高考物理专题20原子物理备考强化训练49原子结构新人教版.doc
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1、1 / 20【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 2020 原子物理备考强化训练原子物理备考强化训练4949 原子结构新人教版原子结构新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于知道 粒子散射实验;了解原子的核式结构;理解把握氢原子能级结构,把握光子的发射和吸收规律。全卷 20 题,总计 120 分,选做题 15 道备用。一、一、 破解依据破解依据电子的发现:阴极射线(略)电子的发现:阴极射线(略) ;原子的结构:粒子散射实验和;原子的结构:粒子散射实验和 核式结构。核式结构。 氢原子光谱的实验规律:巴
2、耳末谱线系,氢原子光谱的实验规律:巴耳末谱线系, 。其中为里德伯常量。其中为里德伯常量。)(221 211 nR5 , 4 , 3n171010. 1mR轨道半径与能级公式:,轨道半径与能级公式:, ,其中,其中 n=1n=1,2 2,33为轨道量子数,为轨道量子数, 。12rnrn2 1nEEn.6 .13,1053. 0110 1eVEmr能级跃迁规律:能级跃迁规律: 若为辐射跃迁,则有称辐射跃迁公式。0EEhnm 若为吸收跃迁(注:有的光子并不能被原子吸收) ,则有0EEhnm。 称吸收跃迁公式。其中,为光子的能量,为原子初、末能级之 差。hnmEEE 辐射光子的种类或光谱线条数:22)
3、 1(nCnnN *氢原子的能量及其变化: ,其中为原子能量(级) 、电子动能、原子势能。pnknnEEEpnknnEEE、;npnrkeE2。nknrkemvE22222 / 20nknnrkeEE22 当由低能级向高能级跃迁时,增大,增大,减小。反之,则亦反 之。nEpEkE注:光谱规律:按红外线、可见光、紫外线、射线、射线等序列,则频率升高,波长变短,粒子性越显著。x二、二、 精选习题精选习题选择题(每小题选择题(每小题 5 5 分,共分,共 4545 分)分)(1616 上海)卢瑟福通过对上海)卢瑟福通过对 粒子散射实验结果的分析,提粒子散射实验结果的分析,提出了原子内部存在出了原子内
4、部存在( ( ) )(A)电子 (B)中子 (C)质子 (D)原子核2.(162.(16 北京北京) )处于处于 n=3n=3 能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有射光的频率有( ( ) )A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种3.3.(1515 济南一模)一群处于济南一模)一群处于 n=4n=4 的激发态的氧原子,向低能级的激发态的氧原子,向低能级跃迁时,可能发射出的谱线为跃迁时,可能发射出的谱线为_(_(填选项字母填选项字母) )A3 条 B4 条 C5 条 D6 条4.4.(1414 天津)下列说法正确的是天津)下列说法正确的是(
5、( ) )A玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同5.(145.(14 上海上海) )不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( ( ) )A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的3 / 20C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内6.6. (1616 海南)下列说法正确的是海南)下列说法正确的是( ( ) )A爱因斯坦在光的粒子性的基础上,
6、建立了光电效应方程B康普顿效应表明光子只具有能量,不具有动量C成功地解释了氢原子光谱的实验规律D卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型E德布罗意指出微观粒子的动量越大,其对应的波长就越长7.7. (1414 重庆一中)关于近代物理学的成就,下列说法正确的重庆一中)关于近代物理学的成就,下列说法正确的是(是( )A光电效应的实验现象充分证实了光是电磁波 B卢瑟福通过粒子轰击金箔的实验认识到原子有能级 C卢瑟福根据粒子轰击氮的实验结果和一些原子核的比荷,预 言了中子的存在D物质波是德布罗意的猜想,至今未获实验的证实8.8. (1414 荆州二检)已知能使某种金属发生光电效应的光子的荆州二
7、检)已知能使某种金属发生光电效应的光子的最小频率为最小频率为 0.0.一群氢原子处于量子数一群氢原子处于量子数 n n3 3 的激发态,这些氢原的激发态,这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射多种频率的子能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射多种频率的光下列说法正确的是光下列说法正确的是( ( ) )A当用频率为 20 的单色光照射该金属时,一定能产生光电子B当用频率为 20 的单色光照射该金属时,所产生的光电子的最大初动能为 h0C当照射光的频率 大于 0 时,若 增大,则逸出功增大4 / 20D当照射光的频率 大于 0 时,若 增大一倍,则光电子 的最大初动能也增大一倍9
