2014年高考物理一轮复习 章节训练 原子结构

1 20142014 年高考一轮复习章节训练之原子结构年高考一轮复习章节训练之原子结构 时间 45 分钟 满分 100 分 一 选择题 8 8 64 1 2012 北京理综 一个氢原子从 n 3 能级跃迁到 n 2 能级 该氢原子 A 放出光子 能量增加 B 放出光子 能量减少 C 吸收光子 能量增加 D 吸收光子 能量减少 解析 由玻尔原子模型 跃迁的特点 由高能级向低能级跃迁过程中能量减少 减少的 能量以光子形式放出 选项 B 正确 答案 B 2 2012 江苏高考 如右图所示是某原子的能级图 a b c为原子跃迁所发出的三种 波长的光 在下列该原子光谱的各选项中 谱线从左向右的波长依次增大 则正确的是 解析 由En h E及能级跃迁图可得a光的波长最短 b光的波长最长 选项 E1 n2 c C 正确 答案 C 2 3 根据 粒子散射实验 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 右图中虚线表示原子核 所形成的电场的等势线 实线表示一个 粒子的运动轨迹 在 粒子从a 运动到b 再运 动到c的过程中 下列说法中正确的是 A 动能先增大 后减小 B 电势能先减小 后增大 C 电场力先做负功 后做正功 总功等于零 D 加速度先变小 后变大 解析 粒子从a到b 受排斥力作用 电场力做负动 动能减少 电势能增大 粒 子从b再运动到c 电场力做正功 动能增加 电势能减少 到达c点时 由于a c在同一 等势面上 所以从a到c 总功为零 故 A B 错 C 对 粒子从a到b 场强增大 加速 度增大 从b到c 场强减小 加速度减小 故 D 错 答案 C 4 氢原子辐射出一个光子后 则 A 电子绕核旋转的半径增大 B 电子的动能增大 C 氢原子的电势能增大 D 原子的能级值增大 解析 由玻尔理论可知 氢原子辐射光子后 应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨 道 在此跃迁过程中 电场力对电子做了正功 因而电势能应减小 另由经典电磁理论知 电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力 k m 所以Ek mv2 可 e2 r2 v2 r 1 2 ke2 2r 见 电子运动半径越小 其动能越大 再结合能量转化和守恒定律 氢原子放出光子 辐射 出一定的能量 所以原子的总能量减小 综上讨论 可知该题只有答案 B 正确 答案 B 5 如图所示 是氢原子四个能级的示意图 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 当氢原子从n 3 的能级跃迁到n 2 的能级时 辐射出光子b 则以下 判断正确的是 A 光子a的能量大于光子b的能量 B 光子a的频率大于光子b的频率 3 C 光子a的波长大于光子b的波长 D 在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度 解析 参照提供的能级图 容易求得b光子的能量大 E h 所以b光子频率高 波 长小 所有光子在真空中速度都是相同的 正确答案是 C 该题考查光的本性问题 涉及到能 级的基本规律 答案 C 6 氢原子从n 3 激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中 只有一种光子不能使金 属A产生光电效应 则下列说法正确的是 A 不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n 3 激发态直接跃迁到基态时放出的 B 不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n 3 激发态直接跃迁到n 2 激发态时 放出的 C 从n 4 激发态跃迁到n 3 激发态 所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应 D 从n 4 激发态跃迁到基态 所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应 解析 氢原子从n 3 激发态向低能级跃迁时 各能级差为 E3 2 1 51 eV 3 4 eV 1 89 eV E3 1 1 51 eV 13 6 eV 12 09 eV E2 1 3 4 eV 13 6 eV 10 2 eV 故 3 2 能级差最低 据E h 可知此时辐射的频率最低 因此一定不能使 金属A产生光电效应 E4 3 0 66 eV 故一定不能使A发生光电效应 答案 BC 