高二物理（含第三册）优化训练 第21章第三节智能优化训练.doc

2013高二物理（含第三册）优化训练：第21章第三节智能优化训练学生用书 p1431根据玻尔理论，以下说法正确的是()a电子绕核运动有加速度，说明要向外辐射电磁波b处于定态的原子，其电子做加速运动，但它并不向外辐射能量c原子内电子的可能轨道是不连续的d原子跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差答案：bcd2氢原子辐射一个光子后，下列说法正确的是()a电子绕核旋转的半径增大b氢原子的能级增大c氢原子的电势能增大d氢原子核外电子的速率增大解析：选d.氢原子辐射光子是由较高能级向较低能级跃迁，即由外层轨道向内层轨道跃迁，所以半径减小，a、b错误由于电子向着原子核靠近，电场力做正功，电势能减小，电子的动能增加，总能量减小，故c错误，本题正确答案为d.3氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能氢原子的电子由半径为ra的轨道跃迁到半径为rb的轨道时(rarb)，下列说法正确的是()a氢原子吸收某种频率的光子，电子的动能增加b氢原子放出某种频率的光子，电子的动能增加c氢原子吸收某种频率的光子，电子的动能减小d氢原子放出某种频率的光子，电子的动能减小解析：选b.因为轨道rarb，所以氢原子的电子是由高能轨道向低能轨道跃迁，引力做正功，电势能减少，动能增加，同时放出光子，选项a、c、d错误，选项b正确4(2011年高考四川理综卷)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则()a吸收光子的能量为h1h2b辐射光子的能量为h1h2c吸收光子的能量为h2h1d辐射光子的能量为h2h1解析：选d.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高，而紫光的频率2大于红光的频率1，所以h2h1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为h2h1.故选项d正确5(2010年高考重庆理综卷)氢原子部分能级的示意图如图2133所示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)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为()图2133a红、蓝靛b黄、绿c红、紫d蓝靛、紫解析：选a.由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 ev3.10 ev，处于某激发态的氢原子能级跃迁时：e3e2(3.401.51) ev1.89 ev，此范围为红光e4e2(3.400.85) ev2.55 ev，此范围为蓝靛光，故本题正确选项为a.1关于原子光谱的说法不正确的是()a原子光谱是不连续的b不同元素的光谱不相同c稀薄气体通电后发光是连续的d分析原子光谱可以确定元素种类答案：c2根据玻尔理论，某原子的电子从能量为e的轨道跃迁到能量为e的轨道，辐射出波长为的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则e等于()aehbehceh deh解析：选c.由于向外辐射光子，所以ee，由公式hee，所以eeh.3(2011年深圳模拟)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()a氢原子的能量增加b氢原子的能量减少c氢原子要吸收一定频率的光子d氢原子要放出一定频率的光子解析：选bd.氢原子的核外电子离原子核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子故选项b、d正确4处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，引起从高能态向低能态跃迁，同时两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理那么发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量e、电子的电势能ep、电子的动能ek的变化关系是()aep增大、ek减小、e减小bep减小，ek增大、e减小cep增大、ek增大、e增大dep减小、ek增大、e不变解析：选b.原子产生激光时，要辐射能量，所以总能量e减少；电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，核对电子的电场力(库仑力)做正功，电势能ep一定减少，根据玻尔理论，电子在各轨道绕核做圆周运动的向心力是由原子核对电子的库仑力提供的，根据km得：ekmv2.可见，当原子辐射光子，轨道半径减小时，电子的动能是增大的由以上分析可知，b选项正确5在太阳光谱中有许多暗线，这说明()a太阳中缺少与这些暗线所对应的元素b太阳中含有与这些暗线所对应的元素c太阳的大气层中含有与这些暗线对应的元素d太阳大气层中缺少与这些暗线对应的元素答案：c6(2011年广州模拟)仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是()a氢原子只有几个能级b氢原子只能发出平行光c氢原子有时发光，有时不发光d氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的解析：选d.