電離能等于eq\f(E1,4)解析：選A。題中E1為負(fù)值，基態(tài)氫原子中的電子吸收一個頻率為ν的光子被電離后，據(jù)能量守恒定律可得Ekm＝hν＋E1，因而質(zhì)量為m的電子的速度大小為eq\r(\f(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(hν＋E1)),m))，A正確；基態(tài)氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)時，電子吸收光子后總能量增大，軌道半徑增大，由keq\f(e2,r)＝meq\f(v2,r)可知，速度減小，核外電子動能減小，原子的電勢能增大，B錯誤；一個處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時最多可輻射出3種不同頻率的光，分別是4→3、3→2、2→1，C錯誤；處于第一激發(fā)態(tài)氫原子的能量為eq\f(E1,4)，其電離能為－eq\f(E1,4)，D錯誤。6.如圖所示的是氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV～3.11eV，鎂的逸出功為5.9eV，以下說法錯誤的是()A．用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鎂板一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B．用能量為11.0eV的自由電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可使其躍遷到激發(fā)態(tài)C.處于n＝2能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離D．處于n＝4能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離解析：選C。只有氫原子從高能級向基態(tài)躍遷發(fā)射的光子能量大于5.9eV時，才會使鎂板發(fā)生光電效應(yīng)，A正確，不符合題意；n＝1和n＝2能級的能量差為10.2eV，用能量為11.0eV的自由電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，氫原子會吸收10.2eV的能量從基態(tài)躍遷到n＝2能級，B正確，不符合題意；紫外線的光子能量大于3.11eV，n＝2能級的氫原子吸收能量大于3.4eV的光子才會電離，因此n＝2能級的氫原子不能吸收任意頻率的紫外線，光子的能量等于兩能級間的能級差