7 紫外线照射一些物质时 会发生荧光效应 即物质发出可见光 这些物质中的原子 先后发生两次跃迁 其能量变化分别为 E1和 E2 下列关于原子这两次跃迁的说法中正确 的是 A 两次均向高能级跃迁 且 E1 E2 B 两次均向低能级跃迁 且 E1 E2 C 先向高能级跃迁 再向低能级跃迁 且 E1 E2 D 先向高能级跃迁 再向低能级跃迁 且 E1 E2 解析 原子吸收紫外线 使原子由低能级向高能级跃迁 吸收 E1 再由高能级向低能 级跃迁 放出可见光 紫外线光子能量大于可见光 故 E1 E2 D 正确 答案 D 8 2010 重庆高考 氢原子部分能级的示意图如图所示 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 61 2 00 2 00 2 07 2 07 2 14 2 14 2 53 2 53 2 76 2 76 3 10 4 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 A 红 蓝 靛 B 黄 绿 C 红 紫 D 蓝 靛 紫 解析 由能级图可知 只有原子从n 4 能级向n 2 能级以及从n 3 能级向n 2 能级 跃迁时发射光子的能量符合题目要求 两种光子对应的能量分别为 2 55 eV 和 1 89 eV 分 别为蓝 靛光和红光 选项 A 正确 答案 A 二 计算题 3 12 36 9 如右图所示 氢原子从n 2 的某一能级跃迁到n 2 的能级 辐射出能量为 2 55 eV 的光子 问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量 才能使它辐射上述能量的光子 请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图 解析 氢原子从n 2 的某一能级跃迁到n 2 的能级 满足 h En E2 2 55 eV En h E2 0 85 eV 所以n 4 基态氢原子要跃迁到n 4 的能级 应提供 E E4 E1 12 75 eV 跃迁图如下图 5 答案 12 75 eV 见解析图 10 一群氢原子处于量子数n 4 能级状态 氢原子的能级的示意图如图所示 则 1 氢原子可能发射几种频率的光子 2 氢原子由量子数n 4 的能级跃迁到n 2 的能级时辐射光子的能量是多少电子伏 3 用 2 中的光子照射下列中几种金属 哪些金属能发生光电效应 发生光电效应时 发射光电子的能量最大初动能是多大 几种金属的逸出功W 金属铯钙镁钛 逸出功W eV 1 92 73 74 1 解析 1 可能发射的光谱线条数与发射的频率相对应 因此有N 可得 n n 1 2 n 4 时发射的光子频率最多为N 6 种 4 4 1 2 2 由玻尔的跃迁理论可得光子的能量 E E4 E2 0 85 3 40 eV 2 55 eV 3 E只大于铯的逸出功 故光子只有照射到铯金属上时才能发生光电效应 根据爱因斯 坦光电效应方程可得光电子的最大初动能为Ekm E W 代入数据解得Ekm 0 65 eV 或 6 1 1 10 19J 答案 1 6 种 2 2 55 eV 3 铯 0 65 eV 或 1 1 10 19J 11 氢原子处于基态时 原子能量E1 13 6 eV 已知电子电量e 1 6 10 19C 电 子质量m 0 91 10 30kg 氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1 0 53 10 10m 1 若要使处于n 2 的氢原子电离 至少要用频率多大的电磁波照射氢原子 2 氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流 则氢原子处于n 2 的定态时 核 外电子运动的等效电流多大 3 若已知钠的极限频率为 6 00 1014Hz 今用一群处于n 4 的激发态的氢原子发射的 光谱照射钠 试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应 解析 1 要使处于n 2 的氢原子电离 照射光光子的能量应能使电子从第 2 能级跃迁 到无限远处 最小频率的电磁波的光子能量应为h 0 E1 4 得 8 21 1014Hz 2 氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动 库仑力作向心力 有 ke2 r2 2 4 2mr2 T2 其中r2 4r1 根据电流的定义I e T 由 得I e2 16 r1 k mr1 将数据代入 得I 1 3 10 4A 3 由于钠的极限频率为 6 00 1014Hz 则使钠发生光电效