高考物理一轮复习：原子结构 氢原子光谱

B 组 能力提升(20 分/15 分钟) 选择题(每题 5 分，共 20 分) 5. 氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 (D ) A. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 B. 原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小 C. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小 D. 原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大
3 A. 16A
7 B. 16A
11 C. 16A
13 D. 16A
解析 先计算铬原子的 n＝2 能级上的电子跃迁到 n＝1 能级上时应释放的 能量 ΔE＝E2－E1＝－A4＋A＝43A.n＝4 能级上的电子要电离所需的能量 E4 ＝116A，则 n＝4 能级上的电子得到 ΔE 的能量后，首先需要能量使之电离， 然后多余的能量以动能的形式存在，所以 Ek＝ΔE－E4＝1116A，选项 C 正确．
6. 原子从一个高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如
在某种条件下，铬原子的 n＝2 能级上的电子跃迁到 n＝1 能级上时并不发
射光子，而是将相应的能量转交给 n＝4 能级上的电子，使之能脱离原子， 这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子．已
知铬原子的能级公式可简化表示为 En＝－nA2，式中 n＝1，2，3，…表示不 同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( C )
锁定高考 第十二章 物 理 波粒二象性 原子物理
第Fra Baidu bibliotek讲
原子结构 氢原子光谱
A 组 夯实基础(20 分/10 分钟) 选择题(每题 5 分，共 20 分) 1. 卢瑟福 α 粒子散射实验的结果( C ) A. 证明了质子的存在 B. 证明了原子核是由质子和中子组成的 C. 证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D. 说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动
解析 本题考查的是 α 粒子散射实验对人类认识原子结构的贡献．α 粒子散射实验发现，原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的 核，它并不能证明原子核是由质子和中子组成的，故本题答案为 C.
2. 一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过 程中( B ) A. 可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线 B. 可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线 C. 只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线 D. 只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线
4. (2018·湖北七市联考)(多选)氢原子的能级图如图所示，大量处于 n＝5 激 发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出 10 种不同频率的光子．其 中莱曼系是指氢原子由高能级向 n＝1 能级跃迁时释放的光子，则( AB )
A. 10 种光子中波长最短的是从 n＝5 激发态跃迁到基态时产生的 B. 10 种光子中有 4 种属于莱曼系 C. 使 n＝5 能级的氢原子电离至少要 0.85 eV 的能量 D. 从 n＝2 能级跃迁到基态释放光子的能量等于从 n＝3 能级跃迁到 n＝2 能级释放光子的能量
解析 Ea＝E4－E3＝0.66 eV，Eb＝E3－E2＝1.89 eV，Ea<Eb，A 错误；根 据 E＝hν 可得 ν＝Eh，因为 Ea<Eb，所以 νa<νb，B 错误；根据 λ＝cν，νa<νb， 可得 λa>λb，C 正确；在真空中光子的传播速度相同，均是 3×108 m/s，D 错误．
解析 根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核较远的轨道上运动能量较 大，必须吸收一定能量的光子后，电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核 较远的轨道上，故 B 错误；氢原子核外电子绕核做圆周运动，由原子核对 电子的库仑力提供向心力，即 ker22＝mvr2，又 Ek＝12mv2，所以 Ek＝k2er2.由此 式可知电子离核越远，即 r 越大时，电子的动能越小，A、C 错误；r 变大 时，库仑力对核外电子做负功，因此原子的电势能增大，从而判断 D 正确．
解析 从 n＝5 激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大、频率最大， 所以波长最短，A 正确；由题意知，从 n＝5、4、3、2 激发态跃迁到 n＝1 时发出的 4 种光子属于莱曼系，B 正确；由题图知，n＝5 能级的电离能为 0.54 eV，C 错误；从 n＝2 能级跃迁到基态释放光子的能量大于从 n＝3 能 级跃迁到 n＝2 能级释放光子的能量，D 错误．
解析 能级跃迁时辐射光子的能量 E＝hν＝hcλ，由上式可知光子波长 越长，光子频率越低、能量越小，光谱线对应的能级差越小，选项 A 正确； 同一介质对频率最低的 Hα 折射率最小，选项 B 选项；Hα 的波长最短，频 率最高，对同一介质的折射率最大，由 n＝vc可得在介质中的传播速度最小， 选项 C 错误；Hβ 波长大于 Hγ，故 Hβ 的频率小于 Hγ 的频率，故用 Hγ 照射 某金属发生光电效应时，用 Hβ 照射不一定能发生光电效应，选项 D 错误．
解析 处于较高能级的电子可以向较低的激发态跃迁，能量减小，原 子要发出光子，由于放出光子的能量满足 hν＝Em－En，激发态不稳定可能 继续向更低的激发态和基态跃迁，所以原子要发出一系列频率的光子，A、 C、D 错误，B 正确．
3. 如图所示，是氢原子四个能级的示意图．当氢原子从 n＝4 的能级跃迁 到 n＝3 的能级时，辐射出光子 a.当氢原子从 n＝3 的能级跃迁到 n＝2 的 能级时，辐射出光子 b.则以下判断正确的是( C ) A. 光子 a 的能量大于光子 b 的能量 B. 光子 a 的频率大于光子 b 的频率 C. 光子 a 的波长大于光子 b 的波长 D. 在真空中光子 a 的传播速度大于光子 b 的传播速度
7. (2018·天津理综)氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线 Hα、Hβ、Hγ 和 Hδ，都是氢原子中电子从量子数 n>2 的能级跃迁到 n＝2 的能级时发出的 光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定( A ) A. Hα 对应的前后能级之差最小 B. 同一介质对 Hα 的折射率最大 C. 同一介质中 Hδ 的传播速率最大 D. 用 Hγ 照射某一金属能发生光电效应，则 Hβ 也一定能