2020高中物理 3.4 原子的能级结构 每课一练（粤教版选修3-5）

2020高中物理 3.4 原子的能级结构 每课一练（粤教版选修3-5）

‎3.4 原子的能级结构 每课一练（粤教版选修3-5） ‎ ‎1．根据玻尔理论，以下说法不正确的是( )‎ A．电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波 B．处于定态的原子，其电子做圆周运动，但并不向外辐射能量 C．原子内电子的可能轨道是不连续的 D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差 ‎2．(双选)原子的能量量子化现象是指( )‎ A．原子的能量是不可以改变的 B．原子的能量与电子的轨道无关 C．原子的能量状态是不连续的 D．原子具有分立的能级 ‎3．根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( )‎ A．电子的动能 B．电子的电势能 C．电子的电势能与动能之和 D．电子的动能、电势能和原子核能之和 ‎4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们在向较低激发态或基态跃迁的过程中( )‎ A．可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线 B．可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条明线 C．只能吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线 D．只能发出频率一定的光子，形成光谱中的一条明线 ‎5．(双选)有关氢原子光谱的说法正确的是( )‎ A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 图3‎ ‎6．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图3所示，在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )‎ A．40.8 eV B．43.2 eV C．51.0 eV D．54.4 eV ‎7．氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则( )‎ A．吸收光子的波长为 B．辐射光子的波长为 C．吸收光子的波长为 D．辐射光子的波长为 图4‎ ‎8．(双选)氢原子的部分能级如图4所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子( )‎ A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短 B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光 C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光 ‎9．图5所示为氢原子的能级图．一群处于n＝4激发态的氢原子，发生跃迁时可观测到氢原子发射不同波长的光有多少种( )‎ 图5‎ A．6 B．2 C．3 D．1‎ 题 号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ 答 案 ‎10.已知氢原子的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10 m，量子数为n的能级的能量值为En＝ eV.‎ ‎(1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线；‎ ‎(2)计算这几种光谱线中最短的波长．(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3.00×108 m/s)‎ 参考答案 ‎1．A ‎2．CD [正确理解玻尔理论中的量子化概念是解题关键．根据玻尔理论，原子处于一系列不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对应不同的轨道，故C、D选项正确．]‎ ‎3．C [根据玻尔理论，电子绕核在不同轨道上做圆周运动，库仑引力提供向心力，故电子的能量指电子的总能量，包括动能和势能，所以C选项是正确的．]‎ ‎4．B ‎5．BC [氢原子的发射光谱是线状谱，故选项A错误；氢原子光谱说明：氢原子只能发出特定频率的光，氢原子能级是分立的，故选项B、C正确；由玻尔理论知氢原子发射出的光子能量由前、后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En，故选项D错误．]‎ ‎6．B [要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任意两个能级的差值，40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A、C、D均可以，而B选项不满足条件．]‎ ‎7．D [由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，故A、C错；由关系式ν＝和λ＝，得辐射光子的波长λ＝，故B错，D对．]‎ ‎8．AD [从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光子的能量最小值ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV>3.11 eV，由λ＝ 可判断，从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的最大波长比可见光的最小波长还小，因此选项A正确；从高能级向n＝2能级跃迁发出的光子的能量范围是1.89 eV≤ΔE≤3.40 eV，与可见光光子的能量有重合的范围，因此，从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光有可见光，也有非可见光，故选项B错误；从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光子能量范围为：0.66 eV≤ΔE≤1.51 eV，比可见光光子的能量小，由ΔE＝hν可知这些光子的频率均小于可见光的频率，故选项C错误；从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出光子的能量为ΔE＝1.89 eV，在可见光光子能量范围之内，故选项D正确．]‎ ‎9．A ‎10．见解析 解析 (1)当n＝1时，能量级为E1＝ eV＝－13.6 eV；‎ 当n＝2时，能量级为E2＝ eV＝－3.4 eV；‎ 当n＝3时，能量级为E3＝ eV＝－1.51 eV；‎ 能发出的光谱线分别为3→2,2→1,3→1共三种，能级图如下图所示．‎ ‎(2)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．‎ hν＝Em－En，又知ν＝则有 λ＝＝ m ‎＝1.03×10－7 m