第四章第4节氢原子光谱和玻尔的原子模型基础过关练

第四章 第4节　氢原子光谱和玻尔的原子模型 基础过关练
一、单选题
1．1885年瑞士的中学教师巴耳末发现，氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式：，n为大于2的整数，R为里德伯常量．1913年，丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发，同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型，提出了自己的原子理论．根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：，m与n都是正整数，且n > m．当m取定一个数值时，不同数值的n得出的谱线属于同一个线系．如：m=1，n=2、3、4、…组成的线系叫赖曼系；m=2，n=3、4、5、…组成的线系叫巴耳末系；m=3，n=4、5、6、…组成的线系叫帕邢系；m=4，n=5、6、7、…组成的线系叫布喇开系；m=5，n=6、7、8、…组成的线系叫逢德系．以上线系只有一个在紫外光区，这个线系是
A．赖曼系 B．帕邢系 C．布喇开系 D．逢德系
2．氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是（ ）
A．原子的能量减少
B．原子的能量不变
C．核外电子受力变小
D．氢原子要吸收一定频率的光子
3．下列说法正确的是（　　）
A．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前一定增加
B．稀薄气体发出的辉光经分光镜分析得到线状谱说明原子的能量是量子化的
C．α粒子轰击金箔发生散射现象说明原子核存在复杂的内部结构
D．当放射性物质的温度升高后，其半衰期会变小
4．关于阴极射线，下列说法正确的是（　　）
A．阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象
B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流
C．阴极射线管中的高电压是为了使电子加速
D．阴极射线管中的高电压是为了使电子偏转，使实验现象更明显
5．下列说法正确的是（ ）
A．所有氢原子光谱的波长都可以有巴耳末公式求出
B．根据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线就可以有无数条
C．巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分
D．氢原子光谱是线状谱一个例证
6．20世纪初，丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难，提出自己的原子结构假说。下列关尔原子理论的说法错误的是（　　）
A．第一次将量子观念引入原子领域
B．新第一次提出了原子能级的概念
C．把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动是该理论的成功之处
D．无法解释大多数原子光谱的实验规律
7．下列叙述中符合物理学史的有（　　）
A．汤姆生通过研究阴极射线实验发现了电子和质子的存在
B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的
C．牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把得到的彩色光带叫做光谱
D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说
8．以下有关近代物理内容的叙述正确的是
A．光电效应现象证明了光具有波动性
B．光电效应产生的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．根据玻尔理论氢原子由高能级跃迁到低能级时释放核能
D．比结合能小的原子核反应生成比结合能大的原子核时释放核能
9．下列说法不正确的是（ ）
A．密立根通过对阴极射线研究发现了电子
B．卢瑟福通过粒子散射实验的研究发现了原子的核式结构
C．普朗克在研究黑体辐射问题提出了能量子假说
D．玻尔的理论假设之一是原子能量的量子化
10．对原子和原子核的认识，下列说法正确的是（　　）
A．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
B．核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的
C．某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光
D．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
11．关于光谱和光谱分析的说法，正确的是
A．太阳光谱和白炽灯光谱都是发射光谱
B．冶炼时的炼钢炉流出的铁水的光谱是线状谱
C．光谱都可以用于物质成分的分析
D．分析恒星的光谱，可以确定该恒星大气中的化学成分
12．红外线、X射线、γ射线、紫外线中，波动现象最明显的是（ ）
A．红外线 B．X射线 C．γ射线 D．紫外线
二、多选题
13．在光电效应实验中，先用光强较强的黄光照射光电管，发生光电效应，现在改用光强较弱的紫光照射光电管，下列叙述正确的是（　　）
A．光电子的最大初动能变大 B．不发生光电效应
C．饱和电流一定变小 D．遏止电压变大
14．下列说法正确的是( )
A．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子
B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型并认为氢原子的能级是分立的
C．玻尔第一次把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子的核式结构模型
15．关于光谱，下列说法正确的是
A．发射光谱一定是连续谱
B．利用线状谱可以鉴别物质和确定物质的组成成分
C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的
D．太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元索
16．光子的发射和吸收过程是（　　）
A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差
B．原子不能从低能级向高能级跃迁
C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，电子的电势能增加
D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差
三、解答题
17．氢原子光谱在巴耳末系中最长波长的光子能量是多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
与可见光相比，紫外线的频率高，能量高，即题目列出的线系中能量最高的即为紫外光区．而根据频率，即波长最短的为紫外光区．根据
可得即最大的波长最短，频率最高能量最大即紫外线区．根据已知条件可得赖曼系的能量最高为紫外光区．选项A正确，BCD错误。
故选A。
2．A
【解析】
【详解】
ABC．氢原子核外电子从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道过程中，能级减小，总能量减小，根据
F=
知轨道半径减小，则核外电子受力变大，故A正确，BC错误；
D．从距核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道过程中，总能量减小，要放出一定频率的光子，故D错误。
故选A。
3．B
【解析】
【详解】
A. 两个轻核结合成质量较大的核，释放大量能量，根据质能方程可得总质量较聚变前减小，故A错误；
B. 稀薄气体发出的辉光经分光镜分析得到线状谱说明原子的能量是量子化的，故B正确；
