高考物理江蘇專版總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)： 六十三 氫原子光譜原子能級(jí) 含解析

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1、 課時(shí)作業(yè) 六十三 氫原子光譜　原子能級(jí) (限時(shí)：45分鐘) (班級(jí)________　姓名________) 1．按照玻爾理論，一個(gè)氫原子中的電子從一半徑為ra的圓軌道自發(fā)地直接躍遷到另一半徑為rb的圓軌道上，ra>rb，在此過程中(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．原子發(fā)出一系列頻率的光子 B．原子要吸收一系列頻率的光子 C．原子要吸收某一頻率的光子 D．原子要發(fā)出某一頻率的光子 2．一氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)，該氫原子(　　) A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少 C．吸收光子，能量

2、增加 D．吸收光子，能量減少 3．下列說法中正確的是(　　) A．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子 B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短 C．一個(gè)動(dòng)量為p的電子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)為hp(h為普朗克常量) D．在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的遏止電壓與入射光的強(qiáng)度有關(guān) 4．(多選)氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656 nm.以下判斷正確的是(　　) 第4題圖 A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656 nm B．用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原

3、子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí) C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線 D．用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí) 　第5題圖 5．(多選)如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖．現(xiàn)用能量介于10 eV～12.9 eV范圍內(nèi)的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則下列說法正確的是(　　) A．照射光中只有一種頻率的光子被吸收 B．照射光中有三種頻率的光子被吸收 C．氫原子發(fā)射出三種不同波長(zhǎng)的光 D．氫原子發(fā)射出六種不同波長(zhǎng)的光 6．(17年南通質(zhì)檢)(多選)如圖所示，為氫原子能級(jí)圖，A、B、C分別表示電子三

4、種不同能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子，其中(　　) 第6題圖 A．頻率最大的是B B．波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是C C．頻率最大的是A D．波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是B 7．氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6 eV.大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)．由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻率最大的光子能量為－0.96E1，頻率最小的光子的能量為________eV(保留兩位有效數(shù)字)，這些光子可具有________種不同的頻率． 第8題圖 8．(16年泰州二模)氫原子的能級(jí)如圖所示，原子從能級(jí)n＝4向n＝2躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，該金屬的逸出功是______eV.從能

5、級(jí)n＝4向n＝1躍遷所放出的光子照射該金屬，所產(chǎn)生光電子最大初動(dòng)能是______eV. 9．用能量為E0的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自由電子，這一能量E0稱為氫的電離能．現(xiàn)用一頻率為ν的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子(電子質(zhì)量為m)．該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為______，其德布羅意波長(zhǎng)為________(普朗克常量為h)． 10．大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài)，發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子，其能量值分別是：1.89 eV，10.2 eV，12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在________個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)上，其中最高能級(jí)的能量值是________．(基態(tài)能量為－

6、13.6 eV)． 11．實(shí)驗(yàn)室考查氫原子躍遷時(shí)的微觀效應(yīng)．已知?dú)湓幽芗?jí)圖如圖所示，氫原子質(zhì)量為mH＝1.67×10－27 kg.設(shè)原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子處于n＝5的能級(jí)狀態(tài)． (1)求氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)射出多少種不同頻率的光； 第11題圖 (2)若躍遷后光子沿某一方向飛出，且光子的動(dòng)量可以用p＝表示(h為普朗克常量，ν為光子頻率，c為真空中光速)，求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率．(保留三位有效數(shù)字) 課時(shí)作業(yè)(六十三)　 氫原子光譜　原子能級(jí)1.D　【解析】　ra>rb，是從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，應(yīng)向外發(fā)射能量，且所發(fā)射

