专题13-2-原子物理(原卷版)

2021年一轮考点扫描微专题专题13.2原子物理目录TOC\o"1-3"\h\u【考点扫描】 1一．原子物理发展简史 2二．卢瑟福原子核式结构模型的缺陷 3三．玻尔原子模型的五个不同 3【典例分析】 3【专题精练】 5【考点扫描】一．原子物理发展简史二．卢瑟福原子核式结构模型的缺陷三．玻尔原子模型的五个不同【典例分析】【例1】(2020·山东省枣庄市二调)下列说法正确的是()A.光电效应实验中，光电流的大小与入射光的强弱无关B.卢瑟福发现了电子，在原子结构研究方面做出了卓越的贡献C.大量处于n＝3能级的氢原子在自发跃迁时，会发出3种不同频率的光D.由玻尔的原子模型可以推知，氢原子所处的能级越高，其核外电子的动能越大【例2】(2020·永州市模拟)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图。大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，设普朗克常量为h，下列说法正确的是()A．能产生3种不同频率的光子B．产生的光子的最大频率为eq\f(E3－E1,h)C．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，氢原子的能量变大D．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2eq\a\vs4\al()1．原子的两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子。(2)受激跃迁：通过光照、撞击或加热等，低能级→高能级，当吸收的能量大于或等于原子所处能级的|En|，原子将发生电离。(3)原子在两个能级之间发生跃迁时，放出(或吸收)光子的频率是一定的，可由hν＝Em－En求得。若求波长可由公式c＝λν求得。2．电离电离态与电离能电离态：n＝∞，E＝0基态→电离态：E吸>0－(－13.6eV)＝13.6eV。激发态→电离态：E吸>0－En＝|En|。若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。3．解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意(1)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν＝Em－En决定，波长可由公式c＝λν求得。(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n－1。(3)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。①用数学中的组合知识求解：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)。②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。【专题精练】1．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()1.(2019·全国卷Ⅰ)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光为可见光。要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为()A．12.09eV B．10.20eVC．1.89eV D．1.51eV2．处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有()A．1种B．2种C．3种D．4种3.(多选)(2020·抚顺模拟)如图所示，是汞原子的能级图，一个自由电子的总能量为8.0eV，与处于基态的汞原子碰撞后(不计汞原子的动量变化)，则电子剩余的能量可能为(碰撞无能量损失)()A．0.3eVB．3.1eVC．4.9eVD．8.8eV4.(2020·安徽省宣城市第二次调研)下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，其中说法正确的是()A.图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B.图乙，用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C.图丙，玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的D.图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构5.(2020·河南省中原名校第四次模拟)如图所示为氢原子的能级分布图，已知可见光光子的能量在1.61～3.10eV范围内，由图可知()A.基态氢原子吸收能量为10.3eV的光子能从n＝1能级跃迁到n＝2能级B.基态氢原子的电离能为13.6eVC.一群处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射6种不同频率的光子D.氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级，辐射的是可见光光子6.(2020·辽宁省葫芦岛市一模)如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、νb、νc，下列关系式正确的是()A.νb＝νa＋νcB.νa＝eq\f(νbνc,νb＋νc)C.νb＝eq\f(νaνc,νa＋νc)D.νc＝eq\f(νbνa,νa＋νc)7.如图为卢瑟福的α粒子散射实验的经典再现，用放射性元素发出的α粒子轰击金箔，用显微镜观测在环形荧光屏上所产生的亮点，根据实验现象分析（）A．在荧光屏上形成的亮点是由α粒子在金箔上打出的电子产生的B．该实验证明原子几乎全部质量和全部正电荷都集中在一个很小的体积内C．在荧光屏上观测到极少数的α粒子发生了大角度的偏转D．该实验中α粒子由于和电子发生碰撞而发生了大角度的偏转8.氢原子核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道时（）A．要吸收光子，电子的动能、电势能都减小B．要吸收光子，电子的动能增大，电势能减小C．要放出光子，电子的动能、电势能都减小D．要放出光子，电子的动能增大，电势能减小9.(2020·山西太原一模)如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a；从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是 ()A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可能使处于n＝4能级的氢原子电离D．大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线10.(2020·四川绵阳三诊)氢原子处于量子数n＝2的激发态时能量E2＝－3.4eV，则 ()A．辐射出一个能量为3.4eV的光子后跃迁到基态B．辐射出一个能量为10.2eV的光子后跃迁到基态C．用光子能量为3.4eV的光照射后将跃迁到n＝3的激发态D．用光子能量为13.6eV的光照射后将跃迁到n＝3的激发态11.(2020·湖南长沙联考)玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级如图所示，一群氢原子处于n＝4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有()A.电子的动能与势能均减小B．氢原子跃迁时可发出连续光谱C．能使金属钾(逸出功为2.25eV)发生光电效应的光谱线有4条D．由n＝4跃迁到n＝1时发出光子的波长最长12．如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止．图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是()A．M点 B．N点C．P点 D．Q点13.(2020·四川遂宁一诊)不同色光的光子能量如下表所示．色光红橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10氢原子部分能级的示意图如图所示．大量处于n＝4能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为 ()A．红、蓝—靛 B．红、紫C．橙、绿 D．蓝—靛、紫14．(2020·上海理工大附中期中)如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况．下列说法正确的是()A．在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多B．在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光C．卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似D．α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹15.(2020·福建三明模拟)按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的