2024-2025学年试题物理（选择性人教版2019）第四章4-氢原子光谱和玻尔的原子模型5-粒子的波动性和量子力学的建立

4.氢原子光谱和玻尔的原子模型5.粒子的波动性和量子力学的建立课后训练巩固提升基础巩固1.(多选)下列发光体中产生线状谱的是()A.炽热的钢水 B.发光的日光灯管C.点燃的蜡烛 D.极光答案BD解析A、C能产生连续谱。B能产生水银蒸气的特征光谱,极光是宇宙射线激发的气体发光,能产生线状谱,B、D正确。2.(多选)关于玻尔的原子模型,下列说法正确的有()A.它彻底地否定了卢瑟福的核式结构学说B.它发展了卢瑟福的核式结构学说C.它完全抛弃了经典的电磁理论D.它引入了普朗克的量子理论答案BD解析玻尔是在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁的原子模型的,故选项A错误,B正确。它的成功在于引入了量子化理论,缺点是过多地引入经典力学,故选项C错误,D正确。3.对于巴耳末公式,下列说法正确的是()A.所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B.巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C.巴耳末公式确定了氢原子发光的一组谱线的波长,其中既有可见光,又有紫外光D.巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长答案C解析巴耳末公式只确定了氢原子发光中一组谱线的波长,不能描述氢原子发出的各种波长,也不能描述其他原子的发光,故A、D错误。巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的,但它既适用于可见光也适用于紫外光,故B错误,C正确。4.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子()A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量减少答案B解析根据玻尔原子理论知,氢原子从高能级n=3向低能级n=2跃迁时,将以光子形式放出能量,放出光子后原子能量减少,故选项B正确。5.(多选)下列说法正确的是()A.所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B.由巴耳末公式可知,只要n取不同的值,氢原子光谱的谱线可以有无数条C.巴耳末系中的一部分谱线是氢原子光谱中的可见光部分D.氢原子光谱是线状谱的一个例证答案CD解析氢原子的谱系有好几个,巴耳末系仅是可见光区中的一个,仅四条谱线,故A、B错误,C正确。氢原子光谱是线状光谱,故D正确。6.(多选)根据玻尔理论,下列说法正确的是()A.原子处于定态时,虽然电子做变速运动,但并不向外辐射能量B.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,电势能的减少量大于动能的增加量C.氢原子可以吸收任意能量的光子,因而轨道半径可以连续增大D.电子没有确定轨道,只存在电子云答案AB解析原子处于定态时,能量稳定,虽然电子做变速运动,但并不向外辐射能量,A正确。氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,静电力做正功,电势能减小,动能增大,由于要释放一定频率的光子,总能量减小,所以电势能的减少量大于动能的增加量,B正确。根据玻尔的理论,电子只能在特定的轨道上运行,电子的轨道是分立不连续的,氢原子需要吸收大于等于该能级电离能的能量才能使氢原子电离,由低能级向高能级跃迁需要吸收恰好等于能级差的光子能量才能实现跃迁,C、D错误。7.氢原子基态的能量为E1=13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中,频率最大的光子能量为0.96E1,频率最小的光子的能量为eV(结果保留两位有效数字),这些光子可具有种不同的频率。

答案0.3110解析频率最大的光子能量为0.96E1,即EnE1=0.96E1,则En=E10.96E1=(13.6eV)0.96×(13.6eV)=0.54eV,即n=5,从n=5能级开始跃迁,能发出的光子频率种类N=5×(5-1)2=10。频率最小的光子是从n=5能级跃迁到n=4能级,其能量为Emin=0.54eV(0.85eV)=8.氢原子最低的四个能级如图所示,当氢原子在这些能级间跃迁时:(1)有可能放出种能量的光子。

(2)在哪两个能级间跃迁时,所放出光子波长最长?波长是多少?答案(1)6(2)由第四能级跃迁到第三能级1.88×106m解析(1)N=n(n-(2)由第四能级向第三能级跃迁时能级差最小,辐射的光子波长最长。由hν=E4E3,得hcλ=E4E3所以λ=hc=6.63×1=1.88×106m。能力提升1.下列关于光谱和光谱分析的说法,正确的是()A.日光灯产生的光谱是连续谱B.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素C.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分D.连续谱是不能用来作光谱分析的答案D解析日光灯是低压水银蒸气导电发光,产生线光谱,故A错误。太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱,某种元素发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收,故B错误。月球本身不会发光,靠反射太阳光使我们看到它,所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分,故C错误。光谱分析只能是线光谱和吸收光谱,连续光谱是不能用来作光谱分析的,故D正确。2.下列关于光谱的说法,正确的是()A.炽热固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱B.各种原子的线状谱中的明线和它的吸收谱中的暗线必定一一对应C.气体发出的光只能产生线状谱D.甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案A解析通常看到的吸收光谱中的暗线比线状谱中的明线要少一些,所以B错误。气体发光时,若是高压气体发光形成连续光谱,若是稀薄气体发光形成线状谱,所以C错误。甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后,得到的是乙物质的吸收光谱,所以D错误。答案为A。3.关于原子的特征谱线,下列说法不正确的是()A.不同原子的发光频率是不一样的,每种原子都有自己的特征谱线B.炽热的白光通过温度较白光低的气体后,再色散形成的吸收光谱,可用于光谱分析C.可以用特征谱线进行光谱分析鉴别物质和确定物质的组成成分D.原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据答案D解析不同原子的发光频率是不一样的,每种原子都有自己的特征谱线,选项A正确,不符合题意。由吸收光谱的定义及特点可知,选项B正确,不符合题意。每种原子都有自己的特征谱线,可以用特征谱线进行光谱分析鉴别物质和确定物质的组成成分,选项C正确,不符合题意。α粒子散射实验是原子具有核式结构的有力证据,选项D错误,符合题意。4.按照玻尔理论,氢原子从能级A跃迁到能级B时,释放频率为ν1的光子;氢原子从能级B跃迁到能级C时,吸收频率为ν2的光子,且ν1>ν2,则氢原子从能级C跃迁到能级A时,将()A.吸收频率为ν2ν1的光子B.吸收频率为ν1ν2的光子C.吸收频率为ν2+ν1的光子D.释放频率为ν1+ν2的光子答案B解析从能级A跃迁到能级B时,EAEB=hν1;从能级B跃迁到能级C时,ECEB=hν2。两式相减得ECEA=h(ν2ν1)。由于ν1>ν2,所以从能级C跃迁到能级A将吸收频率为ν1ν2的光子,故B正确。5.图甲为a、b、c、d四种元素的特征谱线,图乙是某矿物的线状谱,通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()A.a元素 B.b元素C.c元素 D.d元素答案B解析把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照,只有b元素的谱线在该线状谱中不存在,故选项B正确,与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素。6.氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时放出光子的频率为ν,则它从基态跃迁到n=4的能级时吸收的光子频率为。

答案274解析氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时有hν=E3E2=E19-E14则从基态跃迁到n=4的能级时吸收的光子能量hν'=E4E1=E116E1=1516E由①②式得ν'=274ν7.氢原子处于基态时,原子能量E1=13.6eV,氢原子各能级的关系为En=1n2E1(n=1,2,3,…),普朗克常量取h=6.6×1034(1)处于n=2激发态的氢原子,至少要吸收多大能量的光子才能电离?(2)今有一群处于n=4激发态的氢原子,最多可以辐射几种不同频率的光子?其中最小的频率是多少?结果保留2位有效数字。