2019-2020年高中物理 第18章 第4節(jié) 玻爾的原子模型同步練習 新人教版選修3-5一、選擇題(14題為單選題，5題為多選題)1(邢臺一中xxxx學年高二下學期檢測)根據玻爾理論，在氫原子中，量子數n越大，則()A電子軌道半徑越小B核外電子運動速度越大C原子能級的能量越小D電子的電勢能越大答案：D解析：在氫原子中，量子數n越大，電子的軌道半徑越大，根據km知，r越大，v越小，則電子的動能減小，因為量子數增大，原子能級的能量增大，動能減小，則電勢能增大，故D正確，A、B、C錯誤。2如圖所示為氫原子的能級圖，A、B、C分別表示電子在三種不同能級躍遷時放出的光子，其中()A頻率最大的是AB波長最長的是CC頻率最大的是AD波長最長的是B答案：B解析：由Eh可知，B頻率最大，C波長最長。3(養(yǎng)正中學、安溪一中、惠安一中xxxx學年高二下學期期末)圖中畫出了氫原子的4個能級，并注明了相應的能量E，處于n4的能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光波。已知金屬鉀的逸出功為2.22eV。在這些光波中，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的總共有()A二種B三種C四種D五種答案：C解析：E4E30.66eV；E3E21.89eV；E2E110.2eV；E4E112.75eV；E3E112.09eV；E4E22.55eV，所以共有四種頻率的光可使金屬鉀產生光電效應。4(江蘇鹽城市xxxx學年高二下學期期末)如圖所示是某原子的能級圖，a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光。在下列該原子光譜的各選項中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的是()答案：C解析：設a、b、c三種光的波長分別為a、b、c，則hE3E1hE3E2hE2E1所以b>c>a，因此按波長依次增大由左向右為a、c、b，即選項C正確。5若原子的某內層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該空位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征X射線。內層空位的產生有多種機制，其中的一種稱為內轉換，即原子處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時，將躍遷時釋放的能量交給某一內層電子，使此內層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內轉換電子)。214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E01.416 MeV交給內層電子(如K、L、M層電子，以K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層)使其電離。實驗測得從214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動能分別為Ek1.323MeV，EL1.399 MeV，EM1.412 MeV。則可能發(fā)射的特征X射線的能量為()A0.013 MeVB0.017 MeVC0.076 MeVD0.093 MeV答案：AC解析：當發(fā)生能級躍遷時，釋放的X射線的能量可能值為ELEK0.076 MeV，EMEL0.013 MeV，EMEK0.089 MeV，選項A、C正確。二、非選擇題6(遼寧撫順六校聯合體xxxx學年高二下學期期末)如圖所示為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射的不同波長的光有_種，其中最短波長為_m(結果保留2位有效數字，已知普朗克常量h6.631034Js)答案：109.5108解析：用13.06的光照射可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n5的激發(fā)態(tài)，所以可能發(fā)出的光子有10種。其中波長最短的是：hE5E1，代入數據得9.5108m。7如圖所示，氫原子從n>2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射出能量為2.55eV的光子。問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光子？請在下圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖。答案：12.75eV解析：氫原子從n>2的某一能級躍遷到n2的能級，滿足：hEnE22.55eVEnhE20.85eV，所以n4基態(tài)氫原子要躍遷到n4的能級，應提供EE4E112.75eV的能量。躍遷圖如圖所示。