2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級演練 強技提能 3.1原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜 滬科版選修3-5.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 梯級演練 強技提能 3.1原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜 滬科版選修3-51.(xx廣州模擬)仔細觀察氫原子的光譜,發(fā)現(xiàn)它只有幾條分立的不連續(xù)的亮線,其原因是()A.氫原子只有幾個能級B.氫原子只能發(fā)出平行光C.氫原子有時發(fā)光,有時不發(fā)光D.氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的,所以對應(yīng)的光的頻率也是不連續(xù)的2.(xx北京高考)一個氫原子從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.用頻率為0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為1、2、3的三條譜線,且321,則()A.0h1,因此能級k要高于能級m,氫原子從能級k躍遷到m時應(yīng)當(dāng)向外輻射光子,光子的能量為E=h2-h1,故D正確。3.【解析】選B。大量氫原子發(fā)生躍遷時只有三條譜線,這說明氫原子受激發(fā)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài),然后從n=3能級向低能級躍遷產(chǎn)生三個頻率的譜線,根據(jù)能量守恒有：h0=h3=h2+h1,解得：0=3=2+1,故選項B正確。4.【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下三個方面入手：(1)最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光,應(yīng)是波長最長的光;(2)波長最長的光對應(yīng)的頻率最小,能量最小;(3)能量最小的光應(yīng)是能級差最小的兩個能級躍遷時產(chǎn)生的。【解析】選D。最容易發(fā)生衍射的應(yīng)是波長最長而頻率最小、能量最低的光波,h=Em-En,對應(yīng)躍遷中能級差最小的應(yīng)為n=4到n=3,故A、B錯。由可知處于n=4能級上的氫原子共可輻射出=6種不同頻率的光,故C錯。根據(jù)h=E2-E1及發(fā)生光電效應(yīng)的條件hW可知D正確。5.【解析】選A、C。只有n=1至n=3的能級差在光子的能量范圍內(nèi),選項A正確,B錯誤。吸收光子的能量后躍遷到n=3能級,可以產(chǎn)生3種光子,選項C正確,D錯誤。6.【解析】選C。根據(jù)E=h,=,可知=,能級差越大,波長越小,所以a的波長最小,b的波長最大,答案選C?！炯庸逃?xùn)練】(2011大綱版全國卷)已知氫原子的基態(tài)能量為E1,激發(fā)態(tài)能量En=,其中n=2,3,。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為()A.-B.-C.-D.-【解析】選C。從第一激發(fā)態(tài)到電離狀態(tài)吸收的能量E=0-=-,根據(jù)E=h=h,所以=-,因此正確答案為C。7.【解析】根據(jù)玻爾理論,電子離原子核越遠,原子所處的能級就越高,另外,處于n=4能級的原子向基態(tài)躍遷時,會產(chǎn)生=6種譜線。答案：近6【總結(jié)提升】能級躍遷的分析方法(1)如果氫原子處于高能級,對應(yīng)量子數(shù)為n,則有可能向量子數(shù)為(n-1)、(n-2)、(n-3)1諸能級躍遷,共可形成(n-1)條譜線,而躍遷至量子數(shù)為(n-1)的氫原子又可向(n-2)、(n-3)1諸能級躍遷,共可形成(n-2)條譜線。同理,還可以形成(n-3)、(n-4)1條譜線。(2)將以上分析結(jié)果歸納求和,則從量子數(shù)為n對應(yīng)的能級向低能級(n-1)、(n-2)1躍遷可形成的譜線總數(shù)目為(n-1)+(n-2)+(n-3)+1=,可表示為。8.【解析】(1)選A、D。由E=h=h知,光子能量越大時,光的頻率越高,波長越短。從高能級向n=1能級躍遷時光子能量為EE2-E1=10.2eV,A正確。從高能級向n=2的能級躍遷時發(fā)出的光子能量為E3-E2E-E2,即1.89eVE3.40eV,可見有一部分光處于紫外線區(qū)域,B錯誤。從高能級向n=3的能級躍遷時,光子能量最高E=-E3=1.51eV,比可見光光子能量小,C錯誤。從n=3能級向n=2能級躍遷時,光子能量E=E3-E2=1.89eV,D正確。(2)由于大量氫原子在處于不同能量激發(fā)態(tài)發(fā)生躍遷時放出三種不同能量的光子,可知氫原子所處的最高能級是n=3,躍遷發(fā)生前這些原子分布在2個激發(fā)態(tài)能級上;其中最高能級的能量值是E3=-1.51eV。答案：(1)A、D(2)2-1.519.【解析】(1)可以有n=10種不同頻率的光輻射。(2)由題意知氫原子從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=E=|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光=0光子的動量p光=,E=h氫原子速度為vH=,所以vH=4.17m/s答案：(1)10(2)4.17m/s10.【解析】要使運動氫原子的速度最小,則必須使兩氫原子發(fā)生正碰且氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞損失的動能將全部被基態(tài)氫原子所吸收,由玻爾理論知兩基態(tài)氫原子碰撞時損失的動能的最小值必為氫原子從n=1激發(fā)到n=2能級的能量差E=E2-E1=E,設(shè)碰前運動的氫原子最小速度為v0,初動能為Ek,碰后兩氫原子速度為v,由動量守恒mv0=2mv,由能量守恒得：m-2mv2=2E,即Ek=2E得Ek=4E=40.8eV。答案：40.8eV【總結(jié)提升】原子躍遷的兩種類型(1)原子吸收光子的能量時,原子將由低能級態(tài)躍遷到高能級態(tài)。但只吸收能量為能級差的光子,原子發(fā)光時是由高能級態(tài)向低能級態(tài)躍遷,發(fā)出的光子能量仍為能級差。(2)實物粒子和原子作用而使原子激發(fā)或電離,是通過實物粒子和原子碰撞來實現(xiàn)的。在碰撞過程中,實物粒子的動能可以全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩個能級差值,就可以使原子受激發(fā)而躍遷到較高的能級;當(dāng)入射粒子的動能大于原子在某能級的能量值時,也可以使原子電離。