高考物理一轮复习高效演练创新题12.2《原子结构　氢原子光谱》(含答案详解)

高效演练·创新预测

1.(2018·淮北模拟)如图所示是英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验装置。下列关于该实验的描述错误的是              (　　)

A.α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成

B.α粒子的散射实验揭示了原子核有复杂的结构

C.实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后没有发生散射

D.α粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息

【解析】选B。α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成,故A项正确;α粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构,故B项错误;实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后不发生了散射,故C项正确;α粒子从金原子内部出来后携带了原子内部的信息,故D项正确。

【加固训练】

　　如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是              (　　)

A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据

B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性

C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转

D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转

【解析】选A。卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子核式结构模型,A项正确,B项错误;电子质量太小,对α粒子的影响不大,C项错误;绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原方向前进,D项错误。

2.(2018·惠州模拟)氢原子从能级A跃迁到能级B,吸收频率ν1的光子,从能级A跃迁到能级C释放频率ν2的光子,若ν2>ν1则当它从能级C跃迁到能级B

将 (　　)

A.吸收频率为ν2+ν1的光子

B.吸收频率为ν2-ν1的光子

C.放出频率为ν2+ν1的光子

D.放出频率为ν2-ν1的光子

【解析】选A。氢原子从能级A跃迁到能级B吸收光子,则B能级的能量大于A能级的能量,由玻尔理论有:EB-EA=hν1;从能级A跃迁到能级C,释放光子,则A能级的能量大于C能级的能量,由玻尔理论有:EA-EC=hν2;由以上两式得:EB-EC= hν1+hν2,所以氢原子由C能级跃迁到B能级要吸收光子,由hν=hν1+hν2,所吸收的光子频率为ν=ν1+ν2,故A项正确,B、C、D项错误。

3.(2018·泰安模拟)根据氢原子的能级图,现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)的氢原子上,受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光,则照射氢原子的单色光的光子能量为              (　　)

A.12.75 eV　 B.13.06 eV　 C.13.6 eV　   D.0.85 eV

【解析】选A。由题意应该有6=,得n=4。即能发出6种频率光的一定是n=4能级,则照射氢原子的单色光的光子能量为:-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV,故A项正确,B、C、D项错误。

4.(新题预测)(多选)欲使处于基态的氢原子激发,下列措施可行的是              (　　)

A.用10.2 eV的光子照射

B.用10.5 eV的光子照射

C.用14 eV的光子照射

D.用13 eV的电子碰撞

【解题指导】解答本题应注意以下两点:

(1)氢原子跃迁时吸收光子的全部能量,光子的能量应为两个能级的能量差或大于13.6 eV。

(2)氢原子跃迁时吸收实物粒子的部分能量,实物粒子的能量应大于等于两个能级的能量差或大于13.6 eV。

【解析】选A、C、D。用10.2 eV的光子照射,即-13.6 eV+10.2 eV=-3.4 eV,跃迁到第二能级,故A项正确;用10.5 eV的光子,因为-13.6 eV+10.5 eV=-3.1 eV,不可能被吸收,故B项错误;用14 eV的光子照射,即-13.6 eV+14 eV>0,氢原子被电离,故C项正确;当能被电离时,则0-(-13.6)eV=13.6 eV,当用13 eV 的电子碰撞时,可能吸收10.2 eV能量从而电离,故D项正确。

5.(新题预测)(多选)有媒体报道,美国核动力航母中将要装备激光武器了,根据玻尔理论,激光是大量处于同一激发状态n1的原子同时跃迁到某一能级n2,而释放出的单色光,其能量大,破坏力强,下列针对上述原子跃迁过程的说法正确的是               (　　)

A.原子处于n1能级时的能量大于处于n2能级时的能量

B.电子在n1能级时的半径小于在n2能级时的半径

C.电子在n1能级时的动能小于在n2能级时的动能

D.红外线、紫外线、γ射线都是处于激发状态的原子辐射出的

【解析】选A、C。同一激发态n1的原子同时跃迁到某一能级n2而释放出能量,可知原子处于n1能级时的能量大于处于n2能级时的能量,故A项正确;根据玻尔理论可知,原子的能级越高,同一个电子的轨道半径越大,所以电子在n1能级时的半径大于在n2能级时的半径,故B项错误;电子绕原子核运动的过程中库仑力提供向心力,则:=,所以电子运动的半径越大,动能越小。所以电子在n1能级时的动能小于在n2能级时的动能,故C项正确;红外线、紫外线都是处于激发态的原子辐射出的,γ射线是处于激发态的原子核受到激发时产生的,故D项错误。