7、光子的能量等于兩個(gè)能級(jí)的能量差．選項(xiàng)D正確． 2．B　【解析】　氫原子核外電子軌道數(shù)越大，它的能級(jí)越高，即能量越高．從高軌道往低軌道躍遷，會(huì)放出光子，能量減少，減少的能量等于兩個(gè)軌道的能級(jí)之差．故選B. 3．A　【解析】　當(dāng)氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，據(jù)玻爾理論：ΔE＝Em－En，可知?dú)湓又荒茌椛洹⑽仗囟l率的光子，A正確．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，說明光的頻率沒有達(dá)到極限頻率，是光的頻率過小，波長(zhǎng)太大，B錯(cuò)誤．根據(jù)德布羅意波波長(zhǎng)公式，一個(gè)動(dòng)量為p的電子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波波長(zhǎng)應(yīng)為，C錯(cuò)誤．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hv－W0，而反應(yīng)遏止電壓euc＝Ek，可得uc＝ν－，可

8、知遏止電壓與入射光頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤． 4．CD　【解析】　能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越大，波長(zhǎng)越小，A錯(cuò)誤；由Em－En＝hν可知，B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)C＝3可知，輻射的光子頻率最多3種．C正確；正確選項(xiàng)CD. 5．BD　【解析】　氫原子可能吸收的光子能量有：12.75 eV、12.09 eV、10.20 eV、2.55 eV、 1．89 eV和0.66 eV，其中只有三種光子能量處在10 eV～12.9 eV范圍內(nèi)，所以照射光中有三種頻率的光子被吸收，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；氫原子可以吸收大量能量為12.75 eV的光子，從

9、而從n＝1的基態(tài)躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，又會(huì)發(fā)射出光子躍遷到低能態(tài)，共可發(fā)射出6種不同波長(zhǎng)的光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 6．AB　【解析】　根據(jù)hν＝ΔE和c＝λν可知，ΔE大，頻率就大，波長(zhǎng)就?。x項(xiàng)AB正確． 7．0.31　10　【解析】　頻率最大的光子能量為－0.96E1，即En－E1＝－0.96E1，則En＝E1－0.96E1＝(－13.6 eV)－0.96×(－13.6 eV)＝ －0.54 eV，即n＝5，從n＝5能級(jí)開始躍遷，這些光子能發(fā)出的頻率數(shù)n＝＝10種．頻率最小的光子是從n＝5能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)，其能量為Emin＝－0.54 eV－(－0.85 eV)＝0.31 eV

10、. 8．2.55　10.2　【解析】　據(jù)題意，當(dāng)氫原子從n＝4向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，光子的能量恰好等于金屬的逸出功，據(jù)玻爾理論得知，金屬的逸出功為：W0＝E＝E4－E2＝ －0.85 eV－(－3.40 eV)＝2.55 eV由光電效應(yīng)方程得Ekm＝13.6 eV－3.40 eV＝10.2 eV. 9.　　【解析】　電子吸收光子能量為hν，擺脫原子核束縛需克服引力做功E0，那么多余的能量就轉(zhuǎn)化為自由電子脫離原子核后的動(dòng)能，hν－E0＝mv2，計(jì)算得v＝，德布羅意波長(zhǎng)λ＝＝＝. 10．2　－1.51 eV　【解析】　根據(jù)向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以發(fā)出3種不同頻率的光子，躍遷發(fā)生前這些原子分布在2個(gè)激發(fā)態(tài)能級(jí)上．處于基態(tài)氫原子能量為－13.6 eV，最高能級(jí)的能量值是－13.6 eV＋12.09 eV＝－1.51 eV. 11．10　4.17 m/s　【解析】　(1)可以有n＝C＝10種不同頻率的光輻射．(2)根據(jù)題意知?dú)湓訌膎＝5能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，氫原子具有最大反沖速率．氫原子發(fā)生躍遷時(shí)輻射出的光子能量為E＝ΔE＝E5－E1.開始時(shí)，將原子(含核外電子)和即將輻射出去的光子作為一個(gè)系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒定律可得mHvH－p＝0∶光子的動(dòng)量p＝，氫原子速度為 vH＝.所以vH＝4.17 m/s.