第一讲 原子结构 氢原子光谱
1．氢原子辐射出一个光子后，则( )
A．电子绕核旋转的半径增大
B．电子的动能增大
C．氢原子的电势能增大
D．原子的能级值增大
解析 由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能应减小．电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力k＝m，所以Ek＝mv2＝.可见，电子运动半径越小，其动能越大．再结合能量转化和守恒定律，氢原子放出光子，辐射出一定的能量，所以原子的总能量减小．综上讨论，可知该题只有选项B正确．
答案 B
2．紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE1和ΔE2，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是( )
A．两次均向高能级跃迁，且|ΔE1|<|ΔE2|
B．两次均向低能级跃迁，且|ΔE1|<|ΔE2|
C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|<|ΔE2|
D．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|>|ΔE2|
解析 原子吸收紫外线，使原子由低能级向高能级跃迁，吸收ΔE1，再由高能级向低能级跃迁，放出可见光，紫外线光子能量大于可见光，故ΔE1>ΔE2，D正确．
答案 D
3．在真空中，氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子，若λ1>λ2，真空中的光速为c，则氢原子从能级B跃迁到能级C时( )
A．将吸收光子，光子的波长为
B．将辐射光子，光子的波长为
C．将吸收光子，光子的频率为
D．将辐射光子，光子的频率为
解析 由hν＝E知，从A到B，E1＝h；从A到C，E2＝h，则从B到C的能量E3＝E2－E1＝h－h＝h，所以λ3＝.根据E＝hν＝h可知，λ1>λ2时，E1ν2>ν1，则( )
A．ν0<ν1 B．ν3＝ν2＋ν1
C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋
解析 当用频率为ν0的光照射处于基态的氢原子时，由所发射的光谱中仅能观测到三种频率的谱线可知，这三种频率的光子是氢原子从第3能级向低能级跃迁过程中所辐射的，由能量特点可知，ν3＝ν1＋ν2，选项B正确．
答案 B
二、多项选择题
7.如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，于观察到的现象，下列说法中正确的是( )
A．相同时间内放在A位置时，观察到屏上的闪光次数最多
B．相同时间内放在B位置时，观察到屏上的闪光次数只比放在A位置时稍少些
C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光
D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
解析 卢瑟福α粒子散射实验的结果是：绝大多数α粒子几乎沿原路径运动，少数α粒子有较大角度的偏转，极少数α粒子几乎沿原路径返回，因此，A项正确；B位置在相同的时间内观察到的闪光次数应远少于A位置，B项错；C、D位置仍可观察到闪光，但次数很少，故C项错而D项对．
答案 AD
8．已知氢原子的能级如图所示，现用光子能量介于10～12.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是( )
A．在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种
B．在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种
C．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种
D．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种
解析 根据跃迁规律，hν＝E2－E1和能级图可确定，A错误，B正确；被光子照射后氢原子可跃迁到n＝4的能级，此能级氢原子发光波长种类N＝C，C正确，D错误．
答案 BC
9.用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线．调高电子能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条．用?表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量．根据氢原子的能级图可以判断，?和E的可能值为( )
A．△n＝1,13.22 eV
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