光谱中的亮线对应不同频率的光，“分离的不连续亮线”对应着不同频率的光，b、c错氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射不同能量的光子，并且满足eh.能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，a错误d正确7要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11 ev的光子照射c用14 ev的光子照射d用11 ev的电子碰撞解析：选acd.该题主要考查对玻尔理论中原子跃迁条件的认识和理解根据玻尔理论可知，氢原子在各能级间跃迁时，只能吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子由氢原子能级关系不难算出，10.2 ev刚好等于n2和n1两能级之差，而11 ev则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差因而基态氢原子只能吸收前者被激发，而不能吸收后者对于14 ev的光子其能量大于氢原子的电离能(13.6 ev)，足以使氢原子电离使电子脱离束缚而成为自由电子，因而不受氢原子能级间跃迁条件的限制由能的转化和守恒定律不难知道，氢原子吸收14 ev的光子电离后产生的自由电子还应具有0.4 ev的动能另外，用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于或等于基态和某个激发态的能量之差，也可以使氢原子激发. 综上所述，正确答案为a、c、d.8图2134为氢原子的能级图用光子能量为13.06 ev的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有多少种()图2134a15 b10c4 d1解析：选b.氢原子只有吸收两能级之差的能量的光子才能从低能级向高能级跃迁，而e5e10.54 ev(13.60)ev13.06 ev，故基态氢原子吸收13.06 ev的光子跃迁到n5能级，从n5能级向低能级跃迁共有如下几种情形：从n5跃迁到n1,2,3,4；从n4跃迁到n1,2,3；从n3跃迁到n1,2；从n2跃迁到n1.共产生10种不同频率的光子9子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子(hydrogen muon atom)，它在原子核物理的研究中有重要作用图2135为氢原子的能级示意图假定光子能量为e的一束光照射容器中大量处于n2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为1、2、3、4、5和6的光，且频率依次增大，则e等于()图2135ah(31) bh(56)ch3 dh4解析：选c.由于氢原子吸收光子后，能释放6种光子，可知其吸收光子后跃迁到第4能级，因此所吸收的光子的能量ee4e2，而此种光子能量在所释放的6种光子中仅大于e43和e32，居第3位，又因为光子能量与频率成正比，所以eh3，故选c.10(2011年河北唐山二模)如图2136所示，n为钨板，m为金属网，它们分别与电池两极相连，电池的电动势e和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5 ev，现分别用氢原子跃迁发出的能量不同的光照射钨板，下列判断正确的是()图2136a用n3能级跃迁到n2能级发出的光照射，n板会发出电子b用n2能级跃迁到n1能级发出的光照射，n板会发出电子c用n3能级跃迁到n1能级发出的光照射，不会有电子到达金属网md用n4能级跃迁到n1能级发出的光照射，到达金属网m的电子最大动能为2.25 ev解析：选bd.由光电效应产生条件知，照射光子能量大于金属的逸出功，即h4.5 ev时，就可发生光电效应，而e3e21.89 ev，故a错；e2e110.2 ev，b对；e3e112.09 ev，逸出光电子最大初动能ekmhw7.59 ev，从n到m克服电场力做功w1eu6 ev，ekmw1，电子能到达金属网m，c错；同理e4e112.75 ev，ekmhw8.25 ev，到达m的最大初动能ekekmw12.25 ev，d正确11(2011年山东烟台模拟)如图2137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n4的能级(粒子的质量m与氢原子的质量mh之比为k)求：图2137(1)碰前氢原子的动能(2)若有一群氢原子处在n4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mvmhvh0，所以ekhmhvke(2)会辐射出6种不同频率的光eme4e10.85 ev(13.60)ev12.75 ev.答案：(1)ke(2)6种12.75 ev12氢原子处于基态时，原子的能量为e113.6 ev，问：(1)当氢原子从n3的可能轨道跃迁到n2的可能轨道时，向外辐射光线的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射氢原子？此电磁波属于什么波段的谱线？(3)当氢原子处于n2的能量状态时，核外电子具有的动能是多少？解析：(1)由氢原子的能级公式en，所以e2 ev3.4 ev，e31.51 ev.ee3e21.89 ev.又因为eh，所以 m6.58107 m.(2)要使处于基态的氢原子电离，就