人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性習(xí)題課5分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)含答案

1．(多選)氫原子能級(jí)圖如圖所示，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm。以下判斷正確的是()A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB．用波長(zhǎng)為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)C．一群處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)答案：CD2.玻爾解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級(jí)圖如圖所示，一群處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低能級(jí)時(shí)，以下說(shuō)法符合玻爾理論的是()A．這群氫原子躍遷時(shí)最多可產(chǎn)生3種不同頻率的光子B．核外電子的軌道半徑減小、動(dòng)能增大C．由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)發(fā)出光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)D．已知金屬鉀的逸出功為2.25eV，從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)釋放的光子可使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)答案：B3．當(dāng)用具有1.87eV能量的光子照射處于n＝3的激發(fā)態(tài)的氫原子時(shí)()A．氫原子不會(huì)吸收這個(gè)光子B．氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為0.36eVC．氫原子吸收該光子后被電離，電離后電子的動(dòng)能為零D．氫原子吸收該光子后不會(huì)被電離解析：選B。處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子所具有的能量為E3＝eq\f(E1,32)＝－1.51eV，由于1.87eV＋(－1.51eV)＝0.36eV>0，說(shuō)明氫原子能夠吸收該光子而電離，電離后電子的動(dòng)能為0.36eV。4．氫原子輻射出一個(gè)光子后()A．電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑增大B．電子的動(dòng)能增大C．氫原子的電勢(shì)能增大D．原子的能級(jí)值增大解析：選B。根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射光子后，應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道，在此躍遷過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)電子做了正功，因而電勢(shì)能應(yīng)減小。另由經(jīng)典電磁理論，電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即為氫核對(duì)電子的庫(kù)侖力：keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，則Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)。可見(jiàn)，電子運(yùn)動(dòng)半徑越小，其動(dòng)能越大。再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，氫原子放出光子，輻射出一定的能量，所以原子的總能量減少，只有B正確。5．已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為En＝eq\f(E1,n2)(n＝2，3，4，…)。已知普朗克常量為h，電子的質(zhì)量為m，下列說(shuō)法正確的是()A．基態(tài)氫原子中的電子吸收一頻率為ν的光子被電離后，電子速度大小為eq\r(\f(2（hν＋E1）,m))B．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大，動(dòng)能和電勢(shì)能之和不變C．一個(gè)處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多可輻射出6種不同頻率的光D．第一激發(fā)態(tài)氫原子的電離能等于eq\f(E1,4)解析：選A。題中E1為負(fù)值，基態(tài)氫原子中的電子吸收一個(gè)頻率為ν的光子被電離后，據(jù)能量守恒定律可得Ekm＝hν＋E1，因而質(zhì)量為m的電子的速度大小為eq\r(\f(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(hν＋E1)),m))，A正確；基態(tài)氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)時(shí)，電子吸收光子后總能量增大，軌道半徑增大，由keq\f(e2,r)＝meq\f(v2,r)可知，速度減小，核外電子動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大，B錯(cuò)誤；一個(gè)處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)最多可輻射出3種不同頻率的光，分別是4→3、3→2、2→1，C錯(cuò)誤；處于第一激發(fā)態(tài)氫原子的能量為eq\f(E1,4)，其電離能為－eq\f(E1,4)，D錯(cuò)誤。6.如圖所示的是氫原子的能級(jí)圖，已知可見(jiàn)光的光子能量范圍約為1.62eV～3.11eV，鎂的逸出功為5.9eV，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．用氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)發(fā)射的光照射鎂板一定能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象B．用能量為11.0eV的自由電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可使其躍遷到激發(fā)態(tài)C.處于n＝2能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離D．處于n＝4能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離解析：選C。只有氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)射的光子能量大于5.9eV時(shí)，才會(huì)使鎂板發(fā)生光電效應(yīng)，A正確，不符合題意；n＝1和n＝2能級(jí)的能量差為10.2eV，用能量為11.0eV的自由電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，氫原子會(huì)吸收10.2eV的能量從基態(tài)躍遷到n＝2能級(jí)，B正確，不符合題意；紫外線的光子能量大于3.11eV，n＝2能級(jí)的氫原子吸收能量大于3.4eV的光子才會(huì)電離，因此n＝2能級(jí)的氫原子不能吸收任意頻率的紫外線，光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差