3.4 原子的能级结构（备作业）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-5）

3.4 原子的能级结构 （解析版） 1．一个氢原子从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 【答案】B 【解析】一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，故选项B正确。 2．有关氢原子光谱的说法，正确的是(　　) A．氢原子的发射光谱是线状谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 【答案】ABC 【解析】原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱是线状谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，综上所述，选项D错，A、B、C对． 3．氢原子核外的电子从基态跃迁到n＝2的能级时，吸收的能量为E，则电子从n＝2能级跃迁到n＝3能级时需要吸收的能量是(　　) A．5E/27 B．E/3 C．5E/18 D．5E/36 【答案】A 【解析】解析：由氢原子的能级公式En＝eq \f(E1,n2)可知． 从基态跃迁到n＝2的能级时有： E＝E2－E1＝eq \f(E1,4)－E1＝－eq \f(3,4)E1， 从n＝2跃迁到n＝3时有 E′＝E3－E2＝eq \f(E1,9)－eq \f(E1,4)＝－eq \f(5,36)E1 解得E′＝eq \f(5,27)E. 4．氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是(　　) A．放出光子，电子动能减少，原子的能量增加 B．放出光子，电子动能增加，原子的能量减少 C．吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加 D．吸收光子，电子动能增加，原子的能量减少 【答案】BC 【解析】氢原子的核外电子由低轨道跃迁到高轨道时，吸收光子，电子动能减少，原子的能量增加；氢原子的核外电子由高轨道跃迁到低轨道时，放出光子，电子动能增加，原子的能量减少，BC正确． 5.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为 A．12.09 eV　　　　B．10.20 eV C．1.89 eV C．1.51 eV 【答案】　A 【解析】由题意可知，基态(n＝1)氢原子被激发后，至少被激发到n＝3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63 eV～3.10 eV的可见光。故ΔE＝－1.51－(－13.60) eV＝12.09 eV。故本题选A。 6. 根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光。以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于(　　) A.E－heq \f(λ,c) B.E＋heq \f(λ,c) C.E－heq \f(c,λ) D.E＋heq \f(c,λ) 【答案】C 【解析】释放的光子能量为hν＝heq \f(c,λ)，所以E′＝E－hν＝E－heq \f(c,λ)。 7．一个氢原子处于第3能级时，外面射来一个波长λ＝6.63×10－7 m光子，下列说法正确的是(　　) A．氢原子不吸收这个光子，光子穿过氢原子 B．氢原子被电离，电离后电子的动能是0.36 eV C．氢原子被电离，电离后电子的动能是零 D．氢原子吸收光子，但不电离 【答案】B 【解析】光子的能量为eq \f(hc,λ)＝3×10－19 J＝1.87 eV，若将n＝3的氢原子电离，则需要1.51 eV的能量，所以可以使氢原子电离，电离后电子的动能是1.87 eV－1.51 eV＝0.36 eV. 8.若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法，一是用能量为13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV的光子照射氢原子，则(　　) A．两种方法都可能使氢原子电离 B．两种方法都不可能使氢原子电离 C．前者可使氢原子电离 D．后者可使氢原子电离 【答案】D　 【解析】　电子是有质量的，撞击氢原子时发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把13.6 eV的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，选项D正确． 9．如图所示为氢原子的能级图．用大量能量为12.75 eV的光子照射一群处于基态的氢原子，氢原子发射出不同波长的光波，其中最多包含有几种不同波长的光波(　　) A．3种　　　　　　 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】D 【解析】光子的能量12.75 eV恰好等于第4能级