学人教版选修35 18.3氢原子光谱 作业（5）.docx

2017-2018学年度人教版选修3-5 18.3氢原子光谱 作业（5）1如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是（ ） a. 最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的b. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的c. 这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光d. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34ev的金属铂能发生光电效应2以下关于玻尔原子理论的说法正确的是 ()a. 电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的b. 电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射c. 电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子d. 不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收e. 氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱3如图所示，当氢原子从n=4跃迁到n=2的能级和从n=3迁到n=1的能级时，分别辐射出光子a和光子b，则（ ）a. 由于放出光子，原子的能量增加b. 光子a的能量小于光子b的能量c. 光子a的波长小于光子b的波长d. 若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也一定能使该金属发生光电效应4下列说法中正确的是（）a. 铀核裂变的核反应是92235u56141ba+3692kr+201nb. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为24he+714n817o+11hc. 质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量为（2m1+2m2m3）c2d. 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为1的光子，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为2的光子，已知12，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时要吸收波长为的光子5氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量e1=一54.4ev，氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中，能被基态氦离子吸收，而发生跃迁的是a. 42.8ev(光子）b. 40.8ev(光子）c. 31.0ev(电子）d. 43.2ev(电子)6已知氢原子的基态能量为，激发态能量，其中n=2，3用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为（）a. b. c. d. 7如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光关于这些光，下列说法正确的是（）a. 波长最长的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的b. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的c. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光d. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 ev的金属铂能发生光电效应8下列说法正确的是（）a. 由波尔理论的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小b. 汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说c. 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长d. 现已建成的核电站的能量均来自于核聚变9氢原子从n = 4的激发态直接跃迁到n = 2的能级时, 发出蓝色光, 则氢原子从n = 5激发态直接跃迁到n = 2的能级时, 可能发出的是a. 红光 b. 紫光 c. 红外线 d. 射线10关于玻尔的原子模型，下列说法正确的是()a. 原子可以处于连续的能量状态中b. 原子的能量状态不是连续的c. 原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量d. 原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的11.(选修模块3-5) (1)下列说法正确的是_.a.光电效应中，从金属中通出的光电于的最大初动能与入射光的频率成正比b.对照体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动c.核裂变与核聚变反应中均存在质量亏损，会释放出较多的核能d. u52215的半衰期随着环境的不断变化，半衰期可能变短(2)氢原子各定态能量为en=e1n2，e1为基态氢原子能量，现有大量氢原子处于n=4激发态。这些氢原子可以发出_种不同频率的光子，其中频率最大的光子能量为频率最小的光子能量的_倍（可保留分数）。 (3)静止的锂核l36i俘获一个速度为8106m/s的中子，发生核反应后产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核h26e，它的速度大小是3.5106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，试写出核反应方程，并求反应后产生的另一个粒子的速度大小。12如图所示为氢原子的能级图。一群处于n=1基态的氢原子吸收波长为的光子后，均跃迁到n=4激发态，氢原子从激发态发生跃迁时，最多可观测到氢原子发射不同波长的光有 种，其中从n=4激发态跃迁到n=2激发态发射光的波长为 倍。13（7分）有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，当它们跃迁时：(1)这些氢原子最多能发出几种频率的光？并画出能级图，在图上用箭头标明；(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子的波长最长？是多少？(已知氢原子的基态能量e1=-13.6ev，量子数n的能级值，普朗克常数 h=6.6310-34js)14(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的_也相等a速度 b动能 c动量 d总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(he)的能级图如图所示电子处在n3轨道上比处在n5轨道上离氦核的距离_(选填“近”或“远”)当大量he处在n4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_条(3)如图所示，进行太空行走的宇航员a和b的质量分别为80 kg和100 kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1 m/s.a将b向空间站方向轻推后，a的速度变为0.2 m/s，求此时b的速度大小和方向试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1cd【解析】a项，波长越长，越容易发生衍射，而由n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量最大，波长最短，故a项错误。b项，跃迁时两能级间能量差越小，辐射光频率越小，则频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的，故b项错误。