人教版(新教材)高中物理選擇性必修3課時(shí)作業(yè)6：4 4 氫原子光譜和玻爾的原子模型練習(xí)

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊(cè)PAGEPAGE1第4節(jié)氫原子光譜和玻爾的原子模型(限時(shí)35分鐘)1.利用光譜分析的方法能夠鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，關(guān)于光譜分析，下列說(shuō)法正確的是()A.利用高溫物體的連續(xù)譜就可鑒別其組成成分B.利用物質(zhì)的線狀譜就可鑒別其組成成分C.高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后的光譜上的暗線反映了高溫物體的組成成分D.同一種物質(zhì)的線狀譜與吸收光譜上的暗線，由于光譜的不同，它們沒(méi)有關(guān)系〖答案〗B〖解析〗高溫物體的光譜包括了各種頻率的光，與其組成成分無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)光的線狀譜中的明線是與某種原子發(fā)出的某頻率的光有關(guān)，通過(guò)這些亮線與原子的特征譜線對(duì)照，即可確定物質(zhì)的組成成分，選項(xiàng)B正確；高溫物體發(fā)出的光通過(guò)物質(zhì)后某些頻率的光被吸收而形成暗線，這些暗線與所經(jīng)物質(zhì)有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；某種物質(zhì)發(fā)出某種頻率的光，當(dāng)光通過(guò)這種物質(zhì)時(shí)它也會(huì)吸收這種頻率的光，因此線狀譜中的亮線與吸收光譜中的暗線相對(duì)應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(多選)由玻爾理論可知，下列說(shuō)法中正確的是()A.電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，就要向外輻射電磁波B.處于定態(tài)的原子，其電子做變速運(yùn)動(dòng)，但它并不向外輻射能量C.原子內(nèi)電子的可能軌道是連續(xù)的D.原子的軌道半徑越大，原子的能量越大〖答案〗BD〖解析〗按照經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)，電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，一定會(huì)向外輻射電磁波，能量不斷減小，其軌道半徑連續(xù)變化，而這與客觀事實(shí)相矛盾，由玻爾假設(shè)可知選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；原子軌道半徑越大，原子能量越大，選項(xiàng)D正確。3.(多選)玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有()A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí)，雖然電子做加速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射或吸收一定頻率的光子D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率〖答案〗ABC〖解析〗選項(xiàng)A、B、C三項(xiàng)都是玻爾提出來(lái)的假設(shè)，其核心是原子定態(tài)概念的引入與能級(jí)躍遷學(xué)說(shuō)的提出，也就是“量子化”的概念。原子的不同能量狀態(tài)與電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)不同的圓軌道相對(duì)應(yīng)，電子躍遷時(shí)輻射光子的頻率由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即hν＝Em－En，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤，A、B、C正確。4.(多選)按照玻爾原子理論，下列表述正確的是()A.核外電子運(yùn)動(dòng)軌道半徑可取任意值B.氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，氫原子的能量越大C.電子躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量由能級(jí)的能量差決定，即hν＝En－Em(m＜n)D.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程，可能輻射能量，也可能吸收能量〖答案〗BC〖解析〗根據(jù)玻爾理論，核外電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是確定的值，而不是任意值，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；氫原子中的電子離原子核越遠(yuǎn)，能級(jí)越高，能量越大，選項(xiàng)B正確；由躍遷規(guī)律可知選項(xiàng)C正確；氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷的過(guò)程中，應(yīng)輻射能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.對(duì)于巴耳末公式，下列說(shuō)法正確的是()A.所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都與巴耳末公式相對(duì)應(yīng)B.巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光的可見(jiàn)光部分的光的波長(zhǎng)C.