格物学 近代物理氢原子光谱和玻尔的原子模型

氢原子光谱的实验规律-氢原子光谱和玻尔的原子模型知识点回顾进阶自测题答案-上海市等高中物理,平均正确率46.0%

2025-06-24
氢原子光谱的实验规律-氢原子光谱和玻尔的原子模型知识点回顾进阶自测题答案-上海市等高中物理,平均正确率46.0%
1、['半衰期的概念', '动量守恒-系统受到外力矢量和为0', '氢原子光谱的实验规律', '玻尔理论的局限性', '核反应']

正确率40.0%下列说法正确的是(

C

A.玻尔原子理论很好地解释了氦原子的光谱现象

B.在核反应过程中,质子数守恒

C.放射性元素衰变的快慢,跟原子所处的化学状态和外部环境无关

D.如果一个系统不受外力,系统的总动量一定为零

2、['玻尔理论的基本假设--轨道量子化和频率条件', '能级及能级跃迁', '波速、波长和频率(周期)的关系', '氢原子光谱的实验规律']

正确率40.0%如图所示,氢原子在不同能级间发生$$a, ~ b, ~ c$$

C

A.$$\lambda_{b}=\lambda_{a}+\lambda_{c}$$

B.$$\lambda_{a}=\frac{\lambda_{b} \lambda_{c}} {\lambda_{b}+\lambda_{c}}$$

C.$$\lambda_{b}=\frac{\lambda_{a} \lambda_{c}} {\lambda_{a}+\lambda_{c}}$$

D.$$\lambda_{c}=\frac{\lambda_{a} \lambda_{b}} {\lambda_{a}+\lambda_{b}}$$

3、['能级及能级跃迁', '库仑定律计算及其简单应用', '向心力', '氢原子光谱的实验规律', '牛顿第二定律的简单应用']

正确率40.0%如图所示为氢原子的能级示意图,对于处于$${{n}{=}{4}}$$激发态的一群氢原子来说,则$${{(}{)}}$$

B

A.由$${{n}{=}{2}}$$跃迁到$${{n}{=}{1}}$$时发出光子的能量最大

B.由较高能级跃迁到较低能级,电子轨道半径减小,动能增大

C.当氢原子自发向低能级跃迁时,可发出$${{3}}$$种光谱线

D.由$${{n}{=}{4}}$$跃迁到$${{n}{=}{1}}$$发出光子频率是$${{n}{=}{4}}$$跃迁到$${{n}{=}{2}}$$发出的光子频率的$${{6}}$$倍

4、['玻尔理论对氢光谱的解释', '氢原子光谱的实验规律', '光电效应现象及其解释']

正确率40.0%氢原子能级图如图所示,大量处于$${{n}{=}{3}}$$能级的氢原子向低能级跃迁辐射出的光子中,发现有两种频率的光子能使金属$${{A}}$$产生光电效应,则下列说法正确的是(

B

A.大量处于$${{n}{=}{3}}$$能级的氢原子向低能级跃迁时,只能辐射两种频率的光子

B.从$${{n}{=}{3}}$$能级直接跃迁到$${{n}{=}{1}}$$能级时放出的光子一定能使金属$${{A}}$$发生光电效应

C.一个氢原子从$${{n}{=}{3}}$$能级跃到基态时,该氢原子能量增大

D.一个氢原子从$${{n}{=}{3}}$$能级跃到基态时,该氢原子核外电子动能减小

5、['能级及能级跃迁', '光电效应的实验规律的理解', '氢原子光谱的实验规律']

正确率40.0%波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级如图所示,一群氢原子处于$${{n}{=}{4}}$$

C

A.电子的动能与势能均减小

B.氢原子跃迁时可发出连续光谱

C.能使金属钾(逸出功为$$2. 2 5 e V )$$发生光电效应的光谱线有$${{4}}$$条

D.由$${{n}{=}{4}}$$跃迁到$${{n}{=}{1}}$$时发出光子的波长最长

6、['能级及能级跃迁', '氢原子光谱的实验规律', '光谱']

正确率40.0%现有$${{1}{2}{0}{0}}$$个氢原子被激发到量子数为$${{4}}$$的能级上,若这些受激氢原子最后都回到基态,则在此过程中发出的光子总数是多少?$${(}$$假定处在量子数为$${{n}}$$的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的

A

A.$${{2}{2}{0}{0}}$$

B.$${{2}{0}{0}{0}}$$

C.$${{1}{2}{0}{0}}$$

D.$${{2}{4}}$$$${{0}{0}}$$

7、['裂变反应', '半衰期的概念', '结合能与比结合能', 'α粒子散射实验及其解释', '氢原子光谱的实验规律', '原子的核式结构模型']

正确率40.0%下列说法正确的是(

C

A.放射性元素的半衰期只与温度有关

B.核电站采用了重核裂变,用中子轰击$$\sp{2 3 5}_{9 0} U$$,产生的新核的比结合能比$$\sp{2 3 5}_{9 0} U$$小

C.$${{α}}$$粒子散射实验现象说明原子具有核式结构

D.氢原子发光时只能发出一种频率的光

8、['天然放射现象发现过程', '氢原子光谱的实验规律', '射线的本质及三种射线的比较', '核反应', '聚变反应']

