原子的核式结构模型氢原子光谱原子能级复习检测（有解析2015高考物理一轮）
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原子的核式结构模型氢原子光谱原子能级复习检测（有解析2015高考物理一轮）
1．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有( )
A．原子的中心有个核，叫做原子核
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
2．氢原子辐射出一个光子后( )
A．电子绕核旋转半径增大
B．电子的动能增大
C．氢原子的电势能增大
D．原子的能级值增大
3．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为( )
A.49ν B.34ν C.2516ν D.274ν
4．当α粒子被重核散射时，图中所示的运动轨迹不可能存在的是( )
第4题图
5．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
6．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图，A、 B、 C三点分别位于两个等势面上，则以下的说法中正确的是( )
第6题图
A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小
B．α粒子在B处的速度最大
C．α粒子在A、 C处的速度大小相等
D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小
7．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子(hydrogenmuonatom)，它在原子核物理的研究中有重要作用．图为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E等于( )
第7题图
A．h(ν3－ν1)
B．h(ν5＋ν6)
C．hν3
D．hν4
8．如图所示，被激发的氢原子从较高能级向较低能级跃迁时，分别发出波长为λ1、 λ2、 λ3的三条谱线，则下列关系正确的是( )
第8题图
A．λ1＝λ2＋λ3
B．λ3＝λ1＋λ2
C.1λ1＝1λ2＋1λ3
D.1λ3＝1λ1＋1λ2
9．按照玻尔理论，下列关于氢原子的叙述正确的是( )
A．第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为rm∶rn＝m2∶n2
B．第m个定态和第n个定态的能量Em和En之比为Em∶En＝n2∶m2
C．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是ν，则其发光频率也是ν
D．若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为ν＝Eh
10．(13年江苏模拟)如图所示为氢原子的能级图．现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁．现列说法正确的是( )
A．这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光
B．氢原子由n＝3跃迁到n＝2产生的光频率最大
C．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2eV
D．氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
第10题图
11．(13年江苏模拟)氢原子的能级图如图所示，一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁，能产生________种不同频率的光子，其中频率最大的光子是从n＝4的能级向n＝________的能级跃迁所产生的．
第11题图
12．如图所示为氢原子能级图，试回答下列问题：
(1)一群处于能级n＝4的氢原子跃迁后可能辐射出几种频率的光子？
(2)通过计算判断：氢原子从能级n＝4跃迁到能级n＝2时辐射出的光子的最大频率有多大？
(3)设氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1，动能为Ek1；处于第n能级时电子的轨道半径为rn，动能为Ekn，已知rn＝n2r1.试用库仑定律和牛顿运动定律证明：Ekn＝Ek1n2.
第12题图
课时作业(五十九) 原子的核式结构模型
氢原子光谱 原子能级
1.ACD 【解析】 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容是： 在原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，由此可见B选项错误，A、C、D选项正确．
2.B 【解析】 根据玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道．跃迁过程中，电场力对电子做正功，故电势能减小．根据经典物理理论可知，电子绕核做匀速圆周运动的向心力为核对电子的库仑力，即ke2/r2＝mv2/r，则Ek＝mv2/2＝ke2/(2r)，电子的轨道半径减小，其动能增大．由能量转化和守恒定律可知，氢原子放出光子，辐射能量，所以原子总能量减少．故B正确．
3.D 【解析】 氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，hν＝E3－E2＝E19－E14＝－536E1①
则从基态跃迁到n＝4的能级，吸收光子能量hν′＝E4－E1＝E116－E1＝－1516E1②
由①②得ν′＝274ν，选项D正确．
4.BC 【解析】 由于α粒子带正电，而原子核也是带正电的，因此α粒子靠近原子核时受到强大的库仑斥力作用，因此只可能是A、D两种轨迹，而不可能是B、C所示的轨迹．
5.BC 【解析】 原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，BC正确．
6.CD 【解析】 α粒子受到金原子核的斥力作用，当靠近金原子核时，库仑斥力做负功，由A到B过程中动能减少，由B到C动能增加，而由A到C过程电场力做功和为零，动能EkA＝EkC＞EkB.
7.C 【解析】 由于μ氢原子吸收光子后，能释放6种光子，可知其吸收光子后跃迁到第4能级，因此所吸收的光子的能量E＝E4－E2，而此种光子能量在所释放的6种光子中仅大于E43和E32，居第3位，又因为光子能量与频率成正比，所以E＝hν3，故选C.
8.D 【解析】 根据题意得： E3→1＝E3→2＋E2→1，即hν3＝hν1＋hν2，由于c＝λν，∴ hcλ3＝hcλ1＋hcλ2，即1λ3＝1λ1＋1λ2，故只有D项正确．
9.AB 【解析】 由于核外电子轨道满足rn＝n2r1，故A项正确．氢原子能级公式为En＝1n2E1，因此B项正确．根据玻尔理论，只有电子发生跃迁时，才能发射某一频率的光子，因此C、D均错误．
10.AD 【解析】 氢原子由n＝3激发态向低能级跃迁，由hν＝Em－En可知，总共可辐射三种不同频率的光，A对；且由n＝3跃迁到n＝1时光频率最大，B错；辐射出光子能量最大值为－1.51 eV＋13.6 eV＝12.09 eV，C错；氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生光子能量hν＝E1－E3＝12.01 eV>6.34 eV，D对．
11.6 1 【解析】 C2n＝C24＝6种，能产生6种不同频率的光子．由hν＝Em－En可知，频率最大的光子是从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁所产生的．
12．(1)6种 (2)6.15×1014Hz (3)见解析 【解析】 (1)最多可能辐射出C24＝6种频率的光子．
(2)由氢原子能级图可知，从能级n＝4跃迁到能级n＝2，辐射出的光子中，能量最大值为
ΔEmax＝E4－E2＝2.55eV
所以辐射的光子中最大频率为
vmax＝ΔEmaxh＝2.55×1.6×10－196.63×10－34Hz
＝6.15×1014Hz.
(3)电子在轨道上受库仑力作用做匀速圆周运动，由库仑定律和牛顿第二定律得：ke2r2＝mv2r
电子的动能：Ek＝12mv2＝ke22r∝1r
又已知：rn＝n2r1
得EknEkl＝r1rn＝1n2，即Ekn＝Ekln2