巴耳末公式確定了氫原子發(fā)光的一個(gè)線系的波長(zhǎng)，其中既有可見(jiàn)光，又有紫外光D.巴耳末公式確定了各種原子發(fā)光中的光的波長(zhǎng)〖答案〗C〖解析〗巴耳末公式只確定了氫原子發(fā)光中一個(gè)線系的波長(zhǎng)，不能描述氫原子發(fā)出的各種波長(zhǎng)，也不能描述其他原子的發(fā)光，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；巴耳末公式是由當(dāng)時(shí)已知的可見(jiàn)光中的部分譜線，總結(jié)出來(lái)的，但它適用于整個(gè)巴耳末線系，該線系包括可見(jiàn)光和紫外光，故B錯(cuò)誤，C正確。6.(多選)關(guān)于光譜和光譜分析，下列說(shuō)法正確的是()A.太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜都是線狀譜B.煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜是線狀譜C.進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以利用線狀譜，不能用連續(xù)譜D.觀察月亮光譜，可以確定月亮的化學(xué)組成〖答案〗BC〖解析〗太陽(yáng)光譜是吸收光譜，白熾燈光譜是連續(xù)譜，A錯(cuò)誤；煤氣燈火焰中鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜是線狀譜，B正確；進(jìn)行光譜分析時(shí)，要利用原子的特征譜線即線狀譜，不能用連續(xù)譜，C正確；由于月亮自身不會(huì)發(fā)光，只是反射了太陽(yáng)光，因此無(wú)法用光譜分析確定月亮的化學(xué)組成，D錯(cuò)誤。7.(多選)下列有關(guān)氫原子光譜的說(shuō)法正確的是()A.氫原子的吸收光譜是連續(xù)譜B.氫原子光譜說(shuō)明氫原子只發(fā)出特定頻率的光C.氫原子光譜說(shuō)明氫原子能級(jí)是分立的D.氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能量差無(wú)關(guān)〖答案〗BC〖解析〗由于氫原子的軌道是不連續(xù)的，而氫原子在不同的軌道上的能級(jí)符合公式En＝eq\f(1,n2)E1，故氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的，即是分立的，故C正確；當(dāng)氫原子從較高軌道第n能級(jí)躍遷到較低軌道第m能級(jí)時(shí)，發(fā)射的光子的能量為E＝En－Em＝eq\f(1,n2)E1－eq\f(1,m2)E1＝eq\f(m2－n2,n2m2)E1＝hν，顯然n、m的取值不同，發(fā)射光子的頻率就不同，故氫原子光譜線的頻率與氫原子能級(jí)的能量差有關(guān)，故D錯(cuò)誤；由于氫原子發(fā)射(或吸收)的光子的能量E＝En－Em＝eq\f(1,n2)E1－eq\f(1,m2)E1＝eq\f(m2－n2,n2m2)E1，所以發(fā)射(或吸收)的光子的能量值E是不連續(xù)的，只能是一些特殊頻率的譜線，故A錯(cuò)誤，B正確。8.(多選)用光子能量為E的光束照射容器中的氫氣，氫原子吸收光子后，能發(fā)射頻率為ν1、ν2、ν3的三種光子，且ν1＜ν2＜ν3。入射光束中光子的能量應(yīng)是()A.hν3 B.h(ν1＋ν2)C.h(ν2＋ν3) D.h(ν1＋ν2＋ν3)〖答案〗AB〖解析〗氫原子吸收光子后發(fā)射三種頻率的光，可知?dú)湓佑苫鶓B(tài)躍遷到了第三能級(jí)，能級(jí)躍遷如圖所示，由圖可知該氫原子吸收的能量為hν3或h(ν1＋ν2)。故A、B正確。9.(2021·山東昌樂(lè)一中期末)可見(jiàn)光的光子能量如下表所示，玻爾的氫原子能級(jí)圖如圖所示，則關(guān)于氫原子能級(jí)躍遷的說(shuō)法正確的是()色光紅橙黃綠藍(lán)—靛紫光子能量范圍(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10A.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子的能量是連續(xù)的B.處于n＝2能級(jí)的氫原子可以吸收紅光發(fā)生電離C.從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紅外線D.大量氫原子從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出兩種頻率的可見(jiàn)光〖答案〗D〖解析〗氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，是分立的，A錯(cuò)誤；處于n＝2能級(jí)的氫原子至少吸收3.4eV的能量才能電離，而紅光的能量較小，不符合要求，B錯(cuò)誤；從n＝3的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)，釋放的能量為1.89eV，該能量在紅光能量范圍內(nèi)，所以輻射的是紅光，C錯(cuò)誤；大量氫原子從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，從4到2躍遷和從3到2躍遷釋放的能量都在可見(jiàn)光范圍，其他的不在可見(jiàn)光范圍，D正確。10.(2021·山西臨汾市月考)氫原子的能級(jí)示意圖如圖所示，用光子能量為12.75eV的一束光照射一群處于基態(tài)的氫原子，下列說(shuō)法正確的是()A.這些處于基態(tài)的氫原子會(huì)被電離B.這些處于基態(tài)的氫原子會(huì)躍遷到n＝3能級(jí)C.照射后可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射有3種不同波長(zhǎng)的光D.