2025届高考物理一轮复习专项练习课时规范练43原子结构玻尔理论

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1.
(氢原子的能级跃迁和光电效应的综合)如图为氢原子能级示意图。光子能量为12.75 eV的一束光照射处于基态的大量氢原子,大量氢原子将发生能级跃迁,发出的光可能有几种频率( )
A.3种B.4种C.5种D.6种
2.
(氢原子的能级跃迁和光电效应的综合)氢原子的能级图如图所示。用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂,下列说法正确的是( )
A.产生的光电子的最大初动能为6.41 eV
B.产生的光电子的最大初动能为12.75 eV
C.氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光不能使金属铂发生光电效应
D.氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光也能使金属铂发生光电效应
3.(散射、链式反应、能级和电子发现)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )
A.图甲:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
B.图乙:用中子轰击铀核使其发生聚变,链式反应会释放出巨大的核能
C.图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
D.图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构
4.(能级跃迁)一群处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后,向外辐射了ν1、ν2、ν3三种频率的光子,且ν1>ν2>ν3,则( )
A.被氢原子吸收的光子的能量为hν1
B.被氢原子吸收的光子的能量为hν2
C.被氢原子吸收的光子的能量为hν3
D.被氢原子吸收的光子的能量为hν1+hν2+hν3
素养综合练
5.
(多选)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示,已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间,则( )
A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出γ射线
B.氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时会辐射出红外线
C.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离
D.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光
6.如图甲所示为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,则谱线b是氢原子( )
A.从n=3的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光
B.从n=5的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光
C.从n=4的能级跃迁到n=3的能级时的辐射光
D.从n=5的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光
7.如图甲所示为氢原子能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射如图乙所示光电管的阴极K时,电路中有光电流产生,则( )
A.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,一定能使阴极K发生光电效应
B.改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,不能使阴极K发生光电效应
C.改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射,逸出光电子的最大初动能不变
D.入射光的强度增大,逸出光电子的最大初动能也增大
参考答案
课时规范练43 原子结构 玻尔理论
1.D 根据玻尔理论,可知当光子能量为12.75eV时,氢原子到达的最大能级为第4能级,结合数学公式=6得出放出不同频率光子种类数目为6,故D正确,A、B、C错误。
2.A 从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量为13.6eV-0.85eV=12.75eV,产生的光电子的最大初动能为Ek=hν-W0=12.75eV-6.34eV=6.41eV,故A正确,B错误;氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量为10.2eV,能使金属铂发生光电效应,故C错误;氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量小于逸出功,故不能发生光电效应,故D错误。
3.C 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,故A错误。用中子轰击铀核使其发生裂变,裂变反应会释放出巨大的核能,故B错误。玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,故C正确。汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构,天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构,故D错误。
4.A
氢原子吸收光子能向外辐射出三种频率的光子,说明氢原子从基态跃迁到了第三能级态(如图所示),在第三能级态不稳定,又向低能级跃进,发出光子,其中从第三能级跃迁到第一能级的光子能量最大,为hν1,从第二能级跃迁到第一能级的光子能量比从第三能级跃迁到第二能级的光子能量大,由能量守恒可知,氢原子一定是吸收了能量为hν1的光子,且关系式hν1=hν2+hν3,B、C、D错误,A正确。
5.CD γ射线为重核衰变或裂变时才会放出,氢原子跃迁无法辐射γ射线,故A错误;氢原子从n=3的能级向n=2的能级辐射光子的能量:E=-1.51eV-(-3.40eV)=1.89eV,在可见光范围之内,故B错误;氢原子在n=3能级吸收1.51eV的光子能量就可以电离,紫外线的光子能量大于3.11eV,可以使处于n=3能级的氢原子电离,故C正确;氢原子从n=4能级跃迁至n=2能级辐射光子的能量:E'=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV,在可见光范围之内;同理,从n=3的能级向n=2的能级辐射光子的能量也在可见光范围之内,所以大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光,故D正确。
6.D 谱线a是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光,波长大于谱线b,所以a光的光子频率小于b光的光子频率;所以b光的光子能量大于n=4和n=2间的能级差。n=3跃迁到n=2,n=4跃迁到n=3,n=5跃迁到n=3的能级差小于n=4和n=2的能级差;只有n=5和n=2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差,D正确。
7.A 根据跃迁规律可知从n=4向n=2跃迁时辐射光子的能量小于从n=4向n=1跃迁时辐射光子的能量,一定能使阴极K发生光电效应,A正确。根据跃迁规律可知,从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=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光子能量大于从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光子的能量,一定能使阴极K发生光电效应,B错误。改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射时,入射光的光子能量变大,因此逸出光电子的最大初动能变大,C错误。入射光的强度增大,不会影响逸出光电子的最大初动能,只会使逸出的光电子数目增多,D错误。