高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 氢原子光谱和玻尔的原子模型第1课时同步达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 氢原子光谱和玻尔的原子模型第1课时同步达标检测题，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（ ）
A．太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成
B．霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱，都是线状谱
C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱
D．进行光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以用吸收光谱
2．利用光谱分析的方法能鉴别物质的组成成分。关于光谱分析，下列说法正确的是（ ）
A．利用高温物体的连续光谱可鉴别其组成成分
B．利用物质的线状光谱可鉴别其组成成分
C．吸收光谱的暗线反映高温物体的组成成分
D．同一种物质线状光谱的亮线与吸收光谱的暗线没有联系
3．如图所示放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，从其中的氢气放电管观察氢原子的光谱，发现它只有一些分立的不连续的亮线，下列说法正确的是（ ）
A．亮线分立是因为氢原子有时发光，有时不发光
B．有几条谱线，就对应着氢原子有几个能级
C．核式结构决定了氢原子有这种分立的光谱
D．光谱不连续对应着氢原子辐射光子能量的不连续
4．氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（ ）
A．a光的光子能量大于b光的光子能量
B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线
C．处于能级n=4的电子的动能大于能级n=2的动能
D．在真空中传播时，b光的波长较短
5．处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子的总能量增加B．电子的动能增加
C．氢原子的电势能减小D．电子绕核旋转半径减小
6．关于物理学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并且通过实验证实了电磁波的存在
B．爱因斯坦的光电效应说明光具有波动性
C．卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了“枣糕模型”
D．玻尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律
7．物理学家往往在已有理论的启发下提出新的观点，从而使物理学不断得到丰富和完善。请根据这种发展规律，判断以下量子物理学成就出现的先后顺序正确的是（ ）
A．爱因斯坦的光子说、普朗克的能量子假说、玻尔的原子模型
B．玻尔的原子模型、爱因斯坦的光子说、普朗克的能量子假说
C．普朗克的能量子假说、玻尔的原子模型、爱因斯坦的光子说
D．普朗克的能量子假说、爱因斯坦的光子说、玻尔的原子模型
8．2020年诺贝尔物理学奖授予三名科学家，英国科学家罗杰·彭罗斯因证明黑洞是爱因斯坦广义相对论的直接结果而获奖；德国科学家赖因哈德·根策尔和美国科学家安德烈娅·盖兹因在银河系中央发现超大质量天体而获奖。下列有关物理学史的说法正确的是（ ）。
A．汤姆孙发现了电子并提出了原子的核式结构模型
B．库仑通过油滴实验精确测定了元电荷的值
C．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的观念
D．玻尔原子理论的成功之处是保留了经典粒子的概念
9．2021年1月8日，中国科学技术大学宣布，中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子秘钥分发，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。关于量子和量子化，下列说法错误的是（ ）
A．波尔提出轨道量子化和能级，成功解释了氢原子光谱
B．爱因斯坦根据光电效应，提出了光子的概念
C．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
D．量子论中的量子，实际上就是指“微观粒子”
10．根据玻尔原子模型，氢原子中电子绕原子核运动的半径（ ）
A．可以取任意值
B．可以在某一范围内取值
C．可以取一系列不连续的任意值
D．可以取一系列不连续的特定值
二、多选题
11．下列有关氢原子光谱的说法正确的是（ ）
A．氢原子的吸收光谱是连续谱
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
12．图为氢原子的能级示意图，对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列说法正确的是（ ）
A．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，能发出6种不同频率的光
B．用能量为12.75eV的光子照射基态的氢原子可以使其跃迁
C．用能量为10.4eV的电子轰击基态氢原子可以使其跃迁
D．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n＝5能级
三、填空题
13．人类对原子结构的认识，涉及许多实验的探究及众多科学家的创造性思想。
（1）1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况（图甲），断定阴极射线是______（填“电磁波”或“电子”），进而认为原子是一个球体提出原子“西瓜模型”或“______模型”；
（2）1909年，卢瑟福与他的学生进行了粒子散射实验（图乙），提出了原子核式结构模型。下列对此实验与模型的说法，正确的是______；（多选）
A．粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的
B．绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为电子的质量太小
C．极少数粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力
D．粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
（3）1913年，玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了自己的原子结构假设，即______量子化、定态和跃迁等概念，并成功地解释了图丙中______（填“氢原子”、“氦原子”或“汞原子”）光谱的分立特征的实验规律。
四、解答题
14．物质的光谱按其产生方式不同可分为发射光谱和吸收光谱两大类，发射光谱又包含有两种光谱连续光谱和明线光谱．炽热的钢水发光产生的属于什么光谱？霓虹灯发光光谱属于什么光谱？太阳光形成的光谱属于光谱？
15．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。
(1)氢原子处于基态时，电子在库仑力作用下绕原子核做匀速圆周运动，其轨道半径为已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k，试求：
a.电子绕核运动的环绕速度；
b.电子绕核运动形成的等效电流值I。
(2)处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，形成氢原子光谱，其谱线波长可以用巴耳末一里德伯公式来表示。分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数。，……，对于每一个值，有，…。。。。，称为里德伯常量，是一个已知量。对于的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系。
用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最短的光照射时，逸出光电子的最大初动能为；当用巴耳末系波长最长的光照射时，逸出光电子的最大初动能为。真空中的光速为c。试求：
a.赖曼系波长最短的光对应的频率；
b.该种金属的逸出功W（用、表示）。
参考答案