正确率60.0%下列说法正确的是(

B

A.氢原子光谱是连续谱

B.$${{α}{、}{β}}$$和$${{γ}}$$三种射线中,$${{α}}$$射线的电离本领最强

C.太阳辐射的能量来太阳内部的核裂变反成

D.原子核衰变时电荷数和质量都守恒

9、['半衰期', '原子核的衰变', '氢原子光谱的实验规律', '射线的本质及三种射线的比较']

正确率40.0%下列说法中正确的有$${{(}{)}}$$

B

A.阴极射线是一种电磁辐射

B.所有原子的发射光谱都是线状谱,不同原子的谱线一定不同

C.$${{β}}$$衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的

D.古木的年代可以根据体内碳$${{1}{4}}$$放射性强度减小的情况进行推算

10、['玻尔理论的基本假设--轨道量子化和频率条件', '氢原子光谱的实验规律', '玻尔理论的局限性']

正确率80.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.不同原子的发光频率是不一样的,每种原子都有自己的特征谱线

B.太阳大气层中含有的元素会吸收自身特征谱线的光,因而产生连续的光谱

C.电子绕原子核运动的轨道越低,动能越小,势能越大,

D.玻尔原子理论能成功地解释几乎所有原子的光谱现象

1. 解析:

A. 错误。玻尔理论只能解释氢原子或类氢离子(单电子体系)的光谱,无法解释氦原子(多电子体系)的光谱现象。

B. 错误。核反应中质子数可能改变(如$$β$$衰变),守恒的是核子数(质量数)和电荷数。

C. 正确。衰变快慢由原子核内部结构决定,与化学状态和外部环境无关。

D. 错误。系统不受外力时总动量守恒(保持原值),但不一定为零。

正确答案:C

2. 解析:

根据氢原子能级跃迁公式:$$\frac{1}{\lambda} = R \left( \frac{1}{n_f^2} - \frac{1}{n_i^2} \right)$$。设跃迁$$a$$、$$b$$、$$c$$对应的波长关系为$$\frac{1}{\lambda_b} = \frac{1}{\lambda_a} + \frac{1}{\lambda_c}$$,整理得$$\lambda_b = \frac{\lambda_a \lambda_c}{\lambda_a + \lambda_c}$$。

正确答案:C

3. 解析:

A. 错误。$$n=4→n=1$$跃迁的光子能量最大(能级差最大)。

B. 正确。电子跃迁到低能级时轨道半径减小,库仑力做正功,动能增大。

C. 错误。$$n=4$$跃迁可发出$$C_4^2 = 6$$种光谱线。

D. 错误。频率之比为$$\frac{E_4-E_1}{E_4-E_2} = \frac{-0.85-(-13.6)}{-0.85-(-3.4)} ≈ 5$$,非6倍。

正确答案:B

4. 解析:

A. 错误。$$n=3$$跃迁可辐射$$C_3^2 = 3$$种频率光子。

B. 正确。$$n=3→n=1$$光子能量最大(12.09 eV),若两种光子能发生光电效应,此光子必然可以。

C. 错误。跃迁到基态时氢原子能量减小。

D. 错误。电子动能增大(轨道半径减小,库仑力做正功)。

正确答案:B

5. 解析:

A. 错误。电子轨道半径减小时,势能减小但动能增大。

B. 错误。氢原子跃迁发出线状光谱。

C. 正确。$$n=4$$跃迁中,$$n=4→1$$、$$n=3→1$$、$$n=2→1$$、$$n=4→2$$的光子能量均大于2.25 eV。

D. 错误。$$n=4→1$$光子能量最大,波长最短。

正确答案:C

6. 解析:

每个$$n=4$$的氢原子最终回到基态时平均辐射光子数为:从$$n=4$$开始,每次跃迁有$$\frac{1}{3}$$概率直接到基态,其余继续分裂。计算总路径期望值为$$\frac{1}{3} \times 1 + \frac{2}{3} \times \left(1 + \frac{1}{2} \times 1 + \frac{1}{2} \times (1 + 1)\right) = 2$$。1200个原子总光子数为$$1200 \times 2 = 2400$$。

正确答案:D

7. 解析:

A. 错误。半衰期由原子核内部结构决定,与温度无关。

B. 错误。重核裂变生成的中等核比结合能更大。

C. 正确。$$α$$散射实验证明原子具有核式结构。

D. 错误。氢原子发光频率取决于跃迁路径,可能有多种。

正确答案:C

8. 解析:

A. 错误。氢原子光谱是线状谱。

B. 正确。$$α$$射线电离能力最强(带电且质量大)。

C. 错误。太阳能量来自核聚变。

D. 错误。衰变时电荷数守恒,但质量不守恒(存在质量亏损)。

正确答案:B

9. 解析:

A. 错误。阴极射线是电子流,非电磁辐射。

B. 错误。不同原子可能有部分相同谱线(如类氢离子)。

C. 错误。$$β$$衰变的电子由中子转变为质子时产生。

D. 正确。碳14测年利用其放射性强度随时间衰减的特性。

正确答案:D

10. 解析:

A. 正确。每种原子有独特的特征谱线。

B. 错误。太阳光谱是吸收光谱(暗线),但由大气层元素吸收连续光谱产生。

C. 错误。轨道越低,动能越大($$E_k \propto \frac{1}{r}$$),势能越小。

D. 错误。玻尔理论仅成功解释氢原子光谱。

正确答案:A

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