(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)六十三 氫原子光譜原子能級

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1、(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)六十三 氫原子光譜原子能級 1.按照玻爾理論,一個氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的圓軌道上,ra>rb,在此過程中(  )                           A.原子發(fā)出一系列頻率的光子 B.原子要吸收一系列頻率的光子 C.原子要吸收某一頻率的光子 D.原子要發(fā)出某一頻率的光子 2.一氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級,該氫原子(  ) A.放出光子,能量增加 B.放出光子,能量減少 C.吸收光子,能量增加 D.吸收光子,能量減少 3.下列

2、說法中正確的是(  ) A.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子 B.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),是因為該束光的波長太短 C.一個動量為p的電子對應(yīng)的物質(zhì)波波長為hp(h為普朗克常量) D.在研究光電效應(yīng)實驗中所測得的遏止電壓與入射光的強度有關(guān) 4.(多選)氫原子能級如圖,當(dāng)氫原子從n=3躍遷到n=2的能級時,輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是(  ) 第4題圖 A.氫原子從n=2躍遷到n=1的能級時,輻射光的波長大于656 nm B.用波長為325 nm的光照射,可使氫原子從n=1躍遷到n=2的能級 C.一

3、群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生3種譜線 D.用波長為633 nm的光照射,不能使氫原子從n=2躍遷到n=3的能級  第5題圖 5.(多選)如圖所示為氫原子的能級示意圖.現(xiàn)用能量介于10 eV~12.9 eV范圍內(nèi)的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,則下列說法正確的是(  ) A.照射光中只有一種頻率的光子被吸收 B.照射光中有三種頻率的光子被吸收 C.氫原子發(fā)射出三種不同波長的光 D.氫原子發(fā)射出六種不同波長的光 6.(17年南通質(zhì)檢)(多選)如圖所示,為氫原子能級圖,A、B、C分別表示電子三種不同能級躍遷時放出的光子,其中(  )

4、 第6題圖 A.頻率最大的是B B.波長最長的是C C.頻率最大的是A D.波長最長的是B 7.氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6 eV.大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài).由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中,頻率最大的光子能量為-0.96E1,頻率最小的光子的能量為________eV(保留兩位有效數(shù)字),這些光子可具有________種不同的頻率. 第8題圖 8.(16年泰州二模)氫原子的能級如圖所示,原子從能級n=4向n=2躍遷所放出的光子,正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng),該金屬的逸出功是______eV.從能級n=4向n=1躍遷所放出的光子照射該金屬

5、,所產(chǎn)生光電子最大初動能是______eV. 9.用能量為E0的光子照射基態(tài)氫原子,剛好可使該原子中的電子成為自由電子,這一能量E0稱為氫的電離能.現(xiàn)用一頻率為ν的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子(電子質(zhì)量為m).該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為______,其德布羅意波長為________(普朗克常量為h). 10.大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài),發(fā)生躍遷時放出三種不同能量的光子,其能量值分別是:1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在________個激發(fā)態(tài)能級上,其中最高能級的能量值是________.(基態(tài)能量為-13.6 eV). 11.實驗室考查氫原

6、子躍遷時的微觀效應(yīng).已知氫原子能級圖如圖所示,氫原子質(zhì)量為mH=1.67×10-27 kg.設(shè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n=5的能級狀態(tài). (1)求氫原子由高能級向低能級躍遷時,可能發(fā)射出多少種不同頻率的光; 第11題圖 (2)若躍遷后光子沿某一方向飛出,且光子的動量可以用p=表示(h為普朗克常量,ν為光子頻率,c為真空中光速),求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率.(保留三位有效數(shù)字) 課時作業(yè)(六十三)  氫原子光譜 原子能級1.D 【解析】 ra>rb,是從高能級向低能級躍遷,應(yīng)向外發(fā)射能量,且所發(fā)射光子的能量等于兩個能級的能量差.選項D正確. 2