c项，这些氢原子总共可辐射出n=432=6种不同频率的光，故c项正确。d项，n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量为10.2ev，大于金属铂的逸出功6.34ev，能发生光电效应，故d项正确。综上所述本题正确答案为cd2ade【解析】电子绕原子核做圆周运动的轨道是量子化的，轨道半径不是任意的，故a正确。电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，故b错误。氢原子在不同的轨道上的能级，电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要吸收光子，故c错误。不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故d正确。氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，是特征谱线，但它的光谱不是连续谱，故e正确。故选ade.【点睛】解决本题的关键知道玻尔理论的两个假设：（1）轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是不连续的（2）定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续的这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是稳定的，不向外辐射能量3bd【解析】a、由于放出光子，原子的能量减小，故a错误；b、氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级的能极差小于从n=3的能级跃迁到n=l的能级时的能极差，根据emen=h，知光子a的能量小于光子b的能量，故b正确；c、a光子的能量小于光子b的能量，所以光子a的频率小于光子b的频率，所以b的频率大，波长小，即光子a的波长大于光子b的波长，故c错误；d、光子a的频率小于光子b的频率，所以光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也能使某种金属发生光电效应，故d正确。故选：bd。4bcd【解析】a、铀核裂变不能自发进行，必须俘获一个中子后才能进行，写核反应方程时两边的中子不能抵消，故a错误；b、卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为24he+714n817o+11h，故b正确；c、两个质子和两个中子结合成一个粒子，根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量e=mc2=(2m1+2m2m3) c2，故c正确；d、12，则从b能级跃迁到c能级吸收的光子能量大于从a能级跃迁到b能级的光子能量，则从a能级状态跃迁到c能级吸收的光子能量为，根据得，吸收的光子波长为= ，故d正确。故选：bcd。5bd【解析】试题分析：氦离子吸收光子发生跃迁，光子能量需等于两能级间的能级差，否则不会被吸收电子能量可以部分被吸收，发生跃迁吸收42.8ev的能量，则能量变为-11.6ev，不能发生跃迁，a错误；吸收40.8ev，则能量变为-13.6ev，可以跃迁到2能级，b正确；吸收31.0ev，则能量变为-23.4ev，不能发生跃迁，c错误；吸收43.2ev中的一部分能量，即吸收40.8ev的能量迁到第2能级，故d正确6c【解析】试题分析：最大波长对应着光子的最小能量，即只要使使氢原子从第一激发态恰好电离即可根据题意求出第一激发态的能量值，恰好电离时能量为0，然后求解即可第一激发态即第二能级，是能量最低的激发态，则有，电离是氢原子从第一激发态跃迁到最高能级0的过程，需要吸收的光子能量最小为，所以有，解得，故c正确7d【解析】根据光子的能量： ，氢原子由n=4向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，波长最小，故a错误；根据光子的能量： ，氢原子由n=4向n=3能级跃迁时辐射的光子能量最小，频率最小，故b错误；根据公式： 知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子，故c错误；氢原子由n=2向n=1能级跃迁时辐射的光子能量为：13.6ev3.4ev=10.2ev6.34 ev，根据光电效应发生的条件用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 ev的金属铂能发生光电效应，故d正确。所以d正确，abc错误。视频8a【解析】a、由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，轨道半径越大，根据知，电子的动能越小。故a正确；b、汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子枣糕式结构学说，故b错误；c、依据德布罗意波长公式=h/p，可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故c错误；d、现已建成的核电站的能量均来自于核裂变，故d错误。故选：a。.9b【解析】:氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时,辐射的光子能量大于从 的激发态直接跃迁到的能级时辐射的光子能量,所以光子能量大于蓝光的光子能量，根据电磁波谱我们知道不是红光和红外线，而 射线是由于原子核的衰变而产生的高频电磁波，所以辐射的光子能量小于射线的光子能量。综上所述本题答案是：b10b【解析】根据波尔理论知，电子的轨道半径是量子化的，半径是一系列不连续的特定值，且电子绕核旋转是定态，不向外辐射能量原子的能量状态不可能是连续的，故b正确11c6；1357 2106m/s 【解析】（1）根据光电效应方程知，ekm=hvw0，知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，光电子的最大初动能越大，但不是成正比，a错误；对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动，故b错误；核裂变与核聚变反应中均存在质量亏损，会释放出较多的核能，c正确；发射性元素的半衰期与外界因素无关，d错误（2）根据cn2可得共有c42=6种不同频率的光子，氢原子从n=4能级自发跃迁，释放出的能量最小的光子是由n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子，emin=e4e3=e116e197e1144，释放出的能量最打的光子是由n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子，emax=e4e1=e116e115e116，故emaxemin=15e1167e1144=1357（3）核反应方程为36li+01n24he+13h根据动量守恒定律得：mnv1=mhev2mhv3，得v3=mhev2mnv1mh=2106m/s126；5【解析】试题分析：氢原子从n=4的激发态向基态跃迁，放出不同频率光子种数为：种氢原子吸收该光子后能跃迁到第4能级，根据能级之间能量差公式：e=em-en和：得：；光子的能量与波长之间的关系： ；所以从n=4激发态跃迁到n=2激发态发射光的波长：考点：波尔理论13（1）（2）n3n2 【解析】试题分析：（1）当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线，如图所示 （3分）(2)上述三种跃迁辐射中，由n3n2的跃迁能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长 （3分） （1分）考点：本题考查了氢原子跃迁14(1)c(2)近6(3)0.02 m/s离开空间站方向【解析】试题分析：（1）由德布罗意波长与粒子的动量关系式可知，由于电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的动量也相等，故c正确。由于电子和中子的质量不等，根据，可推知它们的速度、动能、总能量均不等。故答案为:c。（2）从图上可知n =3 轨道上的能级比n =5 轨道的能级低。根据玻尔原子结构理论：离