25 bài tập trắc nghiệm Quang phổ vạch của Hidro có lời giải - Vật Lí lớp 12

25 bài tập trắc nghiệm Quang phổ vạch của Hidro có lời giải

Với 25 bài tập trắc nghiệm Quang phổ vạch của Hidro có lời giải Vật Lí lớp 12 tổng hợp 25 bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Quang phổ vạch của Hidro từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Vật Lí lớp 12.

Bài 1: Vạch đầu tiên (bước sóng dài nhất) trong dãy Lyman là λ₂₁ = 121,2 nm. Hai vạch đầu trong dãy Balmer là λ₃₂ = 0,6563 μm và λ₄₂ = 0,4861 μm. Bước sóng của vạch thứ hai và vạch thứ ba trong dãy Lyman là

A. 341 nm; 910 nm.

B. 102,3 nm; 97,0 nm.

C. 0,672 μm; 0,455 μm.

D. 0,486 μm; 0,970 nm.

Lời giải:

Vạch thứ hai trong dãy Lyman là λ₃₁ :

Vạch thứ ba trong dãy Lyman là λ₄₁ :

Đáp án B

Bài 2: Chiếu một chùm sáng đơn sắc vào khối khí hydro loãng đang ở trạng thái cơ bản thì trong quang phổ phát xạ của khối khí đó có 6 vạch nằm trong vùng hồng ngoại, bước sóng ngắn nhất trong 6 vạch đó bằng 1,0960 μm. Theo mẫu nguyên tử Bohr thì bước sóng ngắn nhất trong quang phổ phát xạ của khối khí hydro đó là

A. 0,9701 μm.    B. 0,1218 μm.

C. 0,0939 μm.    D. 0,0913 μm.

Lời giải:

6 vạch vùng hồng ngoại thì mức đáy của nó phải từ mức 3 trở lên.

mức (từ 3 về 6) khối khí đã bị kích thích lên mức 6.

Bước sóng ngắn nhất trong 6 vạch hồng ngoại này là λ₆₃ :

Bước sóng ngắn nhất trong quang phổ của Hydro là λ₆₁ :

Chia vế với vế của (1) cho (2) :

Đáp án C

Bài 3: Theo mẫu nguyên tử Bohr, nếu một khối khí hydro loãng đang bức xạ ra ba loại phôtôn ánh sáng khác nhau với hai trong ba loại phôtôn đó có bước sóng là 0,1217 μm và 0,1027 μm thì phôtôn còn lại có bước sóng là

A. 1,2844 μm.    B. 0,6578 μm.

C. 0,4861 μm.    D. 0,4341 μm.

Lời giải:

, khối khí bị kích thích lên mức 3.

Từ mức 3 có thể phát ra các phôtôn có bước sóng: λ₂₁, λ₃₁ (vùng tử ngoại) và λ₃₂ (vùng as nhìn thấy).

Đề bài đã cho 2 trong 3 bức xạ có bước sóng là 0,1217 μm và 0,1027 μm ∈ vùng tử ngoại nên bước sóng còn lại là λ₃₂.

Đáp án B

Bài 4: Đối với nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bước sóng 121,8 nm. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo L. nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bước sóng 656,3 nm. Khi êlectron chuyển từ quỹ đại M về quỹ đạo K, nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bước sóng

A. 534,5 nm.    B. 95,7 nm.

C. 102,7 nm.    D. 309,1 nm.

Lời giải:

Ta có: E_M – E_K = E_M – E_L + E_L – E_K

Đáp án C

Bài 5: Đối với nguyên tử hiđrô, các mức năng lượng ứng với các quỹ đạo dừng K, M có giá trị lần lượt là: -13,6 eV; -1,51 eV. Cho biết h = 6,625.10^-34 Js; c = 3.10⁸ m/s và e = 1,6.10^-19C. Khi electron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K, thì nguyên tử hiđrô có thể phát ra bức xạ có bước sóng

A. 102,7 μm.    B. 102,7 mm.

C. 102,7 nm.    D. 102,7 pm.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án C

Bài 6: Theo tiên đề của Bo, khi electron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo L sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ₂₁, khi electron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo L thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ₃₂ và khi electron chuyển từ quỹ đạo M sang quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ₃₁. Biểu thức xác định λ₃₁ là

Lời giải:

Đáp án D

Bài 7: Nguyên tử hiđrô chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng E_n = -1,5 eV sang trạng thái dừng có năng lượng Em = -3,4 eV. Bước sóng của bức xạ mà nguyên tử hiđrô phát ra xấp xỉ bằng

A. 0,654.10^-7m.    B. 0,654.10^-6m.

C. 0,654.10^-5m.    D. 0,654.10^-4m.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án B

Bài 8: Các nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng ứng với electron chuyển động trên quỹ đạo có bán kính gấp 9 lần so với bán kính Bo. Khi chuyển về các trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì các nguyên tử sẽ phát ra các bức xạ có các tần số nhất định. Có thể có nhiều nhất bao nhiêu tần số khác nhau?