7、.B 【解析】 氫原子核外電子軌道數(shù)越大,它的能級越高,即能量越高.從高軌道往低軌道躍遷,會放出光子,能量減少,減少的能量等于兩個軌道的能級之差.故選B. 3.A 【解析】 當(dāng)氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時,據(jù)玻爾理論:ΔE=Em-En,可知氫原子只能輻射、吸收特定頻率的光子,A正確.一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng),說明光的頻率沒有達(dá)到極限頻率,是光的頻率過小,波長太大,B錯誤.根據(jù)德布羅意波波長公式,一個動量為p的電子對應(yīng)的物質(zhì)波波長應(yīng)為,C錯誤.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程:Ek=hv-W0,而反應(yīng)遏止電壓euc=Ek,可得uc=ν-,可知遏止電壓與入射光頻率有關(guān),與入射光的強度無關(guān),D

8、錯誤. 4.CD 【解析】 能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差,能級差越大,輻射的光子頻率越大,波長越小,A錯誤;由Em-En=hν可知,B錯誤,D正確;根據(jù)C=3可知,輻射的光子頻率最多3種.C正確;正確選項CD. 5.BD 【解析】 氫原子可能吸收的光子能量有:12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV、2.55 eV、 1.89 eV和0.66 eV,其中只有三種光子能量處在10 eV~12.9 eV范圍內(nèi),所以照射光中有三種頻率的光子被吸收,選項A錯誤,B正確;氫原子可以吸收大量能量為12.75 eV的光子,從而從n=1的基態(tài)躍遷到n=4的激發(fā)態(tài),又會發(fā)射出光

9、子躍遷到低能態(tài),共可發(fā)射出6種不同波長的光,選項C錯誤,D正確. 6.AB 【解析】 根據(jù)hν=ΔE和c=λν可知,ΔE大,頻率就大,波長就小.選項AB正確. 7.0.31 10 【解析】 頻率最大的光子能量為-0.96E1,即En-E1=-0.96E1,則En=E1-0.96E1=(-13.6 eV)-0.96×(-13.6 eV)= -0.54 eV,即n=5,從n=5能級開始躍遷,這些光子能發(fā)出的頻率數(shù)n==10種.頻率最小的光子是從n=5能級躍遷到n=4能級,其能量為Emin=-0.54 eV-(-0.85 eV)=0.31 eV. 8.2.55 10.2 【解析】 據(jù)題意,當(dāng)

10、氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時,輻射的光子照射在某金屬上,剛好能發(fā)生光電效應(yīng),光子的能量恰好等于金屬的逸出功,據(jù)玻爾理論得知,金屬的逸出功為:W0=E=E4-E2= -0.85 eV-(-3.40 eV)=2.55 eV由光電效應(yīng)方程得Ekm=13.6 eV-3.40 eV=10.2 eV. 9.  【解析】 電子吸收光子能量為hν,擺脫原子核束縛需克服引力做功E0,那么多余的能量就轉(zhuǎn)化為自由電子脫離原子核后的動能,hν-E0=mv2,計算得v=,德布羅意波長λ===. 10.2 -1.51 eV 【解析】 根據(jù)向低能級躍遷時,可以發(fā)出3種不同頻率的光子,躍遷發(fā)生前這些原子分布在2個激發(fā)態(tài)能級上.處于基態(tài)氫原子能量為-13.6 eV,最高能級的能量值是-13.6 eV+12.09 eV=-1.51 eV. 11.10 4.17 m/s 【解析】 (1)可以有n=C=10種不同頻率的光輻射.(2)根據(jù)題意知氫原子從n=5能級躍遷到n=1能級時,氫原子具有最大反沖速率.氫原子發(fā)生躍遷時輻射出的光子能量為E=ΔE=E5-E1.開始時,將原子(含核外電子)和即將輻射出去的光子作為一個系統(tǒng),由動量守恒定律可得mHvH-p=0∶光子的動量p=,氫原子速度為 vH=.所以vH=4.17 m/s.

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