新教材高考物理一轮复习课时规范练44原子结构玻尔理论含答案

这是一份新教材高考物理一轮复习课时规范练44原子结构玻尔理论含答案，共9页。试卷主要包含了右图为氢原子能级示意图，2 eV等内容，欢迎下载使用。

1.(氢原子的能级跃迁和光电效应的综合)右图为氢原子能级示意图。光子能量为12.75 eV的一束光照射处于基态的大量氢原子,大量氢原子将发生能级跃迁,发出的光可能有几种频率( )
A.3种B.4种
C.5种D.6种
2.(多选)(氢原子光谱和能级跃迁)氢原子光谱如图甲所示,图中给出了谱线对应的波长,玻尔的氢原子能级图如图乙所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可见光的频率范围约为4.2×1014~7.8×1014 Hz,则( )
A.Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量
B.图甲所示Hα、Hβ、Hγ、Hδ四种光均属于可见光范畴
C.Hβ对应光子的能量约为10.2 eV
D.Hα谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级
3.(α粒子散射实验)(2022北京海淀期末)右图是卢瑟福为解释α粒子散射实验而提出的情境。占金原子质量绝大部分的原子核集中在很小的空间范围,曲线表示α粒子的运动轨迹。下列说法正确的是( )
A.越接近原子核的α粒子发生散射时的偏转角越小
B.电子质量约为α粒子质量的17 300,因此电子对α粒子速度的影响可以忽略
C.由该实验可以得出α粒子与金原子核一定带异种电荷
D.若实验中换用轻金属箔片,发生大角度偏转的α粒子将会增多
4.(能级跃迁与光电效应)(2022黑龙江丹东期末)氢原子能级如图甲所示,一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁。产生的光照射到图乙所示的真空管,阴极K材料为钠,其逸出功为2.29 eV,发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流,则( )
A.跃迁中,有4种频率的光可以使阴极K发生光电效应
B.由n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子波长最长
C.当滑片P调至最左端时,电流表的示数为零
D.由n=4能级跃迁到n=1能级时,该氢原子能量增大
5.(散射、链式反应、能级和电子发现)下列四幅图涉及不同的物理知识,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
6.(多选)(能级跃迁)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示,已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间,则( )
A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出γ射线
B.氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时会辐射出红外线
C.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离
D.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光
素养综合练
7.如图甲所示为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时的辐射光,则谱线b是氢原子( )
A.从n=3能级跃迁到n=2能级时的辐射光
B.从n=5能级跃迁到n=3能级时的辐射光
C.从n=4能级跃迁到n=3能级时的辐射光
D.从n=5能级跃迁到n=2能级时的辐射光
8.(2023广东江门一模)图甲为氢原子能级图,图乙为氢原子的光谱,Hα、Hβ、Hγ、Hδ是可见光区的四条谱线,其中Hβ谱线是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级辐射产生的,下列说法正确的是( )
甲
乙
A.这四条谱线中,Hα谱线光子频率最大
B.氢原子的发射光谱属于连续光谱
C.用能量为3.5 eV的光子照射处于a激发态的氢原子,氢原子不发生电离
D.若Hα、Hβ、Hγ、Hδ中只有一种光能使某金属产生光电效应,那一定是Hδ
9.(2023山西忻州开学)氢原子的能级图如图甲所示,大量处在n=4能级的氢原子在向低能级跃迁的过程中会释放出多种能量的光子,用其中所释放出的光照射如图乙所示的光电管阴极K,合上开关,当电压表的示数为8.50 V时,电流表的示数恰好为零。下列说法正确的是( )
A.氢原子能产生8种不同的光子
B.光电子的最大初动能为12.75 eV
C.光电管阴极K的逸出功为4.25 eV
D.氢原子释放的所有光子都能使阴极K发生光电效应
10.(2023山东济南开学)某些原子处于磁场中,能级会发生劈裂,有的能级会变成近似连续的能带。如图所示,某种原子能量为E1的能级在磁场作用下形成能量最小值为E2、最大值为E3的能带,E3>E1>E2,相应能级跃迁发出的光a、b、c的波长分别为λa、λb、λc。若用a光照射某金属表面时能发生光电效应,且逸出光电子的最大初动能为Ek,下列说法正确的是( )
A.λb<λa<λc
B.λc=λa+λb
C.用b光照射该金属一定不能发生光电效应
D.用c光照射该金属一定能发生光电效应,逸出光电子的最大初动能大于Ek
答案：
1.D 解析 根据玻尔理论,可知当光子能量为12.75 eV时,氢原子到达的最大能级为第4能级,结合数学公式C42=6,得放出不同频率光子的数目为6,故D正确,A、B、C错误。
2.ABD 解析 根据真空中光速等于波长乘频率可知,波长越长频率越小,根据E=hν可知频率越小能量越小,故A正确;由可见光的频率范围可知,可见光的波长范围约为385~714 nm,则四种光都属于可见光,故B正确;由E=hν=hcλ,可得Eβ=2.56 eV,故C错误;根据E=hν=hcλ,可得Eα=1.89 eV,结合能级图可知,从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量为[-1.51-(-3.4)] eV=1.89 eV,故D正确。
