《【紅對(duì)勾】2014屆高三物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)42 原子結(jié)構(gòu)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【紅對(duì)勾】2014屆高三物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)42 原子結(jié)構(gòu)(7頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
課時(shí)作業(yè)42 原子結(jié)構(gòu)
時(shí)間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(8×8′=64′)
1.(2012·北京理綜)一個(gè)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,能量增加 D.吸收光子,能量減少
解析:由玻爾原子模型、躍遷的特點(diǎn),由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷過程中能量減少,減少的能量以光子形式放出,選項(xiàng)B正確.
答案:B
2.(2012·江蘇高考)如右圖所示是某原子的能級(jí)圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光.在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是( )
2、
解析:由En=、h=ΔE及能級(jí)躍遷圖可得a光的波長最短,b光的波長最長,選項(xiàng)C正確.
答案:C
3.根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,右圖中虛線表示原子核所形成的電場的等勢線,實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,在α粒子從a 運(yùn)動(dòng)到b,再運(yùn)動(dòng)到c的過程中.下列說法中正確的是( )
A.動(dòng)能先增大,后減小
B.電勢能先減小,后增大
C.電場力先做負(fù)功,后做正功,總功等于零
D.加速度先變小,后變大
解析:α粒子從a到b,受排斥力作用,電場力做負(fù)動(dòng),動(dòng)能減少,電勢能增大;α粒子從b再運(yùn)動(dòng)到c,電場力做正功.動(dòng)能增加,電勢能減少;到達(dá)c點(diǎn)時(shí),由于a、c在同一等勢面上
3、,所以從a到c,總功為零.故A、B錯(cuò),C對(duì).α粒子從a到b,場強(qiáng)增大,加速度增大;從b到c,場強(qiáng)減小,加速度減?。蔇錯(cuò).
答案:C
4.氫原子輻射出一個(gè)光子后,則( )
A.電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大 B.電子的動(dòng)能增大
C.氫原子的電勢能增大 D.原子的能級(jí)值增大
解析:由玻爾理論可知,氫原子輻射光子后,應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道,在此躍遷過程中,電場力對(duì)電子做了正功,因而電勢能應(yīng)減?。碛山?jīng)典電磁理論知,電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即為氫核對(duì)電子的庫侖力:k=m,所以Ek=mv2=.可見,電子運(yùn)動(dòng)半徑越小,其動(dòng)能越大.再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,氫原子放出光子
4、,輻射出一定的能量,所以原子的總能量減小.綜上討論,可知該題只有答案B正確.
答案:B
5.如圖所示,是氫原子四個(gè)能級(jí)的示意圖.當(dāng)氫原子從n=4的能級(jí)躍遷到n=3的能級(jí)時(shí),輻射出光子a.當(dāng)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí),輻射出光子b.則以下判斷正確的是( )
A.光子a的能量大于光子b的能量
B.光子a的頻率大于光子b的頻率
C.光子a的波長大于光子b的波長
D.在真空中光子a的傳播速度大于光子b的傳播速度
解析:參照提供的能級(jí)圖,容易求得b光子的能量大,E=hν,所以b光子頻率高、波長小,所有光子在真空中速度都是相同的,正確答案是C.該題考查光的本性問題,涉及到
5、能級(jí)的基本規(guī)律.
答案:C
6.氫原子從n=3激發(fā)態(tài)向低能級(jí)狀態(tài)躍遷可能放出的光子中,只有一種光子不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng),則下列說法正確的是( )
A.不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是從n=3激發(fā)態(tài)直接躍遷到基態(tài)時(shí)放出的
B.不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)的光子一定是從n=3激發(fā)態(tài)直接躍遷到n=2激發(fā)態(tài)時(shí)放出的
C.從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到n=3激發(fā)態(tài),所放出的光子一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)
D.從n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài),所放出的光子一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng)
解析:氫原子從n=3激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷時(shí),各能級(jí)差為:E3→2=-1.51 eV-(-3.4) eV=1.89 eV,
6、E3→1=-1.51 eV-(-13.6) eV=12.09 eV,E2→1=-3.4 eV-(-13.6) eV=10.2 eV,故3→2能級(jí)差最低,據(jù)E=hν可知此時(shí)輻射的頻率最低,因此一定不能使金屬A產(chǎn)生光電效應(yīng),E4→3=0.66 eV,故一定不能使A發(fā)生光電效應(yīng).
