2020高考物理 第16章第1讲 原子结构 氢原子光谱③课后限时作业 新人教版

2020高考物理 第16章第1讲 原子结构 氢原子光谱③课后限时作业 新人教版

原子结构 氢原子光谱 ‎ 一、选择题（每小题5分，共20分）‎ ‎1.关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有( )‎ A.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内 B.α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 C.对原子光谱的研究开辟了深入探索原子结构的道路 D.玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的 ‎【解析】汤姆孙发现了电子后，认为原子是一个带正电的均匀球体，电子一个个镶嵌在其中，选项A错误；由卢瑟福对α粒子散射实验现象的分析所得出的结论，说明选项B正确；根据原子光谱产生的机理进行探究，可知选项C正确；玻尔理论虽然不能解释较为复杂原子光谱的现象，但其理论是正确的，选项D错误.‎ ‎【答案】B、C ‎2．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th的原子来说( )‎ A．x＝90，y＝90，z＝234　‎ B．x＝90，y＝90，z＝144‎ C．x＝144，y＝144，z＝90‎ D．x＝234，y＝234，z＝324‎ ‎【解析】　在Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144，所以B选项对．‎ ‎【答案】　B ‎3.氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么，氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出( )‎ A.X射线 　　　　　　　　 B.红光 C.黄光 　　　　　　　　 D.紫光 ‎【解析】由于E5-E2>E4-E2,所以该光子的能量比蓝光的大.‎ ‎【答案】D ‎4. 氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于n=3的激发态，这群氢原子辐射出的光子的能量可能是 ( )‎ A.13.6‎‎ eV 　　　　　　　　　　　 B.12.09 eV C.10.2 eV 　　　　　　　　　　　 D.1.89 eV ‎【解析】从n=3到n=2，-1.51 eV-(-3.40) eV=1.89 eV,D对.从n=3到n=1,-1.51 eV-(-13.60) eV=‎ ‎12.09 eV,B对.从n=2到n=1,-3.40 eV-(-13.6) eV=10.2 eV,C对.‎ ‎【答案】B、C、D 二、非选择题（共40分）‎ ‎5.（10分）已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.53×10‎-10 m,基态的能级值为E1=-13.6 eV.‎ ‎(1)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出几条光谱线.‎ ‎（2）计算这几条光谱线中最长的波长.‎ ‎【解析】（1）这群氢原子的自发跃迁辐射会得到三条光谱线，如图所示.‎ ‎（2）波长最长的光谱线是从n=3的能级向n=2的能级跃迁产生的，则有：‎ 所以= m ‎=6.58×10‎‎-7 m ‎【答案】（1）三条 （2）6.58×10‎‎-7 m ‎6.（12分）如图为氢原子能级示意图，现有动能是E（eV）的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞．已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等．碰撞后氢原子受激发跃迁到n=3的能级．（粒子的质量mx与氢原子的质量mH之比为k)求：‎ ‎（1)碰前氢原子的动能．‎ ‎(2)若有一群氢原子处在n=3的能级，会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光，光子能量多大？‎ ‎【解析】(1)设v和vH分别表示粒子和氢原子的速率,由题意可知 mxv-mHvH=0. ①‎ EH==kE. ②‎ ‎(2)会辐射出3种不同频率的光. ③‎ ΔE=E3-E1=-1.51 eV-(-13.60) eV=12.09 eV. ④‎ 此题中要掌握氢原子能级跃迁的规则,各能级值的关系以及一群氢原子跃迁中辐射的光子种类等问题.‎ ‎【答案】(1)kE (2)3种 12.09 eV ‎7.（13分）氢原子的核外电子质量为m,电荷量为e,在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r1.‎ ‎(1)电子运动的动能Ek是多少？‎ ‎（2）电子绕核转动的频率f是多少？‎ ‎（3）氢原子核在离核最近的电子轨道处产生的电场强度E为多大？‎ ‎【解析】（1）根据经典理论有，‎ ‎ ‎