8、.9. (1515 天津)下列能揭示原子具有核式结构的实验是天津)下列能揭示原子具有核式结构的实验是( ( ) )A光电效应实验 B伦琴射线的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现填空题(共填空题(共 3737 分)分)10.10.(1515 海南)海南) (4 4 分)氢原子基态的能量为。大量氢原子处于分)氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中,频率最大的光某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中,频率最大的光子能量为子能量为 0.960.96,频率最小的光子的能量为,频率最小的光子的能量为 eVeV(保留(保留 2 2 位有位有效数字)效数字)
9、,这些光子可具有,这些光子可具有 种不同的频率。种不同的频率。113.6EeV 1E11.11.(1313 江苏)江苏) (4 4 分)根据玻尔原子结构理论分)根据玻尔原子结构理论, ,氦离子氦离子(He+(He+ ) )的的能级图如题能级图如题-1-1 图所示图所示. . 电子处在电子处在 n n =3=3 轨道上比处在轨道上比处在 n n =5=5 轨道上轨道上离氦核的距离离氦核的距离 ( (选填选填“近近”或或“远远”).”). 当大量当大量 He+He+处在处在 n n =4=4 的激发态时的激发态时, ,由于跃迁所由于跃迁所发射的谱线有 条.12.12.(1515 徐州三调)徐州三调
10、) (4 4 分)如图分)如图-2-2 为氢原子的能级图,大量处为氢原子的能级图,大量处于于 n=4n=4 激发态的氢原子跃迁时,发出多个能量不同的光子,其中频激发态的氢原子跃迁时,发出多个能量不同的光子,其中频率最大的光子能量为率最大的光子能量为 eVeV,若用此光照射到逸出功为,若用此光照射到逸出功为 2.752.75 eVeV的光电管上,则加在该光电管上的遏止电压为的光电管上,则加在该光电管上的遏止电压为 V V。 .13.13.(1515 苏州二调)苏州二调) (4 4 分)如图分)如图-3-3 所示为氢原子的能级结构示所示为氢原子的能级结构示意图,一群氢原子处于意图,一群氢原子处于
11、n=3n=3 的激发态,在向较低能级跃迁的过程中的激发态,在向较低能级跃迁的过程中5 / 20向外辐射出光子,辐射出的光子中最长波长为向外辐射出光子,辐射出的光子中最长波长为 ( (已知普朗已知普朗克常量为克常量为 h h,光速为,光速为 c)c);用这些光子照射逸出功为;用这些光子照射逸出功为 W0W0 的金属钠,金的金属钠,金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是属钠表面所发出的光电子的最大初动能是 14.14.(1414 武汉二中)武汉二中) (6 6 分)氢原子处于基态时,原子的能量为分)氢原子处于基态时,原子的能量为E1E1,处于,处于 n n3 3 的激发态时,原子的能量为的激发态时
12、,原子的能量为 E3E3,一群处于,一群处于 n n3 3 激发激发态的氢原子跃迁到态的氢原子跃迁到 n n1 1 的基态时,可以向外辐射的基态时,可以向外辐射_种不同频种不同频率的光子已知普朗克常量为率的光子已知普朗克常量为 h h,光在真空中传播的速度为,光在真空中传播的速度为 c c,其中,其中最短波长是最短波长是_,若用该光子去照射某种金属,恰能发生光电,若用该光子去照射某种金属,恰能发生光电效应,则该金属的逸出功是效应,则该金属的逸出功是_。15.15.(1313 福建)福建) (6 6 分)在卢瑟福分)在卢瑟福 粒子散射实验中,金箔中的粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动
13、,下列各图画出的是其中两个原子核可以看作静止不动,下列各图画出的是其中两个 粒子经历粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是金箔散射过程的径迹,其中正确的是_。 (填选图下方的字母)(填选图下方的字母)16.16.(1515 龙岩综测)龙岩综测)(4(4 分分) )图图-5-5 甲所示为氢原子的能级,图甲所示为氢原子的能级,图-6-6乙为氢原子的光谱。已知谱线乙为氢原子的光谱。已知谱线 a a 是氢原子从是氢原子从 n n4 4 的能级跃迁到的能级跃迁到n n2 2 能级时的辐射光,则谱线能级时的辐射光,则谱线 b b 可能是氢原子可能是氢原子_时的辐射光。时的辐射光。(填选项前的字母)(填选
14、项前的字母)A从 n5 的能级跃迁到 n3 的能级 B从 n4 的能级跃迁到 n3 的能级C从 n5 的能级跃迁到 n2 的能级 D从 n3 的能级跃迁到 n2 的能级17.(1417.(14 浙江浙江) )(5 5 分)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的分)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律实验规律, ,氢原子能级图如图氢原子能级图如图-6-6 所示。当氢原子从所示。当氢原子从 n=4n=4 的能级跃迁的能级跃迁到到 n=2n=2 的能级时的能级时, ,辐射出频率为辐射出频率为 HzHz 的光子的光子, ,用该频率的光照用该频率的光照6 / 20射逸出功为射逸出功为 2.252.
