【优化方案】2013高考物理总复习-第二章第二节知能演练强化闯关-新人教版选修3-5.doc

【优化方案】2013高考物理总复习 第二章第二节知能演练强化闯关 新人教版选修3-5

1．(2011·高考天津卷)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．α粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现
解析：选C.光电效应实验说明光的粒子性，伦琴射线的发现说明X射线是一种比光波波长更短的电磁波，氢原子光谱的发现促进了氢原子模型的提出．故C正确．
2．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有(　　)
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子核结构的道路
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
解析：选B.卢瑟福通过α粒子散射实验设想原子内的正电荷集中在很小的核内，A错；C项中不是探索原子核结构，而是原子结构，故C错，选项B正确．玻尔理论有局限性，但不能说是错误的，D错．
3．(2011·高考四川卷)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(　　)
A．吸收光子的能量为hν1＋hν2
B．辐射光子的能量为hν1＋hν2
C．吸收光子的能量为hν2－hν1
D．辐射光子的能量为hν2－hν1
解析：选D.由跃迁假设及题意可知，hν1＝Em－En，hν2＝Ek－En，红光频率ν1小于紫光频率ν2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C错误；hν3＝Ek－Em，解三式得：hν3＝hν2－hν1，D正确．
4．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是(　　)
A．氢原子的能量增加
B．氢原子的能量减少
C．氢原子要吸收一定频率的光子
D．氢原子要放出一定频率的光子
解析：选BD.氢原子的核外电子离原子核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大．当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子．显然，选项B、D正确．
5．(2011·高考大纲全国卷)已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量E n＝E1/n2，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．－
解析：选C.依题意可知第一激发态能量为E2＝E1/22，要将其电离，需要的能量至少为ΔE＝0－E2＝hν，根据波长、频率与波速的关系c＝νλ，联立解得最大波长λ＝－，C正确．
6. (2012·温州测试)已知金属钾的逸出功为2.22 eV，氢原子的能级示意图如图2－2－6所示，一群处在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够从金属钾的表面打出光电子的光波共有(　　)

图2－2－6
A．一种　　　　　　 B．两种
C．三种 D．四种
解析：选B.要从金属钾的表面打出光电子，入射光的能量应大于钾的逸出功，一群处在n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，只有3能级向1能级、2能级向1能级跃迁时发出的光子能量大于钾的逸出功，因此选B.
7．(2010·高考课标全国卷)用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>ν2>ν1，则(　　)
A．ν0<ν1　　　　　　　　　 B．ν3＝ν2＋ν1
C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋
解析：选B.大量氢原子发生跃迁时只有三个频率的光谱，这说明氢原子受激发跃迁到n＝3的激发态，然后从n＝3能级向低能级跃迁产生三个频率的光谱，根据能量守恒有 ：
hν0＝hν3＝hν2＋hν1，解得：ν0＝ν3＝ν2＋ν1，故选项B正确．
8. 如图2－2－7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，当向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(　　)

图2－2－7
A．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
B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
解析：选D.最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hν＝h＝En－Em，对应跃迁中能级差最小的应为n＝4能级到n＝3能级，故A、B错误．由C可知n＝4能级上的氢原子共可辐射出C＝6种不同频率的光，故C错误．根据hν＝E2－E1及发生光电效应的条件hν≥W0可知D正确．
9．许多物质在紫外线照射下能发出荧光，紫外线照射时，这些物质的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE1和ΔE2，则下列说法正确的是(　　)
A．两次跃迁均向高能级跃迁，且ΔE1＞ΔE2
B．两次跃迁均向低能级跃迁，且ΔE1＜ΔE2
C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且ΔE1＞ΔE2
D．先向低能级跃迁，再向高能级跃迁，且ΔE1＜ΔE2
解析：选C.第一次跃迁是吸收紫外线光子，第二次跃迁是放出可见光光子．由于hν1＞hν2，故ΔE1＞ΔE2，C项正确．
10. 如图2－2－8所示为氢原子能级图，可见光的能量范围为1.62 eV～3.11 eV，用可见光照射大量处于n＝2能级的氢原子，可观察到多条谱线，若是用能量为E的实物粒子轰击大量处于n＝2能级的氢原子，至少可观察到两条具有显著热效应的红外线，则实物粒子的能量E(　　)

图2－2－8
A．一定有4.73 eV>E>1.62 eV
B．E的值可能使处于基态的氢原子电离
C．E一定大于2.86 eV
D．E的值可能使基态氢原子产生可见光
解析：选BD.红外线光子的能量小于可见光光子的能量，由实物粒子轰击大量处于第2能级的氢原子，至少可观察到两种红外线光子，则说明处于第2能级的氢原子受激发后至少跃迁到第5能级．所以实物粒子的最小能量为E＝E5－E2＝－0.54 eV－(－3.4 eV)＝2.86 eV，A、C错误；因为E可以取大于或等于2.86 eV的任意值，则B、D正确．
11. 如图2－2－9所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子，问：

图2－2－9
(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？
(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．
解析：(1)氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射光子的频率应满足：
hν＝En－E2＝2.55 eV
En＝hν＋E2＝－0.85 eV
所以，n＝4
基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供的能量为
ΔE＝E4－E1＝12.75 eV.
(2)辐射跃迁图如答案图所示．
答案：(1)12.75 eV

12．在研究原子物理时，科学家经常借用宏观模型进行模拟．在玻尔原子模型中，完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动．当然这时的向心力不是粒子间的万有引力(可忽略不计)，而是粒子的静电力．设氢原子中，电子和原子核的带电荷量大小都是e＝1.60×10－19 C，电子在第1、2可能轨道运行时，其运动半径分别为r1＝0.53×10－10 m，r2＝4r1，据此求：
(1)电子分别在第一、二可能轨道运行时的动能(以eV为单位)．
(2)当电子从第一可能轨道跃迁到第二可能轨道时，原子还需吸收10.2 eV的光子，那么电子的电势能增加了多少？(静电力常量k＝9.0×109 N·m2/C2)
解析：(1)电子所受静电力提供向心力k＝
故Ek＝mv2＝
Ek1＝ J＝13.6 eV
Ek2＝Ek1＝3.4 eV.
(2)根据能量守恒，ΔEp＝ΔE＋(Ek1－Ek2)
故ΔEp＝20.4 eV.
答案：(1)13.6 eV　3.4 eV　(2)20.4 eV

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