课时提升作业(三十九)选修3-5142

1、圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时提升作业(三十九)原子结构素能全练(建议：20分钟50分)选择题(本题共8小题,16题每小题6分,7、8题每小题7分,共50分。多选题已在题号后标出)1.根据玻尔理论,在氢原子中量子数n越大,则()A.电子轨道半径越小B.核外电子速度越小C.原子能级能量越小D.原子的电势能越小【解题指南】解答该题应把握以下两点：(1)量子数越大,原子半径越大。(2)库仑力对核外电子提供向心力。【解析】选B。根据玻尔理论知rn=n2r1,所以n越大,电子轨道半径越

2、大,故A错误;由En=E1n2,E1=-13.6eV,可得n越大,原子能级的能量越大,C错误;电子从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道,克服静电力做功,电势能增加,故D错;氢原子中,核外电子受到核对它的库仑力作为向心力,所以ke2rn2=mvn2rn,得vn=ke2mrn=ke2mn2r1,由此可见,n越大,电子运动的速度越小,B正确。2.(多选)(2014·河东区模拟)氢原子核外电子在能级间跃迁时发出a、b两种频率的单色光,经同一双缝干涉装置得到的干涉图样分别如甲、乙两图所示。若a光是氢原子核外电子从n=3的能级向n=1的能级跃迁时释放的,则()A.b光可能是从n=4的能级向n=3

3、的能级跃迁时释放的B.b光可能是从n=4的能级向n=1的能级跃迁时释放的C.若让a、b光分别照射同种金属,都能发生光电效应,则b光照射金属产生的光电子最大初动能较大D.单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角【解析】选B、C。由题图知a光的条纹间距大于b光,由x=ld得,a光的波长大于b光的波长,根据c=知,a光的频率小于b光的频率,a光的折射率小于b光的折射率。根据=h知b光的光子能量大,结合氢原子的能级分布可知A错误、B正确。根据Ek=h-W得,b光照射金属产生的光电子最大初动能较大,C正确。由sinC=1n可知,单色光a从玻璃到空气的全反射临界角大于单色光

4、b从玻璃到空气的全反射临界角,D错误。故选B、C。3.(2011·四川高考)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h1+ h2B.辐射光子的能量为h1+ h2C.吸收光子的能量为h2-h1D.辐射光子的能量为h2-h1【解析】选D。氢原子从能级m跃迁到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也高于能级n,由于紫光频率2大于红光频率1,所以h2>h1,因此能级k要高于能级m,氢原子从能级k跃迁到m时应当向外辐射光子

5、,光子的能量为E=h2-h1,故D正确。4.(2014·津南区模拟)如图所示为玻尔理论中氢原子能级图。当氢原子从n=4的激发态向较低能级跃迁时,发出光子的能量可能是()A.13.6 eVB.10.2 eVC.3.4 eVD.1.51 eV【解析】选B。跃迁能量的可能值必须是能级差。经计算可得A、C、D错误,B正确。5.(2014·朝阳区模拟)氢原子的能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间。由此可推出,氢原子()A.从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光为可见光B.从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光C.从高能级向n=2能级跃迁时发出的光

6、均为可见光D.从高能级向n=3能级跃迁时发出的光均为可见光【解析】选B。从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光子能量为10.2eV,为不可见光;从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为1.89eV,为可见光,选项A错误,B正确;从高能级向n=2能级跃迁时,发出的光子能量最大为3.40eV,大于3.11eV,故C错误;从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子能量最大为1.51eV,小于可见光的能量,故D错误。6.(2014·北辰区模拟)下列说法正确的是()A.当氢原子从激发态跃迁到基态时,要吸收能量B.由于每种原子都有自己的特征谱线,故可以根据原子光谱来鉴别物质C.大量原子从n=3的

7、激发态向低能级跃迁时,产生的光谱线有6种D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关【解析】选B。氢原子从激发态跃迁到基态时,要放出能量,A错;根据原子光谱可以鉴别物质,B正确;大量原子从n=3的激发态向低能级跃迁时,产生的光谱线条数由n(n-1)2知有3种,C错;由能级公式h=E2-E1可知,D错。7.以下说法正确的是()A.进行光谱分析可以用连续光谱,也可以用吸收光谱B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C.分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸汽取得的吸收光谱进行分析D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素【解析】选B。进行光谱分析不能用连续光谱,只能用

8、线状光谱或吸收光谱;光谱分析的优点是灵敏而且迅速;分析某种物质的组成,可用白光照射其低压蒸汽产生的吸收光谱进行;月球不能发光,它只能反射太阳光,故其光谱是太阳光谱,不是月球的光谱,不能用来分析月球上的元素。故B正确。8.(多选)(2014·西青区模拟)如图所示,大量氢原子处于能级n=4的激发态,当它们向各较低能级跃迁时,对于多种可能的跃迁,下面说法中正确的是()A.最多只能放出4种不同频率的光子B.从n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子频率最大C.从n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子频率最小D.从n=4能级跃迁到n=3能级放出的光子频率小于从n=2能级跃迁到n=1能级放出的光子频率