3.B 解析 越接近原子核的α粒子发生散射时的偏转角越大,故A错误;α粒子的质量比电子质量大得多,所以电子对α粒子速度的影响可以忽略,故B正确;由该实验现象可知α粒子与金原子核相互排斥,即带同种电荷,故C错误;箔原子比金原子的原子核小,则实验中换用轻金属箔片,发生大角度偏转的α粒子将会减少,故D错误。
4.A 解析 根据玻尔理论,一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,可以产生6种不同频率的光子,
n=4→n=1的光子的能量为E41=E4-E1=-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV>2.29 eV,
n=3→n=1的光子的能量为E31=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV>2.29 eV,
n=2→n=1的光子的能量为E21=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV>2.29 eV,
n=4→n=3的光子的能量为E43=E4-E3=-0.85 eV-(-1.51 eV)=0.66 eV<2.29 eV,
n=4→n=2的光子的能量为E42=E4-E2=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV>2.29 eV,
n=3→n=2的光子的能量为E32=E3-E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV<2.29 eV,
可知有4种频率的光可以使阴极K发生光电效应,故A正确;由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子能量最大,光子频率最大,波长最短,故B错误;结合A的分析可知,E41、E42、E31和E21的能量值都大于金属的逸出功,则发生光电效应后光电子的初动能都大于零,由于A是阳极,所以当滑片P调至最左端时,光电子仍然可以到达A处,则电流表的示数不为0,故C错误;由n=4能级跃迁到n=1能级时,氢原子向外释放能量,自身能量减小,故D错误。
5.C 解析 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,故A错误。用中子轰击铀核使其发生裂变,裂变反应会释放出巨大的核能,故B错误。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,故C正确。汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构,天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构,故D错误。
6.CD 解析 γ射线在核反应时才会放出,氢原子跃迁无法辐射γ射线,故A错误;氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时,辐射光子的能量E=-1.51 eV-(-3.40 eV)=1.89 eV,在可见光范围之内,故B错误;氢原子在n=3能级吸收1.51 eV的光子能量就可以电离,紫外线的光子能量大于3.11 eV,可以使处于n=3能级的氢原子电离,故C正确;氢原子从n=4能级跃迁至n=2能级辐射光子的能量E'=-0.85 eV-(-3.40 eV)=2.55 eV,在可见光范围之内,同理,从n=3能级跃迁至n=2能级辐射光子的能量也在可见光范围之内,辐射出的其他光的频率不在可见光范围内,所以大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光,故D正确。
7.D 解析 谱线a是氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时的辐射光,波长大于谱线b,所以a光的光子频率小于b光的光子频率,所以b光的光子能量大于n=4和n=2间的能级差。n=3跃迁到n=2,n=4跃迁到n=3,n=5跃迁到n=3的能级差都小于n=4和n=2间的能级差;只有n=5和n=2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差,D正确。
8.D 解析 由题图乙可知,Hα谱线对应光子的波长最长,则频率最小,故A错误;氢原子的发射光谱不是连续光谱,故B错误;由题图甲可知,氢原子的激发态的能量值最小为-3.4 eV,可知用能量为3.5 eV的光子照射处于a激发态的氢原子,氢原子一定能发生电离,故C错误;由题图乙可知Hδ谱线对应光子的波长最短,则它是四条谱线中能量值最大的一个,所以若Hα、Hβ、Hγ、Hδ中只有一种光能使某金属产生光电效应,那一定是Hδ,故D正确。
9.C 解析 根据C42=6可知,氢原子能产生6种不同的光子,故A错误;当电压表的示数为8.50 V时,电流表的示数恰好为零,可知光电子的最大初动能为8.50 eV,故B错误;光电管阴极K的逸出功W0=Em-eU=(13.6-0.85-8.50) eV=4.25 eV,故C正确;氢原子释放的6种光子中,根据E=Em-En,可知有3种能量小于逸出功,则有三种光子不能使阴极K发生光电效应,故D错误。
10.D 解析 根据能级跃迁规律可知hcλa=E1-E0,hcλb=E2-E0,hcλc=E3-E0,由于E3>E1>E2,可知λb>λa>λc,故A错误;由选项A可知λa+λb=hc1E1-E0+1E2-E0,λc=hc·1E3-E0,无法比较λc和λa+λb的大小关系,故B错误;根据光电效应发生的条件可知若用a光照射某金属表面时能发生光电效应,则b光照射时也可能发生光电效应,c光照射该金属一定能发生光电效应,由于c光频率大于a光频率,根据Ek=hν-W0,可知逸出光电子的最大初动能大于Ek,故C错误,D正确。