課時跟蹤檢測（十四）  原子的結(jié)構(gòu)A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是(　　)A．電子的發(fā)現(xiàn)　　　　　　 B．中子的發(fā)現(xiàn)C．α粒子散射實驗  D．光電效應(yīng)實驗解析：選C　盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C正確，A、B、D錯誤。2．在氫原子光譜中，電子從較高能級躍遷到n＝2能級發(fā)出的譜線屬于巴耳末系。若一群氫原子自發(fā)躍遷時發(fā)出的譜線中只有兩條屬于巴耳末系，則這群氫原子自發(fā)躍遷時最多可能發(fā)出不同頻率的譜線的條數(shù)是(　　)A．2  B．5C．4  D．6解析：選D　氫原子光譜中只有兩條屬于巴耳末系，即是從n＝3，n＝4軌道躍遷到n＝2軌道，故電子的較高能級應(yīng)該是在n＝4的能級上。然后從n＝4向n＝3，n＝2，n＝1躍遷，從n＝3向n＝2，n＝1，從n＝2向n＝1躍遷，故這群氫原子自發(fā)躍遷時最多能發(fā)出C42＝6條不同頻率的譜線。3．(多選)我國的北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用了我國自主研制的高精度銣原子鐘和氫原子鐘，該系統(tǒng)全球定位精度已達到10米，亞太地區(qū)定位精度達到5米，它的速度精度為0.2米/秒，計時精度為20納秒。原子鐘是利用原子躍遷時吸收和釋放的電磁波來計時的。根據(jù)玻爾理論，以下說法正確的是(　　)A．原子核外電子的運動軌道可能是連續(xù)的B．原子穩(wěn)定的能量狀態(tài)是不連續(xù)的C．當原子從一個定態(tài)躍遷至另一個定態(tài)時，便會吸收或釋放電磁波，并且吸收或釋放的電磁波的頻率取決于兩個定態(tài)對應(yīng)的能級差D．不同元素的原子具有不同的特征譜線解析：選BCD　根據(jù)玻爾理論知，電子的軌道半徑是量子化的，半徑是一系列不連續(xù)的特定值，故A錯誤；根據(jù)玻爾理論，原子的能量狀態(tài)不可能是連續(xù)的，故B正確；原子從高能級躍遷到低能級一定會輻射出一定頻率的光子，原子吸收了一定頻率的光子后能從低能級躍遷到高能級，并且吸收或釋放的電磁波的頻率取決于兩個定態(tài)對應(yīng)的能級差，故C正確；不同元素的原子具有不同的特征譜線，故D正確。4.(多選)如圖所示給出了氫原子的6種可能的躍遷，則它們發(fā)出(　　)A．a的波長最長B．c的波長最長C．f比d光子能量大D．a的頻率最小解析：選ACD　能級差越大，對應(yīng)的光子的能量越大，頻率越大，波長越小。故A、C、D正確，B錯誤。5．(多選)氫原子在某三個相鄰能級之間躍遷時，可能發(fā)出三種不同波長的輻射光。已知其中的兩個波長分別為λ1和λ2，且λ1>λ2，則另一個波長可能是(　　)A．λ1＋λ2  B．λ1－λ2C.  D.解析：選CD　由題設(shè)條件可知，hν3＝hν1＋hν2或hν3＝hν2－hν1，即＝＋或＝－，由此可知選項C、D正確。6．氫原子的能級圖如圖所示，不同色光的光子能量如表所示。色光紅橙黃綠藍—靛紫光子能量范圍/eV1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10 一群處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)只有1條，其顏色為(　　)A．紅色  B．黃色C．綠色  D．藍—靛解析：選A　如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級，能夠發(fā)出10.2 eV的光子，不屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級，能夠發(fā)出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三種光子，只有1.89 eV屬于紅色可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級，能夠發(fā)出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六種光子，1.89 eV和2.55 eV屬于可見光，1.89 eV的光子為紅光，2.55 eV的光子為藍—靛。則由題意，由于一群處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)只有1條，則一定對應(yīng)著從第三能級到第二能級的躍遷，其可見光的顏色為紅光，故選A。     7.玻爾首先提出能級躍遷。如圖所示為氫原子的能級圖，現(xiàn)有大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷。下列說法正確的是(　　)A．這些氫原子總共可輻射出三種不同頻率的光子B．氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2能級產(chǎn)生的光頻率最大C．氫原子由n＝3能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的光波長最長D．這些氫原子躍遷時輻射出光子能量的最大值為10.2 eV解析：選A　大量處于n＝3能級的氫原子向低能級躍遷時，根據(jù)C32＝3知，這些氫原子可能輻射出三種不同頻率的光子，故A正確；氫原子由n＝3向n＝1能級躍遷時輻射的光子能量最大，頻率最大，波長最短，最大能量為13.6 eV－1.51 eV＝12.09 eV，故B、C、D錯誤。8.如圖所示是氫原子的能級圖，一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時能輻射出多少種頻率不同的光子？從n＝4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，放出光子的能量多大？  