5.3量子论视野下的原子模型 基础巩固（Word版含答案）

5.3量子论视野下的原子模型基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是（　　）
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关
B．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
C．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
D．微波有很强的热效应，所以用微波炉加热食物
2．氢原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（　　）
A． B． C． D．
3．LED，英文 light emitting diode的简称，又称发光二极管．LED的心脏是一个半导体的晶片，它由两部分组成，一部分是P型半导体，里面拥有多余的带正电荷的空穴，另一端是N型半导体，里面拥有多余的电子．电流通过导线作用于这个晶片，自由电子在通过二极管时会陷入P型层中的空穴，这一过程中电子会从传导带向低轨道跃迁，因而电子会以光子的形式释放出能量．晶片材料的传导带与低轨道之间的能级差，决定光子的频率，当二极管由某些特定材料制成时，就能发出可见光光子．LED因其独特的构造，多数光子不会被半导体材料自身吸收，因而能向外释放大量的光子．根据以上信息，下列说法正确的是（ ）
A．白炽灯是通过加热灯丝发光的，LED灯也需要通过加热才能发光，它们工作时都会散发大量的热
B．传导带与低轨道之间的能级差越大，电子跃迁时辐射出光子的波长越长
C．普通硅二极管工作时不能产生可见光，而只会发出红外线，是由于该材料的传导带与低轨道之间的能级差太小
D．LED灯与普通灯泡一样，没有正负极
4．关于原子结构，下列说法错误的是( )
A．各种原子的发射光谱都是连续谱
B．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷
C．卢瑟福α粒子散射实验表明:原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动
D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型
5．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为（取时En=0），其中n=2，3，……。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为（　　）
A． B． C． D．
6．下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是（ ）
A．原子中的电子在某一定态时，电子做加速运动，向外辐射能量
B．原子中的电子运行轨道分布是连续的
C．一群氢原子从为n=3能级向n=1能级跃迁，最多能发出两种不同频率的光子
D．氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级吸收光子时，氢原子的能量增大
7．下列说法正确的是：
A．电子在核外绕核旋转，向心力为万有引力．
B．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子吸收光子，能量增加．
C．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．
D．光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大．
8．如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子，则下列判断正确的是（　　）
A．光子的能量大于光子的能量
B．光子的波长小于光子的波长
C．光子可能使处于能级的氢原子电离
D．若为可见光，则不可能为紫外线
9．如图为氢原子的能级示意图：a表示从能级n＝5到n＝3的跃迁；b表示从能级n＝4到n＝2的跃迁；c表示从能级n＝3到n＝1的跃迁。氢原子在（　　）
A．过程b发射的光频率最大，过程a发射的光波长最长
B．过程a发射的光频率最小，过程b发射的光波长最短
C．过程c发射的光频率最大，过程a发射的光波长最长
D．过程c发射的光频率最小，过程b发射的光波长最短
10．下图为氢原子能级的示意图．现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当同低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是（ ）
A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生
C．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的
D．用由n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应
11．如图为氢原子的能级图，现有一个处于能级的氢原子，则该氢原子（　　）
A．电离能为-13.6eV
B．可能发射出6种频率的光子
C．发射出的光子可能打出逸出功为2.22eV的金属钾中的电子
D．由能级跃迁到能级时发出的光子波长最短
12．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV，紫外线的光子能量大于可见光，下列说法正确的是（　　）
A．处于能级的氢原子只能吸收特定频率的紫外线。且不发生电离
B．大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，不可能发出可见光
C．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出4种不同频率的光
D．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出2种不同频率的光
13．如图所示为氢原子能级图，一个处于激发态的氢原子向低能级跃迁，发出两种不同频率的光子，已知该氢原子跃迁时涉及的激发态的量子数为4和5，这两种光子的能量相差为（　　）
A． B． C． D．
14．大量处于的氢原子吸收频率为的光子后，这些氢原子被激发到量子数为m的激发态，此时出现的氢光谱中有6条谱线，其中频率的最大值为。氢原子的能量取负值。下列各式正确的是（　　）
A． B． C． D．
15．氢原子的结构可以简化为一个电子绕一个质子做匀速圆周运动，电子在不同轨道上运动，氢原子具有不同的能量．如图所示，为氢原子的能级示意图，一群氢原子（称为a群）处于n=3的激发态，他们向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，用这些光子分别照射逸出功为2.29eV的金属钠和处于基态的另一群（称为b群）氢原子，下列说法正确的是（　　）
A．a群氢原子辐射的光子都能使金属钠产生光电效应
B．a群氢原子辐射的光子都能被b群氢原子吸收
C．a群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从能级跃迁到能级所发出的光波长最短
D．a群氢原子辐射光子过程中，围绕质子做圆周运动的电子动能增大，电势能减小
二、填空题（共4题）
16．现有一群处于n＝4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E1＝－13.6eV，这群氢原子发光的光谱共有________条谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功最大值是________eV.
17．如图所示为氢原子能级示意图，某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞，碰撞后氢原子受激跃迁到n＝4的能级．若有一群氢原子处在n＝4的能级，会辐射出_____种频率的光．在此条件下辐射出的光子中，频率最高的光子的能量是_____eV．用辐射出的光子照射逸出功为4.75eV的金属，逸出光电子的最大初动能为_____eV.
18．已知氢原子基态能量为-13.6eV，第二能级E2=-3.4eV，如果氢原子吸收______eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89eV能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3=______eV。
19．在氢原子光谱中．电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出_____________条不同频率的谱线．
三、综合题（共4题）
20．如图所示为不同物体发出的不同光谱。
（1）钨丝白炽灯的光谱与其他三种光谱有什么区别？
（2）铁电极弧光灯的光谱、分子状态的氢光谱、钡光谱的特征相同吗？
21．你能采用什么方法来判定太阳大气中有没有氧元素？
22．(1)氢原子第n能级的能量为 ，其中E1是基态能量，而n=1，2，…．若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级；
(2)一速度为v的高速α粒子()与同方向运动的氖核()发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）
23．已知锌板的极限波长，今用处于n＝2激发态的氢原子发出的光照射锌板，已知氢原子能级公式，，电子质量，问：
（1）氢原子发出光子的能量多大；
（2）锌板发生光电效应时，光电子的最大初动能是多少；
（3）具有最大初动能的电子对应的德布罗意波长多大．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．A
5．C
6．D
7．C
8．C
9．C
10．D
11．C
12．D
13．B
14．C
15．D
16． 6 12.75
17． 6 12.75 8
18． 10.2 -1.51
19．6
20．（1）钨丝白炽灯的光谱是连续的，中间没有暗线和亮线，而其它三种光谱是由一些不连续的亮线组成的。
（2）这三种光谱中亮线的位置是不同的，即特征不同。
21．
对太阳光谱进行分析，看氧元素的特征谱线处是否出现暗线，有暗线说明太阳大气中有氧元素，反之无氧元素。
22．(1)氢原子发射光子前后分别处于第4与第2能级；(2)
23．（1）1.632×10－18 J；（2）1.097×10－18 J；（3）4.7×10－10 m
答案第1页，共2页