高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)考點(diǎn)十五原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性原子核第111練原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

第111練　原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性　（時(shí)間　20分鐘）選擇題1．He＋、Li2＋等離子具有與氫原子類似的原子結(jié)構(gòu)模型，又稱為“類氫離子”．He＋從能級(jí)N躍遷到能級(jí)M，釋放頻率為ν1的光子，從能級(jí)P躍遷到能級(jí)M，吸收頻率為ν2的光子，且ν1>ν2.則它從能級(jí)N躍遷到能級(jí)P時(shí)(　　)A．吸收頻率為ν1＋ν2的光子B．釋放頻率為ν1＋ν2的光子C．吸收頻率為ν1－ν2的光子D．釋放頻率為ν1－ν2的光子2．氫原子能級(jí)示意圖如圖所示，現(xiàn)有大量氫原子處于n＝3能級(jí)，下列說法正確的是(　　)A．這些氫原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)需吸收12.09 eV的能量C．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)輻射出0.66 eV的能量D．n＝3能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收1.51 eV的能量3．[2020·北京卷]氫原子能級(jí)示意如圖．現(xiàn)有大量氫原子處于n＝3能級(jí)上，下列說法正確的是(　　)A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)比躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子頻率低C．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)需吸收0.66 eV的能量D．n＝3能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收13.6 eV的能量4．(多選)[2022·江西南昌測(cè)試]如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群處于n＝4能級(jí)的氫原子，在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外輻射光子，用這些光照射逸出功為1.90 eV的金屬銫，下列說法正確的是(　　)A．這群氫原子最多能發(fā)出6種不同頻率的光，其中從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)B．這群氫原子發(fā)出的光子均能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)C．金屬銫表面逸出的光電子最大初動(dòng)能一定小于12.75 eVD．金屬銫表面所逸出的光電子的初動(dòng)能最大值為10.19 eV5．[2021·浙江杭州測(cè)試]如圖是氫原子的能級(jí)圖，各能級(jí)能量關(guān)系為En＝，其中E1為基態(tài)能量，n為量子數(shù)．當(dāng)氫原子從n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)時(shí)，釋放出的一個(gè)光子能量為E，下列說法正確的是(　　)A．一個(gè)處于n＝5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多能輻射出10種不同頻率的光子B．氫原子從n＝5能級(jí)向低能級(jí)躍遷，躍遷到n＝4能級(jí)時(shí)輻射的光波長(zhǎng)最短C．處于n＝3能級(jí)的氫原子躍遷到基態(tài)吸收光子的能量為12.5ED．某金屬的逸出功為E，用n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子照射該金屬，逸出光電子的最大初動(dòng)能為E6．(多選)[2022·湖北十一校聯(lián)考]一群處于n＝4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過程中能發(fā)出6種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，只能測(cè)得兩條電流隨電壓變化的圖像，如圖乙所示，已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示，則下列推斷正確的是(　　)A.圖乙中的a光是氫原子由n＝4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的B．圖乙中的b光光子能量為12.75 eVC．動(dòng)能為1 eV的電子能使處于n＝4能級(jí)的氫原子電離D．陰極金屬的逸出功可能為6.75 eV7．(多選)巴耳末系是指氫原子從n＝3，4，5，6，…能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光譜線系，如圖甲所示，因瑞士數(shù)學(xué)教師巴耳末于1885年總結(jié)出其波長(zhǎng)通項(xiàng)公式(巴耳末公式)而得名．圖乙中給出了巴耳末譜線對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，則下列說法正確的是(　　)A．Hα譜線對(duì)應(yīng)光子的能量大于Hβ譜線對(duì)應(yīng)光子的能量B．巴耳末系輻射的Hα、Hβ、Hγ、Hδ譜線均屬于可見光C．按玻爾原子模型，與Hα譜線對(duì)應(yīng)的躍遷是從n＝3能級(jí)到n＝2能級(jí)D．該譜線系的光照射極限頻率為10.95×1014 Hz的金屬鎢，能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象第111練　原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性1．答案：B解析：He＋從能級(jí)N躍遷到能級(jí)M，釋放頻率為ν1的光子，說明能級(jí)N的能量大于能級(jí)M的能量，且兩能級(jí)能量差為hν1，同理能級(jí)P的能量小于能級(jí)M的能量，且兩能級(jí)能量差為hν2，所以從能級(jí)N躍遷到能級(jí)P釋放光子，且光子的能量為h（ν1＋ν2），故B正確．2．答案：D解析：大量處于n＝3能級(jí)的氫原子躍遷到n＝1能級(jí)，最多可輻射出C＝3種不同頻率的光子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)能級(jí)示意圖可知從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射的光子能量為hν1＝－1.51 eV－（－13.6 eV）＝12.09 eV，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同理可知從n＝3能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)，需要吸收的能量為E＝－0.85 eV－（－1.51 eV）＝0.66 eV，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)能級(jí)示意圖可知?dú)湓犹幱?