能力提升一、選擇題(13題為單選題，4題為多選題)1(泰安市五校xxxx學年高二下學期聯考)如圖所示，當氫原子從n4躍遷到n2的能級和從n3躍遷到n1的能級時，分別輻射出光子a和光子b，則()A由于放出光子，原子的能量增加B光子a的能量小于光子b的能量C光子a的波長小于光子b的波長D若光子a能使某金屬發(fā)生光電效應，則光子b不一定能使該金屬發(fā)生光電效應答案：B解析：haE4E22.55eV，hbE3E112.09eV，a>b，b光子的能量大，故選項B正確，A、C、D錯誤。2處于基態(tài)的氫原子在某單色光束的照射下，只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，且1<2<3，則該單色光的光子能量為()Ah1Bh2Ch3Dh(123)答案：C解析：處于基態(tài)的原子要發(fā)光，必須先吸收一定的能量E，如果是用光照射來提供這個能量，則Eh，使之處于激發(fā)態(tài)，由于激發(fā)態(tài)能量高原子不穩(wěn)定，就會向低能級躍遷，從而發(fā)出一系列頻率的光子，但這些光子的頻率決不會大于，且必有一種頻率等于，由題意知，該氫原子受激后只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，且1<2<3，即最高頻率是3，那么照射光頻率必是3，光子能量是h3。3氫光譜在可見光的區(qū)域內有4條譜線，按照在真空中波長由長到短的順序，這4條譜線分別是H，H，H和H，它們都是氫原子的電子從量子數大于2的可能軌道上躍遷到量子數為2的軌道時所發(fā)出的光，下列判斷錯誤的是()A電子處于激發(fā)態(tài)時，H所對應的軌道量子數大BH的光子能量大于H的光子能量C對于同一種玻璃，4種光的折射率以H為最小D對同一種金屬，H能使它發(fā)生光電效應，H，H，H都可以使它發(fā)生光電效應答案：A解析：由Eh，知波長長，光子能量小，故H光子能量最小，H光子能量最大，再由hEnE2，得H對應的軌道量子數最小，A錯誤。4(青州市實驗中學xxxx學年高二下學期期末)氫原子的部分能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11eV之間由此可推知，氫原子()A從高能級向n1能級躍遷時發(fā)出的光的波長比可見光的短B從高能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光C從高能級向n3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高D從n3能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光答案：AD解析：本題考查玻爾的原子理論，從高能級向n1的能級躍遷的過程中輻射出的最小光子能量為10.2eV，不在1.62eV到3.11eV之間，A正確。已知可見光子能量在1.62eV到3.11eV之間，從高能級向n2能級躍遷時發(fā)出的光的能量3.40eV，B錯。從高能級向n3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11eV的光的頻率才比可見光高，C錯。從n3到n2的過程中釋放的光的能量等于1.89eV，介于1.62eV到3.11eV之間，所以是可見光，D對。二、非選擇題5.氫原子從能級A躍遷到能級B時，輻射出波長為1的光子，從能級A躍遷到能級C時，輻射出波長為2的光子。若1>2，則氫原子從能級B躍遷到能級C時，將_光子，光子的波長為_。答案：輻射解析：hEAEB，hEAEC，則原子從能級B躍遷到能級C時，EBEChh。因為1>2，故EBEC>0，則輻射光子，由hhh，得。6氫原子能級圖如下圖所示，由能級圖求：(1)如果有很多氫原子處于n3的能級，在原子回到基態(tài)時，可能產生哪幾種躍遷？出現幾種不同光譜線？(2)如果用動能為11eV的外來電子去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，可使氫原子激發(fā)到哪一個能級上？(3)如果用能量為11eV的外來光去激發(fā)處于基態(tài)的氫原子，結果又如何？答案：(1)出現三種光譜線(2)n2的能級(3)不能使氫原子激發(fā)解析：(1)對于處于n3的很多氫原子而言，在它們回到n1的基態(tài)時，可能觀測到三條不同頻率的光譜線，其頻率分別為2.921015Hz、4.511014Hz、2.471015Hz(2)從氫原子能級圖可以推算出：氫原子從n1的能級激發(fā)到n2的能級時所需吸收的能量E21E2E13.4(13.6)eV10.2eV如果氫原子從n1的能級激發(fā)到n3的能級，那么所需吸收的能量為E31E3E11.51(13.6)eV12.09eV因為外來電子的能量E電11eV，和上述計算結果相比較可知：E21<E電<E31所以具有11eV能量的外來電子，只能使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)到n2的能級，這時外來電子剩余的動能為：E外E211110.20.8eV(3)如果外來光子的能量E光11eV，由于光子能量是一個不能再分割的最小能量單元，當外來光子能量不等于某兩級能量差時，則不能被氫原子所吸收，自然，氫原子也不能從基態(tài)激發(fā)到任一激發(fā)態(tài)。