C. α粒子轰击金箔发生散射现象说明原子内部非常空旷，带正电的部分体积很小，但集中几乎全部质量，故C错误；
D. 半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定的，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关，故D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．阴极射线是在真空管内由负极放出的高速电子流，选项AB错误。
CD．阴极射线管中的高电压是为了使电子加速，选项C正确，D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A.巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，故A错误；
B. 氢原子的谱系有好几个，巴耳末系仅是可见光区中的一个，仅四条谱线，故B错误；
C. 巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，故C正确。
D. 氢原子光谱是线状谱的一个例证，故D正确；
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，电子在不同的轨道上具有不同的能量、所以原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作能级，提出了定态和跃迁的概念，故AB正确，不符合题意；
C．尔原子理论的不足之处在于保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动，实际上，根据量子力学，原子中电子的坐标没有确定的值，故C错误，符合题意；
D．玻尔原子理论成功地解释原子光谱的实验规律，但对于稍微复杂一点的原子如氦原子，玻尔理论就无法解释它的光谱现象，故D正确，不符合题意；
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
A．汤姆生通过研究阴极射线实验发现了电子的存在，没有发现质子，选项A错误；
B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，提出原子核式结构学说，选项B错误；
C．牛顿发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把得到的彩色光带叫做光谱，选项C正确；
D．玻尔提出的原子模型，没有否定卢瑟福的原子核式结构学说，选项D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
光电效应现象证明了光具有粒子性，故A错误．根据光电效应方程知，知光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系．故B错误．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，即能量，而这个能量不是核能，故C错误；比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，释放核能．故D正确．
【点睛】光电效应说明光具有粒子性，根据光电效应方程分析光电子的最大初动能与入射光的频率的关系，当原子核发生变化时才会释放出核能．
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，而密立根测出了电子电量，A错误，符合题意；
B．卢瑟福通过粒子散射实验的研究发现了原子的核式结构，B正确，不符合题意；
C．普朗克在研究黑体辐射问题提出了能量子假说，认为能量是一份份的，C正确，不符合题意；
D．玻尔的理论假设之一包括：轨道半径的量子化和原子能量的量子化，D正确，不符合题意。
故选A。
10．C
【解析】
【详解】
A．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生种不同频率的光子，A项错误；
B．核衰变时放出的射线中有射线，射线是电磁波，不带电，B项错误；
C．某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光，C项正确；
D．原子比结合能越大，原子核越稳定，核子越多的原子核不一定稳定，D项错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
A.太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱和铁水的光谱都是连续谱，故A错误；
B. 炽热的铁水的光谱是连续谱，故B错误；
C. 线状谱、吸收光谱的暗线和亮线都与某一元素对应，可用于分析物质的成分，连续谱不能用于光谱分析，故C错误；
D.分析恒星光谱中的暗线，与已知元素的特征光谱相比较，可以分析恒星大气中含有的化学成分，故D正确。
12．A
【解析】
【详解】
波长越长，波动现象越明显，在红外线、X射线、γ射线、紫外线中，红外线波长最长，因此其波动现象最明显，故A正确，BCD错误；故选A．
【点睛】电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，再结合波长越长的，波动现象越明显．
13．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
ABD．紫光的频率大于黄光频率，根据光电效应可知，改用紫光照射，可以发生光电效应，有
可知，光电子的最大初动能变大，遏止电压变大，故AD正确，B错误；
C．饱和电流与光照强度有关，改用较弱的紫光照射，可知，一定变小，故C正确。
故选ACD。
14．AC
【解析】
【详解】
A．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，选项A正确；
B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，波尔认为氢原子的能级是分立的，选项B错误；
C．玻尔第一次把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，选项C正确；
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项D错误；
故选AC.
15．BC
【解析】
【详解】
A.发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，故A错误；
BC.各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光谱线来确定和鉴别物质，对此称为光谱分析，故BC正确；
D.太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素，故D错误。
故选BC。
点晴：原子的发射光谱都是线状谱，也叫特征谱线，各种不同的原子的光谱各不相同，是因原子中电子结合不同．因此可通过原子发光来确定物质的组成．
16．CD
【解析】
【详解】
A．原子从基态跃迁到激发态要吸收光子，吸收的光子的能量等于原子在初、末两个能级的能量差，故A错误；
B．原子吸收光子可能从低能级跃迁到高能级，故B错误；
C．原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，电子动能变小，电子的电势能增加，总能量增加，故C正确；
D．根据玻尔理论可知，原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值，故D正确。
故选CD。
17．3.06×10－19J
【解析】
【详解】
当n＝3时，对应的波长最长，代入巴耳末公式有
=1.10×107×
解得
λ1≈6.5×10－7 m
光子能量为
ε1=hν=h＝J=3.06×10－19 J
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