解析：氫原子能級躍遷如圖所示。從圖中可以看出能輻射出6種頻率不同的光子，它們分別是n＝4→n＝3，n＝4→n＝2，n＝4→n＝1，n＝3→n＝2，n＝3→n＝1，n＝2→n＝1。從n＝4能級的躍遷到基態(tài)輻射光子能量ΔE＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV。答案：6種　12.75 eV B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9．根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級公式為En＝(n為能級量子數(shù)，A為基態(tài)能量)，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，在此過程中(　　)A．氫原子輻射一個能量為的光子B．氫原子輻射一個能量為－的光子C．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子的能量為D．氫原子輻射一系列頻率的光子，其中頻率最大的光子的能量為－解析：選B　根據(jù)玻爾理論，一個氫原子中的電子從n＝4的能級直接躍遷到基態(tài)，輻射一個光子，其能量為ΔE＝E4－E1＝－＝－，選項B正確，A、C、D錯誤。10．(多選)氫原子能級圖如圖所示，當氫原子從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時，輻射光子的波長為λ，下列判斷正確的是(　　)A．氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長大于λB．一個處于n＝4的能級上的氫原子向低能級躍遷時最多放出6種光子C．用能量為1.0 eV的光子照射處于n＝4能級的氫原子，可以使氫原子電離D．用能量為11.0 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，可能使氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)解析：選CD　從n＝3躍遷到n＝2的能級，能級差為E3－E2＝1.89 eV，從n＝2躍遷到n＝1的能級，能級差為E2－E1＝10.2 eV，根據(jù)Em－En＝hν＝h知，氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級時輻射光的波長小于λ，故A錯誤；一個處于n＝4的能級上的氫原子向低能級躍遷時最多放出3種光子，故B錯誤；處于n＝4能級上的氫原子能級為－0.85 eV，當吸收的能量大于等于0.85 eV的能量，就會被電離，故C正確；用能量為11.0 eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，基態(tài)的氫原子吸收的能量可以等于10.2 eV，可以使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n＝2能級，故D正確。11．人們在研究原子結(jié)構(gòu)時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，它們的模型示意圖如圖所示。下列說法中正確的是(　　)A．α粒子散射實驗與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)B．科學(xué)家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型C．科學(xué)家通過α粒子散射實驗否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了棗糕模型D．科學(xué)家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型解析：選B　α粒子散射實驗與核式結(jié)構(gòu)模型的建立有關(guān)，通過該實驗，否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型，故B正確。12．氫原子基態(tài)能量E1＝－13.6 eV，電子繞核做圓周運動的半徑r1＝0.53×10－10 m。求氫原子處于n＝4激發(fā)態(tài)時：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；(2)電子在n＝4軌道上運動的動能；(已知能量關(guān)系En＝E1，半徑關(guān)系rn＝n2r1，k＝9.0×109 N·m2/C2，e＝1.6×10－19 C)(3)若要使處于n＝2軌道上的氫原子電離，至少要用頻率為多大的電磁波照射氫原子？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)解析：(1)由En＝E1得，E4＝＝－0.85 eV。(2)由rn＝n2r1，得r4＝16r1，由圓周運動知識得k＝m，所以Ek4＝mv2＝＝ eV＝0.85 eV。(3)要使處于n＝2軌道的氫原子電離，照射光的光子能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠處，最小頻率的電磁波的光子能量應(yīng)為hν＝0－，得ν＝8.21×1014 Hz。答案：(1)－0.85 eV　(2)0.85 eV　(3)8.21×1014 Hz

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第一節(jié) 原子的結(jié)構(gòu)

版本： 粵教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第三冊

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