《2018版高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第1讲原子结构氢原子光谱课后限时训练》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第1讲原子结构氢原子光谱课后限时训练（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1原子结构 氢原子光谱一、选择题(本题共 10 小题，16 题为单选，710 题为多选)1(2016重庆联考)仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是 (D)导 学 号 51343288A氢原子只有几个能级B氢原子只能发出平行光C氢原子有时发光，有时不发光D氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的解析根据玻尔理论可知，氢原子的能量是不连续的，辐射的光子的能量是不连续的，辐射的光子频率满足 h Em En，所以辐射的光子频率不连续。故 D 正确，A、B、C 错误。2如图甲所示是 a、 b、 c、 d 四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱
2、分析可以了解该矿物中缺乏的是 (B)导 学 号 51343289A a 元素 B b 元素C c 元素 D d 元素解析将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，没有的谱线对应的元素即是该矿物质中缺少的元素。3氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E154.4e V，氦离子能级的示意图如图所示。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 (B)导 学 号 51343290A40.8eV B43.2eVC51.0eV D54.4eV解析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两个能级的能量差。40.8eV 是第一能级和第二能级的差值
3、，51.0eV 是第一能级和第四能级的差值，254.4eV 是电子电离需要吸收的能量，均满足条件。即选项 A、C、D 均可以，而 B 选项不满足条件，所以选 B。4 子与氢原子核(质子)构成的原子称为 氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如图所示为 氢原子的能级示意图。假定用光子能量为 E 的一束光照射容器中大量处于 n2 能级的 氢原子， 氢原子吸收光子后，发出频率为 1、 2、 3、 4、 5和 6的光，且频率依次增大，则 E 等于 (C)导 学 号 51343291A h( 3 1) B h( 5 6)C h 3 D h 4解析发出 6 种频率的光，说明氢原子跃迁到 n4 能级，由
4、已知频率关系知从 n2能级跃迁到 n4 能级对应的能量为 E h 3，正确选项为 C。5原子从一个高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，铬原子的 n2 能级上的电子跃迁到 n1 能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给 n4 能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为 En ，式中An2n1,2,3，表示不同能级， A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是(C)导 学 号 51343292A. A B A316 716C. A D A1116 1316解析先计算铬原子的 n2 能级
5、上的电子跃迁到 n1 能级上时应释放的能量： E E2 E1 A A。 n4 能级上的电子要电离所需的能量 E4 A，则 n4 能级上A4 34 116的电子得到 E 的能量后 ，首先需要能量使之电离，然后多余的能量以动能的形式存在，所以 Ek E E4 A，选项 C 正确。11166图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。已知谱线 a 是氢原子从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时的辐射光，则谱线 b 可能是氢原子_时的辐射光。(C)导 学 号 513432933A从 n5 的能级跃迁到 n3 的能级B从 n4 的 能级跃迁到 n3 的能级C从 n5 的能级跃迁到 n2 的能级D从 n3
6、 的能级跃迁到 n2 的能级解析谱线 a 是氢原子从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时的辐射光，波长大于谱线b 的，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 n4 和 n2 的能级差。 n3 和 n2 的能级差、 n4 和 n3 的能级差、 n5 和 n3 的能级差都小于n4 和 n2 的能级差。 n5 和 n2 的能级差大于 n4 和 n2 的能级差。故 A、B、D 错误，C 正确。7如图是密立根油滴实验的示意图。油滴从喷雾器嘴喷出，落到图中的匀强电场中，调节两板间的电压，通过显微镜观察到某一油滴静止在电场中，下列说法正确的是(AD)导 学 号 513432
7、94A油滴带负电B油滴质量可通过天平来测量C只要测出两板间的距离和电压就能求出油滴所带的电荷量D该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍解析由图知，电容器板间电场方向向下，油滴所受的电场力向上，则知油滴带负电，故 A 正确；油滴的质量很小，不能通过天平测量，故 B 错误；根据油滴受力平衡得：mg qE q ，得 q ，所以要测出两板间的距离、电压和油滴的质量才能求出油滴所带Ud mgdU的电荷量，故 C 错误；根据密立根油滴实验研究知：该实验测得油滴所带电荷量等于元电荷的整数倍，故 D 正确。故选 A、D。48下列说法中正确的是 (AB)导 学 号 51343295A进行光谱分析，可以用线状
8、谱，也可以用吸收光谱B光谱分析的优点是非常灵敏而迅速C使一种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气，取得吸收光谱，就可以对前者的化学组成进行分析D摄下月球的光谱，可以分析出月球是由哪些元素组成的解析由于每种元素都有自己的特征谱线，因此，可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成。所以光谱分析可以用线状谱或者吸收光谱。吸收光谱分析的 是低温蒸气物质的化学组成。月球的光谱是太阳的反射光谱，故不能分析月球是由哪些元素组成的。9以下关于玻尔原子理论的说法正确的是 (ADE)导 学 号 51343296A电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的B电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射C电子从量子
