专题练习41原子结构氢原子光谱

1专题练习(四十一)原子结构氢原子光谱1．(2011·上海高考)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是()3．(2012·北京高考)一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子()A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少解析：氢原子由高能级跃迁到低能级要放出光子，能量减少；由低能级跃迁到高能级要吸收光子，能量增加，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，即从高能级向低能级跃迁，则要放出光子，能量减少，故A、C、D错误，B正确．答案：B4．(2011·四川高考)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＋hν22B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：由题意可知：Em－En＝hν1，Ek－En＝hν2.因为紫光的频率大于红光的频率，所以ν2ν1，即k能级的能量大于m能级的能量，氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量，其值为Ek－Em＝hν2－hν1，故只有D项正确．答案：D5．(2011·大纲全国高考)已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝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．－4hc3E1B．－2hcE1C．－4hcE1D．－9hcE1.解析：处于第一激发态时n＝2，故其能量E2＝E14，电离时释放的能量ΔE＝0－E2＝－E14，而光子能量ΔE＝hcλ，则解得λ＝－4hcE1，故C正确，A、B、D均错．答案：C6．(2012·江苏高考)如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()解析：原子跃迁时满足辐射条件：hν＝Em－En，由频率和波长的关系ν＝cλ，可知C正确．答案：C7．氢原子部分能级的示意图如图所示．不同色光的光子能量如下表所示.3色光红橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为()A．红、蓝—靛B．黄、绿C．红、紫D．蓝—靛、紫解析：原子发光时光子的能量等于原子能级差，先分别计算各相邻的能级差，再由小到大排序．结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89eV和2.55eV的光子属于可见光．并且属于红光和蓝—靛的范围，故答案为A项．答案：A8．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.6328μm，λ2＝3.39μm.已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为()A．10.50eVB．0.98eVC．0.53eVD．0.37eV解析：由ΔE＝hν＝hcλ知，ΔE1＝hcλ1，ΔE2＝hcλ2，ΔE2＝λ1λ2·ΔE1≈0.37eV.答案：D9．如图所示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()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4B．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6.34eV的金属铂能发生光电效应解析：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＝hcλ＝En－Em，对应跃迁中能级差最小的应为n＝4到n＝3，故A、B错．由C2n可知n＝4能级上的氢原子共可辐射出C24＝6种不同频率的光，故C错．根据hν＝E2－E1及发生光电效应的条件hν≥W，可知D正确．答案：D10.德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的实验研究，其研究过程可简单叙述为他们在如图所示的一只阴极射线管中充入要考察的汞蒸气，阴极发射出的电子受阴极K和栅极R之间的电压UR加速，电子获得能量后就能够激发和它碰撞的汞原子，参加碰撞的电子交出部分能量后速度减小，若实验得到汞原子的各能级比基态高以下能量值：4.88eV,6.68eV，8.78eV,10.32eV(此为汞原子的电离能)．若现有加速到能量为7.97eV的电子进入汞蒸气后()A．不能使汞原子激发，更不能使汞原子电离B．能使全部原子激发，且能使大部分汞原子电离C．若能测量出进入汞蒸气后电子的能量，则测得的能量值可能为4.88eV或6.68eVD．若能测量出进入汞蒸气后电子的能量，则测得的能量值可能为1.29eV或3.09eV或7.97eV11．(2012·山东高考)氢原子第n能级的能量为En＝E1n2，其中E1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则ν1ν2＝______.解析：由辐射条件可知，从第4能级向第2能级跃迁时E4－E2＝E142－E122＝－316E1＝hν15从第2能级向基态跃迁时E2－E1＝E122－E112＝－34E1＝hν2.由以上两式得ν1ν2＝14.答案：1412．如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：(1)有可能放出多少种能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？