2019届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升第十二章波粒二象性原子结构原子核第2讲原子结构氢原子光谱

2019届高三物理一轮复习跟踪演练强化提升第十二章波粒二象性原子结构原子核第2讲原子结构氢原子光谱 【课堂达标】 1.(多选)(2017·武汉模拟)已知氢原子处于激发态的能量En=,式中E1为基态的能量,E1=-13.6eV。对于处于n=4激发态的一群氢原子来说,可能发生的辐射 是　(　　) A.能够发出五种能量不同的光子 B.能够发出六种能量不同的光子 C.发出的光子的最大能量是12.75 eV,最小能量是0.66 eV D.发出的光子的最大能量是13.6 eV,最小能量是0.85 eV 【解析】选B、C。根据=6知,一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁,能产生6种不同频率的光子,故A错误,B正确。由第4能级向第3能级跃迁时辐射的光子能量最小,即为ΔE=E4-E3=(-+)eV=0.66eV,最大能量是从n=4的激发态跃迁到基态,即为ΔE′=(-+13.6)eV=12.75eV,故C正确,D错误。 2.用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线,且ν3>ν2>ν1,则　导学号42722262(　　) A.ν0<ν1　　　　 　B.ν3=ν2+ν1 C.ν0=ν1+ν2+ν3 D.=+ 【解析】选B。大量氢原子跃迁时只有三个频率的谱线,这说明是从n=3能级向低能级跃迁。n=3能级向n=1能级跃迁时,hν3=E3-E1;n=2能级向n=1能级跃迁时,hν2=E2-E1;n=3能级向n=2能级跃迁时,hν1=E3-E2;将以上三式变形可得 hν3=hν2+hν1;解得ν3=ν2+ν1,所以B正确;再根据氢原子理论可知,入射光频率ν0=ν3,所以A、C错误。 3.(多选)(2017·沧州模拟)对于巴耳末公式=R(-)的理解,下列说法正确的是　(　　) A.此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的 B.此公式中n可以取任意值,所以氢原子光谱是连续的 C.此公式中n只能取整数,故氢原子光谱是线状谱 D.此公式不但适用于氢原子光谱,还适用于其他原子光谱 【解析】选A、C。当巴耳末在研究氢光谱特征时发现的巴耳末公式,公式=R(-)的n只能取整数,因此得到氢原子光谱是线状谱,只能适用于氢原子光谱,故A、C正确,B、D错误。 【金榜创新预测】 4.(多选)如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子, 则　(　　) A.氢原子跃迁可释放6种不同频率的光子,有2种属于巴耳末系 B.所有释放的光子中波长最长的是从n=4激发态跃迁到基态时产生的 C.所有释放的光子中,从n=4能级跃迁到n=1能级释放的光子康普顿效应最明显 D.若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应 【解析】选A、C。=6种,巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,可以从n=4跃迁到n=2,也可以从n=3跃迁到n=2,可知产生的6种光子中有2种属于巴尔末系,故A正确;从n=4跃迁到基态时,辐射的光子能量最大,波长最短,故B错误;在6种光子中,从n=4跃迁到n=1能级,辐射光子能量最大,康普顿效应最明显,故C正确;从n=3跃迁到n=2能级释放的光子能量小于从n=2能级跃迁到基态释放的光子能量,可知从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应时,从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子不一定能使该板发生光电效应,故D错误。 5.如图是氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为En=,其中n=2,3,4…。1885年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式示,这个公式写作=R(-)(n=3,4,5…),式中R叫作里德伯常量,这个公式称为巴尔末公式。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为　(　　) A.-　　　B.　　　C.-　　　D. 【解析】选C。若n>2,由n→2跃迁,释放光子,则-=hν,因为ν=,则E1(-)=h, 由h=hcR(-),得-E1=hcR, 解得里德伯常量R=-。 6.根据玻尔理论,处于激发态的氢原子向下跃迁时会释放光子,若已知氢原子由能级n=2向能级n=1跃迁时,释放的光子波长为λ1;氢原子由能级n=3向能级n=2跃迁时,释放的光子波长为λ2,则由基态n=1能级跃迁到n=3能级需要吸收光子的波长为　(　　) 导学号42722263 A.λ1+λ2　　　　　　 B.λ1λ2 C. D. 【解析】选D。氢原子由能级n=2向能级n=1跃迁时,释放的光子波长为λ1;根据玻尔理论有:E2-E1=h;氢原子由能级n=3向能级n=2跃迁时,释放的光子波长为λ2,根据玻尔理论有:E3-E2=h;氢原子由能级n=3向能级n=1跃迁时,设释放的光子波长为λ3,根据玻尔理论有:E3-E1=h,联立以上三式解得:λ3=。