15、25 eVeV 的钾表面的钾表面, ,产生的光电子的最大初动能为产生的光电子的最大初动能为 eVeV。( (电子电量电子电量 e=1.6010-19C,e=1.6010-19C,普朗克常量普朗克常量 h=6.6310-34Js)h=6.6310-34Js) 计算题(共计算题(共 3838 分)分)1818(15(15 宿迁检测宿迁检测) )(1010 分)已知氢原子的基态能量为,量子数分)已知氢原子的基态能量为,量子数为为 n n 的激发态的能量为现有一群氢原子处于的激发态的能量为现有一群氢原子处于 n=3n=3 的能级,在向低的能级,在向低能级跃迁过程中,其中从能级跃迁过程中,其中从 n=2
16、n=2 能级向能级向 n=1n=1 能级跃迁辐射出的光照射能级跃迁辐射出的光照射某金属的表面恰能发生光电效应,求该金属的极限频率和能从该金某金属的表面恰能发生光电效应,求该金属的极限频率和能从该金属表面逸出的光电子的最大初动能。属表面逸出的光电子的最大初动能。1E1 2E n1919 (1414 北大附中)北大附中) (1010 分)分别用分)分别用 和的单色光照射同一金和的单色光照射同一金属,发出的光电子的最大初动能之比为属,发出的光电子的最大初动能之比为 12.12.以以 h h 表示普朗克常量,表示普朗克常量,c c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功是多大?表示真空中的光速,则此金属
17、板的逸出功是多大?4320.20.(1515 西城二模)西城二模) (1818 分)从宏观现象中总结出来的经典物理分)从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。例如,玻尔建立的氢原子模型,仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为,氢原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为 m,元电荷为 e,静电力常量为 k,氢原子处于基态时电子的轨道半径为 r1。a氢原子处于基态时,电子绕
18、原子核运动,可等效为环形电流,求此等效电流值。b氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势为零时,点电荷电场中离场源电荷 q 为 r 处的各点的电势。求处于基态的氢原子的能量。rqk7 / 20( (四四) )选做题选做题21.21.(1414 北大附中)光子波长为北大附中)光子波长为 ,其动量、质量分别是多少,其动量、质量分别是多少? ?22.22.(1515 深圳)某原子的能级图如图深圳)某原子的能级图如图-7-7 甲所示,、为原子跃甲所示,、为原子跃迁所发出的三种波长的光,图迁所发出的三种波长的光,图-7-7 乙中谱线从左向右的波长依次增
19、大乙中谱线从左向右的波长依次增大的是(的是( )23.23.(1515 经典例题)氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结经典例题)氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子已知基态的氦离子能量为构的氦离子已知基态的氦离子能量为 E1=-54.4eVE1=-54.4eV,氦离子能级的,氦离子能级的示意图如图示意图如图-8-8 所示在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子所示在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是(吸收而发生跃迁的是( )A40.8eV B43.2eV C51.0eV D54.4eV24.24.(1515 经典例题)如图经典例题)如图-9-9 所示,是氢原子四
20、个能级的示意图。所示,是氢原子四个能级的示意图。当氢原子从当氢原子从 n=4n=4 的能级跃迁到的能级跃迁到 n=3n=3 的能级时,辐射出光子的能级时,辐射出光子 a a,当氢,当氢原子从原子从 n=3n=3 的能级跃迁到的能级跃迁到 n=2n=2 的能级时,辐射出光子的能级时,辐射出光子 b b,则以下判,则以下判断正确的是(断正确的是( )A在真空中光子 a 的波长大于光子 b 的波长B光子 a 可使氢原子从 n=2 跃迁到 n=3 的能级C光子 b 可使处于 n=3 能级的氢原子电离D一群处于 n=3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 6 种谱线25.25.(1414 襄阳五中)氢
21、原子光谱在可见光部分只有四条谱线,襄阳五中)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线,它们分别是从它们分别是从 n n 为为 3 3、4 4、5 5、6 6 的能级直接向的能级直接向 n=2n=2 能级跃迁时产生的。能级跃迁时产生的。8 / 20四条谱线中,一条红色、一条蓝色、两条紫色,则下列说法正确的四条谱线中,一条红色、一条蓝色、两条紫色,则下列说法正确的是(是( )A红色光谱是氢原子从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时产生的B蓝色光谱是氢原子从 n=6 能级或 n=5 能级直接向 n=2 能级跃迁时产生的C若氢原子从 n=6 能级直接向 n=1 能级跃迁,则能够产生紫外线D若氢原子从 n=6
22、 能级直接向 n=1 能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应,则氢原子从 n=6 能级直接向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应E若氢原子从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应,则氢原子从 n=6 能级直接向 n=2 能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应26.(14 吉林九校)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线,它们分别是从 n 为 3、4、5、6 的能级直接向 n2 能级跃迁时产生的四条谱线中,一条红色、一条蓝色、两条紫色,则下列说法正确的是( )A红色光谱是氢原子从 n3 能级向 n2 能级跃迁时产生的 B蓝色光谱
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