A. 2.    B. 4.    C. 1.    D. 3.

Lời giải:

Ta có: r_n = 9r₀ = 3²r₀; từ 3 về 2 và về 1 có 2 tần số khác nhau; từ 2 về 1 có thêm 1 tần số khác nữa.

Đáp án D

Bài 9: Nguyên tử hiđrô chuyển từ một trạng thái kích thích về trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn phát ra bức xạ có bước sóng 486 nm. Độ giảm năng lượng của nguyên tử hiđrô khi phát ra bức xạ này là

A. 4,09.10^-15 J.    B. 4,86.10^-19 J.

C. 4,09.10^-19 J.    D. 3,08.10^-20 J.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án C

Bài 10: Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo dừng N của electron trong nguyên tử hiđrô là

A. 47,7.10^-11 m.    B. 132,5.10^-11 m.

C. 21,2.10^-11 m.    D. 84,8.10^-11 m.

Lời giải:

Quỹ đạo dừng N có n = 4: r_N = n²r₀ = 4².5,3.10^-11 = 84,8.10^-11 (m).

Đáp án D

Bài 11: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng K thì năng lượng của nguyên tử hiđrô là -13,6 eV còn khi ở quỹ đạo dừng M thì năng lượng đó là -1,5 eV. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng M về quỹ đạo dừng K thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng

A. 102,7 pm.    B. 102,7 mm.

C. 102,7 μm.    D. 102,7 nm.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án D.

Bài 12: Nguyên tử hiđrô ở trạng thái cơ bản có mức năng lượng bằng -13,6 eV. Để chuyển lên trạng thái dừng có mức năng lượng -3,4 eV thì nguyên tử hiđrô phải hấp thụ một phôtôn có năng lượng

A. 10,2 eV.    B. -10,2 eV.    C. 17 eV.    D. 4,8 eV.

Lời giải:

Ta có: ε = E_cao – E_thấp = 10,2 eV.

Đáp án A

Bài 13: Đối với nguyên tử hiđrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo M về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng 0,1026 μm. Lấy h = 6,625.10^-34 Js, e = 1,6.10^-19 C và c = 3.10⁸ m/s. Năng lượng của phôtôn này là

A. 1,21 eV.    B. 11,2 eV.    C. 12,1 eV.    D. 121 eV.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án C

Bài 14: Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái kích thích mà electron chuyển động trên quỹ đạo dừng N. Khi electron chuyển về các quỹ đạo dừng bên trong thì quang phổ vạch phát xạ của đám nguyên tử đó có bao nhiêu vạch?

A. 3.    B. 1.    C. 6.    D. 4.

Lời giải:

Quỹ đạo dừng N có n = 4 → số vạch = 3 + 2 + 1 = 6.

Đáp án C

Bài 15: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được tính theo công thức (eV) (n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 sang quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử hiđrô phát ra phôtôn ứng với bức xạ có bước sóng bằng

A. 0,4350 μm.    B. 0,4861 μm.

C. 0,6576 μm.    D. 0,4102 μm.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án C

Bài 16: Một chất có khả năng phát ra ánh sáng phát quang với tần số f = 6.10¹⁴ Hz. Khi dùng ánh sáng có bước sóng nào dưới đây để kích thích thì chất này không thể phát quang?

A. 0,55 μm.    B. 0,45 μm.

C. 0,38 μm.    D. 0,40 μm.

Lời giải:

Ta có: = 0,5 μm > 0,55 μm.

Đáp án A

Bài 17: Theo mẫu nguyên tử Bo, bán kính quỹ đạo K của êlectron trong nguyên tử hiđrô là r₀. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo N về quỹ đạo L thì bán kính quỹ đạo giảm bớt

A. 12r₀.    B. 4r₀.    C. 9r₀.    D. 16r₀.

Lời giải:

Quỹ đạo N có n = 4; quỹ đạo L có n = 2; Δr = 4²r₀ – 2²r₀ = 12r₀.