1．C
【详解】
A．太阳光谱是吸收光谱，这是由于太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的，所以A错误；
B．霓虹灯呈稀薄气体状态，因此光谱是线状谱，而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续光谱，所以B错误；
C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐时，某些频率的光被吸收，形成吸收光谱，所以C正确；
D．发射光谱可以分为连续光谱和线状谱，而光谱分析中只能用线状谱和吸收光谱，因为它们都具备特征谱线，所以D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，A错误；
B．某种物质发出的线状谱中的明线与某种原子发出的某频率有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确；
C．高温物体发出的光通过某物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线与所经物质有关，C错误；
D．某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质是时，它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D错误。
故选B。
3．D
【详解】
放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发，这是因为原子发生了跃迁，同时辐射出光子，形成光谱，但是因为原子在不同能级之间跃迁时，形成不同波长的光，而形成的光谱是已经发生了跃迁的能级形成的，由于不同能级之间发生跃迁的条件不一样，几条光谱线并不对应着氢原子有几个能级，同时氢原子的光谱是一些分立的不连续的亮线，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．A
【详解】
AD．根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差。公式：
可知从n=4向n=2跃迁时辐射光子的能量大于从n=3向n=2跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，又根据光子能量
可得a光子的频率大于b，由
则a光的波长小于b光， D错误A正确；
B．根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射出的光子能量小于a光子的能量，因为紫外线的能量大于可见光，所以不可能为紫外线，B错误；
C．根据玻尔理论，库仑力提供向心力
可知，越靠近原子核的速度越大，动能越大，那么处于n=4的能级电子的动能小于n=2能级电子的动能，C错误。
故选A。
5．A
【详解】
ABD．氢原子吸收一个光子后，能量增加，从低能级向高能级跃迁，轨道半径增大，能级增加，根据
解得

知动能减小，BD错误A正确；
C．因为原子能量等于电势能和电子动能之和，因为能量增大，动能减小，则电势能增大，C错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．爱因斯坦的光电效应说明光具有粒子性，B错误；
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了“枣糕模型”，C错误；
D．玻尔的原子模型成功地解释了氢原子光谱的实验规律，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
普朗克的能量子假说是将能量量子化，在1900年提出；爱因斯坦的光子说是1905年发布的；玻尔在1913年提出氢原子模型，创造性地将量子学说和卢瑟福的原子模型结合起来，成立了他自己的玻尔模型。
故选D。
8．C
【详解】
A．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故A错误；
B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的值，故B错误；
C．普朗克把能量子引入物理学，说明能量是不连续的，故C正确；
D．玻尔的原子理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但不足之处是保留了经典粒子的概念，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．波尔提出轨道量子化和能级，成功解释了氢原子光谱，A正确，不符合题意；
B．爱因斯坦根据光电效应，提出了光子的概念，B正确，不符合题意；
C．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，C正确，不符合题意；
D．量子论中的量子，是指物理量的值是离散的，不连续的。D错误，符合题意。
故选D。
10．D
【详解】
根据玻尔提出的轨道量子化假设，可知氢原子中电子绕原子核运动的半径，可以取一系列不连续的特定值。
故选D。
11．BC
【详解】
C．由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能级，故氢原子的能级是不连续的，即是分立的，故C正确；
D．当氢原子从较高轨道第能级跃迁到较低轨道第能级时，发射的光子的能量为
显然的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，故D错误；
AB．由于氢原子发射（或吸收）的光子的能量
所以发射（或吸收）的光子的能量值是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，故A错误，B正确；
故选BC。
12．BC
【详解】
A．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，能发出3种不同频率的光，分别为n＝4能级到n＝3能级，n＝3能级到n＝2能级，n＝2能级到n＝1能级。故A错误；
B．根据跃迁公式，有
可知，
故B正确；
C．用能量为10.4eV的电子轰击基态氢原子，氢原子吸收的能量可能等于基态与其他能级间的能级差，可使处于基态的氢原子跃迁到更高能级。故C正确；
D．用能量为14.0 eV的光子照射，氢原子吸收该光子能量后，原子能量大于0，即使氢原子电离。故D错误。
故选BC。
13．电子 枣糕 CD 轨道 氢原子
【详解】
（1）[1]1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况（图甲），断定阴极射线是高速飞行的电子流；
[2]汤姆孙认为原子是一个球体提出原子“西瓜模型”或“枣糕模型”；
（2）[3]A．粒子散射实验不能证明原子核内部存在质子，也不会证实原子核由质子和中子组成，故A错误；
B．绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，主要是因为原子内部绝大部分空间是空的，故B错误；
C．极少数粒子穿过金箔后发生大角度偏转，是因为其受到金原子核的强库仑斥力，故C正确；
D．粒子散射实验说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上，故D正确；
故选CD。
（3）[4][5]1913年，玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了自己的原子结构假设，即轨道量子化、定态和跃迁等概念，并成功地解释了图丙中氢原子光谱的分立特征的实验规律。
14．连续，明线，吸收
【分析】
物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱．是物质分子对不同波长的光选择吸收的结果，是对物质进行分光光度研究的主要依据．光谱分为连续谱与线状谱（发射），线状谱由稀薄的单质气体产生，是相同种类的少量原子的某些核外电子在其各能级上跃迁时产生的．因此仅有有限的几条谱线．
【详解】
炽热的钢水发光产生的属于连续光谱；霓虹灯发光光谱属于明线光谱，也叫线状谱；太阳光形成的光谱属于吸收光谱；
【点睛】
考查连续光谱与明线光谱、吸收光谱与发射光谱的区别与联系，掌握光谱的特征，学会运用光谱分析．
15．（1） ，；（2），
【详解】
（1）根据
电子绕核运动的环绕速度
根据
得
电子绕核运动形成的等效电流值I
（2）根据
赖曼系波长最短的光是氢原子由跃迁时发出的，则
赖曼系波长最短的光对应的频率
巴耳末系最大波长是跃迁时发出的
根据光电效应方程
由以上解得