第十八章原子结构知识点题库

氢原子能级图如图所示，氢原子从n=2的激发态跃迁到基态．

①求氢原子辐射的光子能量．

②氢原子辐射的光子照射逸出功为3.34eV的锌板时，求逸出光电子的最大初动能．

下列说法不正确的是（）

A . 卢瑟福的α粒子散射实验结果说明了原子具有核式结构 B . γ射线是波长很短的电磁波 C . 太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变 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

如图是氢原子能级图．有一群氢原子由n=5能级向低能级跃迁，已知普朗克常数h=6.63×10^﹣34J•s，1eV=1.6×10^﹣19J，求：

（1）这群氢原子的光谱共有几条谱线；
（2）这群氢原子发出光的最小频率．

下列说法正确的是（）

A . 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B . 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C . 光电效应和康普顿效应的实验都表明光具有粒子性 D . 重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少

已知氢原子的基态能量为E，激发态能量E_n= $\text{[math]}$ ，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 . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（）

A . 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长短 B . 处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的 C . 从低能级向高能级跃迁时，氢原子向外辐射能量 D . 一个氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时总共可辐射出6种不同频率的光

下列说法正确的是（）

A . 原子的核式结构模型是汤姆逊最早提出来的 B . 氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长 C . 在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E_k越大，则这种金属的逸出功W₀越小 D . α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波 E . 铀核 $\text{[math]}$ U衰变为铅核 $\text{[math]}$ Pb的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变

氢原子能级图如图所示，氢原子质量为m_H=1.67×10^-27kg。设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n=5的能级状态。

图片_x0020_833477945

（1）求氢原子由高能级向低能级跃迁时，可能发射出多少种不同频率的光；
（2）若跃迁后光子沿某一方向飞出，且光子的动量可以用 $\text{[math]}$ 表示（h为普朗克常量，v为光子频率，c=3×10⁸m/s），忽略氢原子的动能变化，求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。（保留三位有效数字）

如图所示为氢原子的能级图，按照玻耳理论，下列说法正确的是（）

图片_x0020_2098201340

A . 当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 B . 一个氢原子从n=4能级向基态跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子 C . 处于基态的氢原子可以吸收14 eV的光子而发生电离 D . 氢原子从高能级跃迁到低能级，核外电子的动能减少，电势能增加

氢原子能级图的一部分如右图所示,a、b、c分别表示在不同能级之间的三种跃迁途径,设在a、b、c三种跃迁过程中,放出光子的能量和波长分别是 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ,则

图片_x0020_880751176

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

已知氢原子基态的能量为E₁＝﹣13.6eV．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，频率最大的光子能量为﹣0.9375E₁ ，（激发态能量E_n＝ $\text{[math]}$ ，其中n＝2，3……）则下列说法正确的是（）

A . 这些氢原子中最高能级为5能级 B . 这些氢原子中最高能级为6能级 C . 这些光子可具有6种不同的频率 D . 这些光子可具有4种不同的频率

氢原子在吸收光子或受到实物粒子撞击时，会从低能级跃迁到高能级，两个能级的能量差称做能级差，那么氢原子能级迁的条件是（）

A . 只能吸收特定频率的光子 B . 可以吸收任意频率的光子 C . 只要光子能量大于能级差就可以 D . 对于吸收光子的能量有要求，对撞击的实物粒子的能量无要求

如图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属铂的逸出功为6.34eV.在这些光波中，能够从金属铂的表面打出光电子的总共有( )

图片_x0020_1077869640

A . 五种 B . 四种 C . 三种 D . 二种

氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63eV~3.10eV光为可见光。要使大量处于n=2能级的氢原子被激发后可辐射出两种可见光光子，氢原子吸收的能量为（）

图片_x0020_100002

A . 1.89eV B . 2.55eV C . 10.2eV D . 12.09eV

发现质子和中子的科学见分别是、。

氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子He⁺ ，其能级图如图所示。可见光的光子能量范围为1.62~3.11eV。下列说法正确的是（　　）

A . 一个处在n=5能级的氦原子向低能级跃迁时，最多可产生2种不同频率的可见光 B . 一群处在n=4能级的氦原子向低能级跃迁时，最多可产生6种不同频率的光 C . 能级数n越大，能量越低，氦原子越稳定 D . 处于n=5能级的氦原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离

如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出x种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，则下列判断不正确的是（　　）

A . x=6 B . 释放的各种光子中有2种属于巴耳末系 C . 释放的各种光子中，频率最小的是从n=2激发态跃迁到基态时产生的 D . 从n=4能级跃迁到基态所释放的光子康普顿效应最明显

红外测温枪具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新冠疫情防控中得到广泛使用。红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其转变成电信号。图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能级示意图。已知普朗克常量h=6.63×10^-34J·s，光在真空中的速度c=3.0×10⁸m/s，下列说法正确的是（　　）

A . 任何物体都会辐射红外线 B . 红外线光子能量的最小值约为1.64eV C . 大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，其中有3种频率的光子处在红外区 D . 大量处于基态的氢原子吸收能量为12.09eV的光子后，辐射出的光子都不在红外区

类比是研究问题的常用方法，科学史上很多重大发现、发明往往发端于类比。

（1）一质量为 $\text{[math]}$ 的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为 $\text{[math]}$ 。将地球视为质量均匀分布的球体，已知地球质量为 $\text{[math]}$ ，万有引力常量为 $\text{[math]}$ ，
①求卫星的速度大小 $\text{[math]}$ 和动能 $\text{[math]}$ ；

②若质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质点相距为 $\text{[math]}$ 时，它们之间的引力势能的表达式为 $\text{[math]}$ ，求卫星与地球组成的系统机械能。
（2）在玻尔的氢原子理论中，质量为 $\text{[math]}$ 的电子绕原子核做匀速圆周运动的轨道半径是量子化的，电子的轨道半径和动量必须满足量子化条件 $\text{[math]}$ ，式中 $\text{[math]}$ 是普朗克常量， $\text{[math]}$ 是轨道半径，是电子在该轨道上的速度大小， $\text{[math]}$ 是轨道量子数，可以取1、2、3等正整数。已知电子和氢原子核的电荷量均为 $\text{[math]}$ ，静电力常量为 $\text{[math]}$ ，根据上述量子化条件，类比天体系统证明电子在任意轨道运动时系统能量表达式可以写为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 是与 $\text{[math]}$ 无关的常量。