答案:BC
7.紫外線照射一些物質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生熒光效應(yīng),即物質(zhì)發(fā)出可見光,這些物質(zhì)中的原子先后發(fā)生兩次躍遷,其能量變化分別為ΔE1和ΔE2,下列關(guān)于原子這兩次躍遷的說法中正確的是( )
A.兩次均向高能級(jí)躍遷,且|ΔE1|>|ΔE2|
B.兩次均向低能級(jí)躍遷,且|ΔE1|<|ΔE2|
C.先向高能級(jí)躍遷,再向低能
7、級(jí)躍遷,且|ΔE1|<|ΔE2|
D.先向高能級(jí)躍遷,再向低能級(jí)躍遷,且|ΔE1|>|ΔE2|
解析:原子吸收紫外線,使原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷,吸收ΔE1,再由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,放出可見光,紫外線光子能量大于可見光,故ΔE1>ΔE2,D正確.
答案:D
8.(2010·重慶高考)氫原子部分能級(jí)的示意圖如圖所示.不同色光的光子能量如下表所示.( )
色光
紅
橙
黃
綠
藍(lán)—靛
紫
光子能量范圍(eV)
1.61~
2.00
2.00~
2.07
2.07~
2.14
2.14~
2.53
2.53~
2.76
2.76~
3.10
8、
處于某激發(fā)態(tài)的氫原子,發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條,其顏色分別為( )
A.紅、藍(lán)—靛 B.黃、綠
C.紅、紫 D.藍(lán)—靛、紫
解析:由能級(jí)圖可知,只有原子從n=4能級(jí)向n=2能級(jí)以及從n=3能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)射光子的能量符合題目要求,兩種光子對(duì)應(yīng)的能量分別為2.55 eV和1.89 eV,分別為藍(lán)—靛光和紅光,選項(xiàng)A正確.
答案:A
二、計(jì)算題(3×12′=36′)
9.如右圖所示,氫原子從n>2的某一能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),輻射出能量為2.55 eV的光子.問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量,才能使它輻射上述能量的光子?請(qǐng)?jiān)趫D中畫出獲得該
9、能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖.
解析:氫原子從n>2的某一能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),滿足:
hν=En-E2=2.55 eV
En=hν+E2=-0.85 eV,所以n=4
基態(tài)氫原子要躍遷到n=4的能級(jí),應(yīng)提供:
ΔE=E4-E1=12.75 eV.躍遷圖如下圖.
答案:12.75 eV 見解析圖
10.一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級(jí)狀態(tài),氫原子的能級(jí)的示意圖如圖所示,則:
(1)氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子?
(2)氫原子由量子數(shù)n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射光子的能量是多少電子伏?
(3)用(2)中的光子照射下列中幾種金屬,哪些金屬能發(fā)生光電效應(yīng)?發(fā)生光
10、電效應(yīng)時(shí),發(fā)射光電子的能量最大初動(dòng)能是多大?
幾種金屬的逸出功W
金屬
銫
鈣
鎂
鈦
逸出功W/eV
1.9
2.7
3.7
4.1
解析:(1)可能發(fā)射的光譜線條數(shù)與發(fā)射的頻率相對(duì)應(yīng),因此有N=可得n=4時(shí)發(fā)射的光子頻率最多為N==6種.
(2)由玻爾的躍遷理論可得光子的能量
E=E4-E2=[(-0.85)-(-3.40)] eV=2.55 eV.
(3)E只大于銫的逸出功,故光子只有照射到銫金屬上時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng).根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可得光電子的最大初動(dòng)能為Ekm=E-W,代入數(shù)據(jù)解得Ekm=0.65 eV(或1.1×10-19J).
答案:(
11、1)6種 (2)2.55 eV (3)銫 0.65 eV(或1.1×10-19J)
11.氫原子處于基態(tài)時(shí),原子能量E1=-13.6 eV,已知電子電量e=1.6×10-19C,電子質(zhì)量m=0.91×10-30kg,氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1=0.53×10-10m.
(1)若要使處于n=2的氫原子電離,至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子?
(2)氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流,則氫原子處于n=2的定態(tài)時(shí),核外電子運(yùn)動(dòng)的等效電流多大?
(3)若已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz,今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉,試通過計(jì)算說明有幾條譜線
12、可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)?
解析:(1)要使處于n=2的氫原子電離,照射光光子的能量應(yīng)能使電子從第2能級(jí)躍遷到無限遠(yuǎn)處,最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為hν=0-
得ν=8.21×1014Hz.
(2)氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),庫侖力作向心力,有
= ①
其中r2=4r1,根據(jù)電流的定義I= ②
由①②得I=?、?
將數(shù)據(jù)代入③得I=1.3×10-4A.
(3)由于鈉的極限頻率為6.00×1014Hz,則使鈉發(fā)生光電效應(yīng)的光子的能量至少為
E0=hν=eV=2.486 eV
一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光子,要使鈉發(fā)生光電效應(yīng),應(yīng)使躍遷時(shí)兩能級(jí)的差ΔE≥E0,所以在六條光譜線中有E41、E31、E21、E42四條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng).
答案:(1)8.21×1014Hz (2)1.3×10-4A (3)四條
7