9、数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级时要辐射光子D不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收E氢原子光谱有 很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是连续谱解析电子绕 原子核做圆周运动的轨道是量子化的，轨道半径不是任意的，故 A 正确。电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，故 B 错误。氢原子在不同的轨道上的能级 En E1，电子从量子数为 2 的能级跃迁到量子数为 3 的能级1n2时要吸收光子，故 C 错误。不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故 D 正确。氢原子光谱有很多不同
10、的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，是特征谱线，但它的光谱不是连续谱，故 E 正确。10根据玻尔假设，若规定无穷远处的能量为 0， 则量子数为 n 的氢原子的能量En ， E1为基态的能量，经计算为13.6eV，现规定氢原子处于基态时的能量为 0，则E1n2(BC)导 学 号 51343297A量子数 n2 时能级的能量为 0B量子数 n3 时能级的能量为8E19C若要使氢原子从基态跃迁到第 4 能级，则需要吸收的光子能量 为15E116D若采用能量为 的高速电子轰击而跃迁到激发态，这些氢原子从激发态向低能级9E110跃迁的过程中可释放出 10 种不同频率的光子解析若规定无穷远处的能量为
11、 0，则量子数为 n2 时的能量为5E2 eV3.4eV，若氢原子处于基态时的能量为 0，则量子数 n2 时能级的能量为 13.62210.2eV，选项 A 错误；量子数 n3 时能级的能量为 E1 ，选项 B 正确；若要使氢E132 8E19原子从基态跃迁到第 4 能级，则需要吸收的光子能量为 E1 ，选项 C 正确；采用E142 15E116能量为 的高速电子轰击而跃迁到激发态，根据 Em En h ，氢原子获得能量跃迁到9E110n3 激发态，则这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中可释放出 3 种不同频率的光子，故 D 错误。二、非选择题111910 年英国科学家卢瑟福进行了著名的 粒
12、子(带正电)轰击金箔实验。结果发现：绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数 粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数 粒子的偏转超过 90，有的甚至几乎达到 180，像是被金箔弹了回来。导 学 号 51343298(1)根据实验现象，卢瑟福提出“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上” ，卢瑟福所说的“很小的结构”指的是_原子核_。(2)1m 金箔包含了 3000 层金原子，绝大多数 粒子穿过后方向不变，该现象可以说明下列两种说法中的(B)(选填 A 或 B)A原子的质量是均匀分布的B原子内部绝大部 分 空间是空的(3)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过 粒子散射实验，你认为
13、原子结构为图中的(C)解析原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，原子的质量主要集中在原子核上，核外电子围绕原子核做高速运动。(1)若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则不会出现极少数 粒子发生大角度偏转的现象，这里的“很小的结构”指的是原子核。(2)原子核外十分“空旷” ，使绝大多数 粒子穿过后方向不变。(3)通过上述实验，能说明原子结构是：原子核位于原子的中心，大部分质量集中在原子核上，应选 C。12如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为 d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴
14、通过上面金属板的小孔进入平行金属板间。当平行金属板6间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度 v1竖直向下匀 速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为 U 时，带电油滴恰好能以速度 v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为 ，已测量出油滴的直径为 D(油滴可看做球体，球体体积公式 V D3)，重力加速度为 g。16导 学 号 51343299(1)设油滴受到气体的阻力 f kv，其中 k 为阻力系数，求 k 的大小；(2)求油滴所带电荷量。答案(1) D 3g(2)16v1 D3gd v1 v26Uv1解析(1)油滴速度为 v
15、1时所受阻力 f1 kv1，油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，有 f1 mg，m V D 3，则 k D 3g16 16v1(2)设油滴所带电荷量为 Q，油滴受到的 电场力F 电 qE qUd油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，kv2 mg qUd则油滴所带电荷量 q 。 D3gd v1 v26Uv11319091911 年，英国物理学家卢瑟福与其合作者做了用 粒子轰击固定金箔的实验，发现绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数 粒子却发生子较大的偏转，并且还有极少数 粒子偏转角度超过了 90，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180，这就是 粒子散射实验。为了解释这个结果，卢瑟福在 1911 年提出了原子的核式结构学说：在原子的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上，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。设某一次实验，有一初速度为v0的 粒子正对着金箔中某一金原子核 Q 运动，结果被反