/span>n＝3能級(jí)的能量為－1.51 eV，故要使其電離至少需要吸收1.51 eV的能量，選項(xiàng)D正確．3．答案：C解析：這些原子躍遷過程中最多可輻射出C＝3種頻率的光子，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)比躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子能量大，輻射的光子頻率高，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從n＝3能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)需要吸收－0.85 eV－（－1.51 eV）＝0.66 eV的能量，故選項(xiàng)C正確；n＝3能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收1.51 eV的能量，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．答案：AC解析：一群處于n＝4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷的過程中最多能夠發(fā)出C＝6種不同頻率的光，其中從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)所發(fā)出的光子能量最大，頻率最高；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)所發(fā)出的光子能量最小，頻率最低，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，選項(xiàng)A正確．根據(jù)產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件可知，只有光子能量大于金屬銫逸出功的光子才能使金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)，而從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)所發(fā)出的光子能量只有（－0.85 eV）－（－1.51 eV）＝0.66 eV，從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)所發(fā)出的光子能量只有（－1.51 eV）－（－3.40 eV）＝1.89 eV，都小于金屬銫的逸出功，均不能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)所發(fā)出的光子能量最大，為E＝（－0.85 eV）－（－13.60 eV）＝12.75 eV，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程，可知金屬銫表面逸出的光電子最大初動(dòng)能Ek＝E－W0＝12.75 eV－1.90 eV＝10.85 eV，一定小于12.75 eV，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．5．答案：D解析：一個(gè)處于n＝5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)依次躍遷時(shí)，最多能輻射出4種不同頻率的光子，A項(xiàng)錯(cuò)誤．氫原子從n＝5能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，由于n＝5能級(jí)與n ＝4能級(jí)間的能量差最小，故對(duì)應(yīng)的光子的頻率最低，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤．由氫原子能級(jí)躍遷規(guī)律可知，氫原子由n＝3能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)，會(huì)輻射出光子，C項(xiàng)錯(cuò)誤．氫原子由n＝5能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)輻射出光子的能量E＝－；由n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子能量為－＝E1，由光電效應(yīng)方程可知照射逸出功為E的金屬產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能Ekm＝E1－E，解得Ekm＝E，D項(xiàng)正確．6．答案：BC解析：由題圖乙可知，圖中a光的遏止電壓小于b光的遏止電壓，由動(dòng)能定理得eUc＝Ek，故a光照射陰極K發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能小于b光照射陰極K發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能，結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，a光的光子能量（或頻率）小于b光的，結(jié)合原子能級(jí)知識(shí)可知，b光是氫原子由n＝4能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，a光是氫原子由n＝3能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；題圖乙中b光光子能量為Eb＝（－0.85 eV）－（－13.6 eV）＝12.75 eV，選項(xiàng)B正確；由于n＝4能級(jí)的氫原子的電離能為0.85 eV，所以動(dòng)能為1 eV的電子能使處于n＝4能級(jí)的氫原子電離，選項(xiàng)C正確；由于只有2種頻率的光使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，陰極金屬逸出功W0，有10.2 eV<W0<12.09 eV，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．答案：BC解析：由題圖乙可知，Hα譜線對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)大于Hβ譜線對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，根據(jù)光子能量與頻率成正比，與波長(zhǎng)成反比，可知Hα譜線對(duì)應(yīng)的光子的能量小于Hβ譜線對(duì)應(yīng)的光子的能量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)光子能量公式E＝，計(jì)算可得巴耳末系輻射Hα譜線光子的能量為Eα＝＝ J＝3×10－19 J＝1.89 eV，處在1.62 eV到3.11 eV之間，屬于可見光，同理可以計(jì)算出Hβ、Hγ、Hδ譜線光子能量均在1.62 eV到3.11 eV之間，均屬于可見光，選項(xiàng)B正確；按照玻爾原子模型，與Hα譜線對(duì)應(yīng)的躍遷是從n＝3能級(jí)到n＝2能級(jí)，選項(xiàng)C正確；極限頻率為10.95×1014 Hz的金屬鎢，其逸出功W＝hν＝6.63×10－34×10.95×1014 J＝7.26×10－19 J＝4.54 eV，大于3.40 eV，用該譜線系的光照射極限頻率為10.95×1014 Hz的金屬鎢，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

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