Đáp án A

Bài 18: Khi êlectron ở quỹ đạo dừng thứ n thì năng lượng của nguyên tử hiđrô được xác định bởi công thức E_n = (eV) (với n = 1, 2, 3,…). Khi êlectron trong nguyên tử hiđrô chuyển từ quỹ đạo dừng n = 3 về quỹ đạo dừng n = 1 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ₁. Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo dừng n = 5 về quỹ đạo dừng n = 2 thì nguyên tử phát ra phôtôn có bước sóng λ₂. Mối liên hệ giữa λ₁ và λ₂ là

A. 27λ₂ = 128λ₁.    B. λ₂ = 5λ₁.

C. 189λ₂ = 800λ₁.    D. λ₂ = 4λ₁.

Lời giải:

Ta có:

Đáp án C

Bài 19: Trong nguyên tử hiđrô, bán kính Bo là r₀ = 5,3.10^-11m. Ở một trạng thái kích thích của nguyên tử hiđrô, electron chuyển động trên quỹ đạo dừng có bán kính r = 2,12.10^-10 m. Quỹ đạo đó là quỹ đạo dừng có tên là:

A. L.    B. O.    C. N.    D. M.

Lời giải:

Ta có: → n = 2; đó là quỹ đạo dừng L.

Đáp án A

Bài 20: Một chất phát quang được kích thích bằng ánh sáng có bước sóng 0,26 μm thì phát ra ánh sáng có bước sóng 0,52 μm. Giả sử công suất của chùm sáng phát quang bằng 20% công suất của chùm sáng kích thích. Tỉ số giữa số phôtôn ánh sáng phát quang và số phôtôn ánh sáng kích thích trong cùng một khoảng thời gian là

Lời giải:

Ta có:

Đáp án D

Bài 21: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hidrô, khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôton ứng với bức xạ có tần số f₁ . Khi êlectron chuyển từ quỹ đạo P về quỹ đạo L thì nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bức xạ có tần số f₂. Nếu êlectron chuyển từ quỹ đạo L về quỹ đạo K thì nguyên tử phát ra phôtôn ứng với bức xạ có tần số

Lời giải:

Ta có: E_P – E_K = hf₁; E_P – E_L = hf₂; E_L – E_K = hf₃;

E_L - E_K = E_P – E_K – E_P + E_L = E_P – E_K – (E_P – E_L) = hf₁ – hf₂

→ f₃ = f₁ – f₂.

Đáp án A

Bài 22: Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M bằng

A. 9.    B. 2.    C. 3.    D. 4.

Lời giải:

Lực hướng tâm tác dụng lên electron là lực Cu-lông giữa electron và prôtôn:

Đáp án C

Bài 23: Các mức năng lượng của các trạng thái dừng của nguyên tử hiđrô được xác định bằng biểu thức E_n = eV (n = 1, 2, 3, …). Nếu nguyên tử hiđrô hấp thụ một phôtôn có năng lượng 2,55 eV thì bước sóng nhỏ nhất của bức xạ mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra là

A. 9,74.10^-8 m.    B. 1,46.10^-8 m.

C. 1,22.10^-8 m.    D. 4,87.10^-8 m.

Lời giải:

Từ công thức E_n = eV ta tính được các mức năng lượng ứng với n = 1, 2, 3, … tương ứng là: E₁ = - 13,6 eV; E₂ = - 3,4 eV; E₃ = - 1,51 eV; E₄ = - 0,85 eV, E₅ = - 0,544 eV, …

Ta thấy 2,55 eV = E₄ – E₂ nghĩa là nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng ứng với n = 2 chuyển lên trạng thái dừng ứng với n = 4.

Bước sóng ngắn nhất mà nguyên tử hiđrô có thể phát ra khi chuyển từ trạng thái dừng ứng với n = 4 về trạng thái dừng có mức năng lượng nhỏ nhất là:

Đáp án A

Bài 24: Biết bán kính Bo là r₀ = 5,3.10^-11 m. Bán kính quỹ đạo dừng M trong nguyên tử hiđrô là

A. 132,5.10^-11 m.    B. 84,8.10^-11 m.

C. 21,2.10^-11 m.    D. 47,7.10^-11 m.

Lời giải:

Quỹ đạo M có n = 3; r_n = n²r₀ = 33.5,3.10^-11 = 47,7.10^-11 (m).

Đáp án D

Bài 25: Theo mẫu Bo về nguyên tử hiđrô, nếu lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng L là F thì khi êlectron chuyển động trên quỹ đạo dừng N, lực này sẽ là

Lời giải:

Lực tương tác tĩnh điện giữa electron và hạt nhân khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng thứ n là:

quỹ đạo L có n = 2, quỹ đạo M có n = 4 nên

Đáp án A