高考物理复习 高效学习方略 143 原子结构 氢原子光谱练习.doc

第十四章 第3讲 (时间：60分钟满分：100分) 一、选择题(每小题5分，共35分)1关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有()a汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内b粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据c对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路d玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的解析bc汤姆孙发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，选项a错误；由卢瑟福对粒子散射实验现象的分析所得出的结论，说明选项b正确；根据原子光谱产生的机理进行探究，可知选项c正确；玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子光谱的现象，但其理论是正确的，选项d错误2若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对th的原子来说()ax90，y90，z234bx90，y90，z144cx144，y144，z90dx234，y234，z324解析b在th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x90；中子数等于质量数减去质子数，z23490144，所以b选项对3.如图所示为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的a、b、c、d四个位置时，观察到的现象描述错误的是()a在a位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多b在b位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在a位置时少得多c. 在c、d位置时，屏上观察不到闪光d. 在d位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析c因为绝大多数粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进，在a位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，a项正确；因为少数粒子穿过金箔后发生了较大偏转，在b位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在a位置时要少得多，b项正确；粒子散射实验中有极少数粒子偏转角超过90，甚至接近180，在c、d位置仍能观察到闪光，但次数极少. 所以c项错误，d项正确. 4氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么，氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出()ax射线 b红光 c黄光 d紫光解析d由于e5e2e4e2，所以该光子的能量比蓝光的大5玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有()a原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量b原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的c电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子d电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解析abca、b、c三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合6.氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于n3的激发态，这群氢原子辐射出的光子的能量可能是()a13.6 ev b12.09 evc10.2 ev d1.89 ev解析bcd从n3到n2，1.51 ev(3.40) ev1.89 ev，d对从n3到n1，1.51 ev(13.60) ev12.09 ev，b对从n2到n1，3.40 ev(13.6) ev10.2 ev，c对7(2011濮阳模拟)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为10.632 8 m，23.39 m.已知波长为1的激光是氖原子在能级间隔为e11.96 ev的两个能级之间跃迁产生的用e2表示产生波长为2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则e2的近似值为()a1 050 ev b0.98 ev c0.53 ev d0.36 ev解析d由ehh，则有e1h，e2h0.36 ev.二、非选择题(共65分)8(10分)氢原子第n能级的能量为ene1/n2，其中e1是基态能量，而n1,2.若一氢原子发射能量为e1的光子后处于比基态能量高出e1的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？解析设氢原子发射光子前后分别处于第l与第m能级，则依题意有e1，e1e1，解得m2，l4.氢原子发射光子前后分别处于第4与第2能级【答案】第4能级和第2能级9(12分)已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.531010 m，基态的能级值为e113.6 ev.(1)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出几条光谱线(2)计算这几条光谱线中最长的波长解析(1)这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线，如图所示(2)波长最长的光谱线是从n3的能级向n2的能级跃迁产生的，则有：he3e2所以 m6.58107 m.【答案】(1)三条(2)6.58107 m10(12分)如图为氢原子能级示意图，现有动能是e(ev)的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等碰撞后氢原子受激发跃迁到n3的能级(粒子的质量mx与氢原子的质量mh之比为k)求：(1)碰前氢原子的动能(2)若有一群氢原子处在n3的能级，会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光，光子能量多大？解析(1)设v和vh分别表示粒子和氢原子的速率，由题意可知mxvmhvh0.ehmhvke.(2)会辐射出3种不同频率的光ee3e11.51 ev(13.60) ev12.09 ev.【答案】(1)ke(2)3种12.09 ev11(15分)如图所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，辐射出能量为2.55 ev的光子问最少要给基态的氢原子提供多少ev能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图解析根据公式hemen，可确定em的能量，由能级公式en判断其量子数，然后确定处于基态的氢原子跃迁到该状态需要吸收的能量；对于辐射跃迁图，可根据凡是处于高能量状态原子均可向各种低能量状态跃迁而辐射出若干频率的光子氢原子从n2的某一能级跃迁到n2的能级，满足：hene22.55 ev，enhe20.85 ev.所以n4.基态氢原子要跃迁到n4的能级，应提供：ee4e112.75 ev.跃迁图如下图所示【答案】12.75 ev，图见解析12(16分)氢原子的核外电子质量为m，电荷量为e，在离核最近的轨道上运动