照射后可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射有6種不同波長(zhǎng)的光〖答案〗D〖解析〗能量12.75eV等于n＝1和n＝4間的能級(jí)差，故處于基態(tài)的氫原子吸收能量為12.75eV的光子后，會(huì)躍遷到n＝4能級(jí)，不會(huì)被電離，A、B錯(cuò)誤；照射后可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射Ceq\o\al(2,4)＝6種波長(zhǎng)的光波，C錯(cuò)誤，D正確。11.(多選)(2021·內(nèi)蒙古包頭市高二期末)已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖所示，部分金屬的逸出功如下表所示，現(xiàn)用光子能量介于8～12.7eV范圍內(nèi)的光去照射大量處于基態(tài)的氫原子，則下列說(shuō)法中正確的是()金屬銫鈣鎂鈦逸出功W/eV1.92.73.74.4A.在照射光中可能被吸收的光子能量有3種B.照射后可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有3種C.照射后氫原子發(fā)射的各種波長(zhǎng)的光照射金屬銫，都可以使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)D.照射后氫原子發(fā)射的各種波長(zhǎng)的光照射金屬鈦，有2種光可以使金屬鈦發(fā)生光電效應(yīng)〖答案〗BD〖解析〗根據(jù)玻爾理論E2－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－3.4))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝10.2eVE3－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－1.51))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝12.09eVE4－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－0.85))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝12.75eVE5－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－0.54))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝13.06eV能被吸收的光子能量有2種，A錯(cuò)誤；照射后躍遷最高能級(jí)為3級(jí)，可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有Ceq\o\al(2,3)＝3，照射后可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有3種，B正確；根據(jù)玻爾理論E3－E2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－1.51))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－3.4))eV＝1.89eV不能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論E2－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－3.4))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝10.2eVE3－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－1.51))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝12.09eV這2種光的能量均大于金屬鈦的逸出功，均能使金屬鈦發(fā)生光電效應(yīng)，D正確。12.(2021·河北張家口市一模)氫原子能級(jí)如圖所示，用光子能量為2.55eV的光照射大量處于n＝2能級(jí)的氫原子，氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光照射到逸出功為9eV的金屬板時(shí)，射出光電子最大初動(dòng)能為()A.4.6eV B.3.75eVC.3.09eV D.1.2eV〖答案〗B〖解析〗用光子能量為2.55eV的光照射大量處于n＝2能級(jí)的氫原子，2.55eV－3.40eV＝－0.85eV，躍遷到n＝4的能級(jí)，氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光子的最大能量Em＝－0.85eV－(－13.6)eV＝12.75eV，照射到逸出功為9eV的金屬板時(shí)，射出光電子最大初動(dòng)能為Ek＝12.75eV－9eV＝3.75eV，故選項(xiàng)B正確。13.(2021·福建漳州市一模)如圖是某原子的部分能級(jí)示意圖，a、b、c為原子發(fā)生的三種躍遷，發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的光λa、λb、λc，E1、E2、E3分別表示三個(gè)對(duì)應(yīng)能級(jí)，且En＝eq\f(E1,n2)，E1＜0，則()A.λa＞λb＞λcB.λa＝λb＋λcC.E1＜E2＜E3 D.E1＋E2＝E3〖答案〗C〖解析〗電子躍遷時(shí)發(fā)出的光子的能量為E＝En－Em能量差(E3－E2)等于光子b的能量，能量差(E2－E1)等于光子c的能量，能量差(E3－E1)等于光子a的能量，由玻爾理論可知E3－E2＜E2－E1，結(jié)合題圖可知光子的能量關(guān)系為Ea＝Ec＋Eb，同時(shí)Ea＞Ec＞Eb，又E＝eq\f(hc,λ)，聯(lián)立可得eq\f(1,λa)＝eq\f(1,λb)＋eq\f(1,λc)，λa＜λc＜λb，A、B錯(cuò)誤；由玻爾理論知?dú)湓?/p>