9、【解析】选B、D。由N=C42=6种,A错误;从n=4到n=1放出光子能量最大,频率最大,B正确,C错误;光子的能量取决于能级差,能级差越大,能量越大,频率越大,故D正确。【总结提升】解能级跃迁问题的技巧及常用结论(1)在原子跃迁过程中,原子吸收或辐射能量,原子能量将发生变化,核外电子的轨道、动能、电势能也发生变化,可类比人造卫星的圆周运动模型。(2)记住一些结论。一群氢原子处于量子数为n的激发态时,可辐射的光谱线条数为N=n(n-1)2;只有光子的能量为能级差时才能被吸收;入射光子能量大于电离能(h>E-En)时,光子一定能被原子吸收并使之电离,剩余能量为自由电子的动能。强化专练(建议

10、：25分钟)强化点1：玻尔理论的理解1.(多选)关于玻尔理论,下面说法正确的是()A.原子可以处于连续的能量状态中B.原子的能量状态不可能是连续的C.原子的核外电子在轨道上运动时,要向外辐射能量D.原子的核外电子在轨道上运动时,不向外辐射能量【解析】选B、D。由玻尔假设知,原子的能量状态是不连续的,是量子化的;电子在定态轨道上绕核运动时,不向外辐射能量,只有从高能级轨道向低能级轨道跃迁时,才向外辐射能量。2.(2014·海淀区模拟)根据玻尔理论,氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道()A.原子的能量减少,电子的动能增加B.原子的能量增加,电子的动能减少C.原子要放出一系列频率不同

11、的光子D.原子要吸收某一频率的光子【解析】选A。氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道,向外辐射某一频率的光子,释放能量,原子的能量减少;由于半径减小,静电力做正功,故电子的动能增加。A正确,B、C、D错误。强化点2：氢原子能级跃迁3.(2014·南开区模拟)氢原子的能级如图所示。某光电管的阴极由金属钾制成,钾的逸出功为2.25eV。处于n=4激发态的一群氢原子,它们向各较低能级跃迁时,哪两能级间跃迁产生的光子不能使光电管产生光电子()A.从n=4向n=3跃迁B.从n=3向n=1跃迁C.从n=4向n=1跃迁D.从n=2向n=1跃迁【解题指南】(1)氢原子跃迁发出光子的能量等于能级差

12、。(2)能级差大于钾的逸出功才能发生光电效应产生光电子。【解析】选A。由于只有从n=4向n=3跃迁时能级差小于2.25eV,故A正确,B、C、D错误。4.(2012·北京高考)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】选B。根据玻尔理论,氢原子能级越高对应的能量越大,当氢原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子,能量减少。强化点3：氢原子光谱5.(多选)(2014·大港区模拟)如图是氢原子能级图,某个氢原子A从n=3的状态直接跃迁到基态,另一氢原子B从n=4的状态直接跃迁

13、到基态,下列说法正确的是()A.A和B都只释放出一种频率的光子B.A和B都能放出多种频率的光子C.若A放出的光子能使某金属发生光电效应,则B放出的光子也能使该金属发生光电效应D.若B放出的光子能使某金属发生光电效应,则A放出的光子也能使该金属发生光电效应【解析】选A、C。一个氢原子从高能级向低能级跃迁时,只能放出一种频率的光子,A正确,B错误;A放出光子的能量小于B放出光子的能量,C正确,D错误。【总结提升】原子跃迁时需注意的两个问题(1)注意一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子,这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间内,由某一轨道跃迁到另一个轨道时,可能的情况只有一种

14、,但是如果容器中盛有大量的氢原子,这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现。(2)注意直接跃迁与间接跃迁：原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时,有时可能是直接跃迁,有时也可能是间接跃迁。两种情况辐射(或吸收)光子的频率不同。6.(多选)若规定氢原子处于基态时的能量为E1=0,则其他各激发态的能量依次为E2=10.2eV、E3=12.09eV、E4=12.75eV、E5=13.06eV在气体放电管中,处于基态的氢原子受到能量为12.8eV的高速电子轰击而跃迁到激发态,在这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中()A.总共能辐射出6种不同频率的光子B.总共能辐射出10种不同频率的光子C.辐射出

15、波长最长的光子是从n=4跃迁到n=3能级时放出的D.辐射出波长最长的光子是从n=5跃迁到n=4能级时放出的【解析】选A、C。基态氢原子被高速电子轰击而跃迁时可获得小于12.8eV的能量,依题意可知基态的氢原子可跃迁到n=4能级,氢原子在n=4能级向低能级跃迁的过程中可能有：41、42、43、31、32、21等6种不同频率的光子辐射出来,其中从n=4跃迁到n=3能级时辐射出的光子能量最小,频率最低,波长最长,故A、C对。7.关于光谱,下列说法正确的是()A.一切光源发出的光谱都是连续谱B.一切光源发出的光谱都是线状谱C.稀薄气体发出的光谱是线状谱D.月亮的光谱是连续谱【解析】选C。稀薄气体发出的光谱是线状谱,故A错C对;月亮本身不发光,它反射太阳光,所以月亮光是吸收光谱,D错;高温物体发射的是连续谱,如白炽灯,故B错。8.(多选)下列对氢原子光谱实验规律的认识中,正