人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性4 氢原子光谱和玻尔的原子模型习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第四章 原子结构和波粒二象性4 氢原子光谱和玻尔的原子模型习题，共4页。试卷主要包含了光子的发射和吸收过程是，关于太阳光谱,下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
基础巩固
1.氢是自然界中最简单的元素,下列关于氢原子光谱的说法正确的是( )
A.氢原子光谱是连续谱
B.氢原子光谱是氢原子的特性谱线
C.经典物理学可以解释氢原子光谱
D.不同化合物中的氢的光谱不同
解析氢原子光谱是线状谱,不是连续谱,故A错误;不同原子的原子光谱是不同的,氢原子光谱是氢原子的特性谱线,故B正确;经典物理学不可以解释氢原子光谱的分立特征,故C错误;不同化合物中的氢的光谱相同,氢原子光谱是氢原子的特性谱线,故D错误。
答案B
2.(多选)由玻尔理论可知,下列说法中正确的是( )
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,其电子做变速运动,但它并不向外辐射能量
C.原子内电子的轨道可能是连续的
D.原子的轨道半径越大,原子的能量越大
解析按照经典物理学的观点,电子绕核运动有加速度,一定会向外辐射电磁波,很短时间内电子的能量就会消失,与客观事实相矛盾,由玻尔假设可知选项A、C错误,B正确;原子轨道半径越大,原子能量越大,选项D正确。
答案BD
3.(多选)光子的发射和吸收过程是( )
A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B.原子不能从低能级向高能级跃迁
C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到较低能级
D.原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值
解析由玻尔理论的跃迁假设知,原子处于激发态不稳定,可自发地向低能级跃迁,以光子的形式放出能量,光子的吸收是光子发射的逆过程,原子在吸收光子后,会从较低能级向较高能级跃迁,但不管是吸收光子还是发射光子,光子的能量总等于两能级之差,故选项C、D正确。
答案CD
4.一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道,已知ra>rb,则在此过程中( )
A.原子发出一系列频率的光子
B.原子要吸收一系列频率的光子
C.原子要吸收某一频率的光子
D.原子要辐射某一频率的光子
解析一个氢原子的核外只有一个电子,这个电子在某时刻只能处在某一个可能的轨道上,在某段时间,由某一轨道跃迁到另一轨道时,可能的情况只有一种,因为ra>rb,所以电子是从高能级向低能级跃迁,跃迁过程中要辐射光子,故D正确。
答案D
5.(多选)关于太阳光谱,下列说法正确的是( )
A.太阳光谱是吸收光谱
B.太阳光谱中的暗线,是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的
C.根据太阳光谱中的暗线,可以分析太阳的物质组成
D.根据太阳光谱中的暗线,可以分析地球大气层中含有哪些元素
解析太阳是一个高温物体,它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时,会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收,从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱,所以分析太阳光谱可知太阳大气层的物质组成。
答案AB
6.(多选)设氢原子由n=3的状态向n=2的状态跃迁时放出能量为E、频率为ν的光子。则氢原子( )
A.跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子
B.由n=2的状态向n=1的状态跃迁时放出光子的能量大于E
C.由n=2的状态向n=3的状态跃迁时吸收光子的能量等于E
D.由n=4的状态向n=3的状态跃迁时放出光子的频率大于ν
解析原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子,A错;由n=2的状态向n=1的状态跃迁时,能量比由n=3的状态向n=2的状态跃迁时要大,所以放出光子的能量大于E,B项正确;由n=2的状态向n=3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n=3的状态向n=2的状态跃迁时放出的能量E,C项正确;由n=4的状态向n=3的状态跃迁时放出光子的能量较小,所以频率小于ν,D项错。
答案BC
能力提升
1.甲、乙两幅图是氢原子的能级图,图中箭头表示出核外电子在两能级间跃迁的方向;在光电效应实验中,分别用蓝光和不同强度的黄光来研究光电流与电压的关系,得出的图像分别如丙、丁两幅图像所示。则甲、乙图中,电子在跃迁时吸收光子的是哪幅图?丙、丁图中,能正确表示光电流与电压关系的是哪幅图?( )

A.甲、丙B.乙、丙C.甲、丁D.乙、丁
解析在跃迁中吸收光子,因此是从低能级向高能级跃迁,故乙图正确;丙、丁两图,频率相同的光照射金属发生光电效应,光电子的最大初动能相等,根据eUc=12mvm2,知遏止电压相等,蓝光的频率大于黄光的频率,则蓝光照射产生的光电子最大初动能大,则遏止电压大。强光产生的饱和电流大,故丁图正确。故A、B、C错误,D正确。
答案D
2.(2020广东广州二模)一种利用红外线感应控制的紫外线灯,人在时自动切断紫外线灯电源,人离开时自动开启紫外线灯杀菌消毒。已知红外线的光子最高能量是1.61 eV,紫外线的光子最低能量是3.11 eV,如图是氢原子能级示意图,则大量氢原子( )
A.从n=2跃迁到低能级过程只可能辐射出红外线
B.从n=3跃迁到低能级过程不可能辐射出红外线
C.从n=4跃迁到低能级过程只可能辐射出紫外线
D.从n=5跃迁到低能级过程不可能辐射出紫外线
解析根据能级跃迁公式ΔE=Em-En可知,由于E21=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV>3.11eV,所以从n=2跃迁到低能级过程只可能辐射出紫外线,故A错误;从n=3能级跃迁到n=2能级过程中光子能量最小,由于E32=E3-E2=1.89eV>1.61eV,所以从n=3跃迁到低能级过程不可能辐射出红外线,故B正确;由于E43=E4-E3=0.66eV3.11eV,所以从n=5跃迁到低能级过程中可能辐射出紫外线,故D错误。
答案B
3.已知氢原子光谱中巴耳末系第一条谱线Hα的波长为656.47 nm(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,真空中的光速c=3×108 m·s-1)。
(1)试推算里德伯常量的值;
(2)利用巴耳末公式求其中第四条谱线的波长和对应光子的能量。
解析(1)巴耳末系中第一条谱线对应n=3
1λ1=R∞122-132
R∞=365λ1=1.097×107m-1。
(2)巴耳末系中第四条谱线对应n=6,则
1λ4=R∞122-162
解得λ4=368×1.097×107m=4.102×10-7m=410.2nm
E=hν4=hcλ4=4.85×10-19J。
答案(1)1.097×107 m-1
(2)4.102×10-7 m(或410.2 nm) 4.85×10-19 J