2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 4 玻爾的原子模型課后訓(xùn)練 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 4 玻爾的原子模型課后訓(xùn)練 新人教版選修3-5 基礎(chǔ)鞏固 1．關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 B．原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的 C．原子中的核外電子繞核做變速運(yùn)動(dòng)一定向外輻射能量 D．原子中的電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是連續(xù)的 2．用紫外線照射一些物質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生熒光效應(yīng)，即物質(zhì)發(fā)出可見(jiàn)光。這些物質(zhì)中的原子先后發(fā)生兩次躍遷，其能量變化分別為ΔE1和ΔE2。下列關(guān)于原子這兩次躍遷的說(shuō)法中正確的是(　　) A．先向高能級(jí)躍遷，再向低能級(jí)躍遷，且|ΔE1|＜|ΔE2| B．先向高能級(jí)躍遷，再向低能級(jí)躍遷，且|ΔE1|＞|ΔE2| C．兩次均向高能級(jí)躍遷，且|ΔE1|＞|ΔE2| D．兩次均向低能級(jí)躍遷，且|ΔE1|＜|ΔE2| 3．氫原子處于量子數(shù)n＝3的狀態(tài)時(shí)，要使它的核外電子成為自由電子，吸收的光子能量應(yīng)是(　　) A．13.6 eV B．3.5 eV C．1.51 eV D．0.54 eV 4．用波長(zhǎng)為λ的電磁波照射氫原子，恰能使處于基態(tài)的氫原子電離，若改用波長(zhǎng)為2λ的電磁波照射氫原子，那么(　　) A．仍能使基態(tài)氫原子電離 B．不能使基態(tài)氫原子電離 C．可能使基態(tài)氫原子電離 D．以上說(shuō)法都不正確 5．氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群氫原子處在n＝4的能級(jí)上，向低能級(jí)躍遷時(shí)，一共輻射出________種光子；用這些光子照射逸出功為W0＝4.54 eV的金屬鎢時(shí)，能使其發(fā)生光電效應(yīng)的有________種光子。 能力提升 6．氫原子輻射出一個(gè)光子后，則(　　) A．電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑增大 B．電子的動(dòng)能增大 C．氫原子電勢(shì)能增大 D．原子的能級(jí)值增大 7．氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道過(guò)程中(　　) A．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量增大 B．原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小 C．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量增大 D．原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量增大 8．用能量為12.6 eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，受光子的照射后，下列關(guān)于這群氫原子的躍遷的說(shuō)法正確的是(　　) A．原子能躍遷到n＝2的激發(fā)態(tài)上 B．原子能躍遷到n＝3的激發(fā)態(tài)上 C．原子能躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)上 D．原子不能躍遷 9．原子的能級(jí)圖如圖所示，現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)的汞原子上，汞原子只發(fā)出三種不同頻率的單色光。那么，關(guān)于入射光的能量，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．可能大于或等于7.7 eV B．可能大于或等于8.8 eV C．一定等于7.7 eV D．包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三種 10．氫原子的能級(jí)如圖所示，已知可見(jiàn)光的光子能量范圍約為1.62～3.11 eV。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．處于n＝3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離 B．大量氫原子從高能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng) C．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出2種不同頻率的可見(jiàn)光 D．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出3種不同頻率的可見(jiàn)光 11．氫原子中核外電子從第2能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)，輻射的光照射到某金屬上時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng)。那么，處于第3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出各種頻率的光可能使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的至少有(　　) A．1種 B．2種 C．3種 D．4種 12.如圖所示，氫原子從n＞2的某一能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，輻射出能量為2.55 eV的光子。問(wèn)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(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖。 參考答案 1. 答案：B　點(diǎn)撥：玻爾依據(jù)經(jīng)典物理在原子結(jié)構(gòu)問(wèn)題上遇到的困難，引入量子化觀念建立了新的原子模型理論，主要內(nèi)容為：電子軌道是量子化的，原子的能量是量子化的，處在定態(tài)的原子不向外輻射能量。由此可知B正確。 2. 答案：B　點(diǎn)撥：物質(zhì)原子吸收紫外線，由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，處于高能級(jí)的原子再向低能級(jí)躍遷，發(fā)出可見(jiàn)光，因紫外線光子能量大于可見(jiàn)光的光子能量，故|ΔE1|＞|ΔE2|，B正確。 3. 答案：ABC　點(diǎn)撥：只要被吸收的光子能量大于或等于n＝3激發(fā)態(tài)所需的電離能1.51 eV即可，多余能量作為電離后自由電子的動(dòng)能。 4. 答案：B　點(diǎn)撥：使基態(tài)氫原子電離需要的能量至少為，改用2λ的電磁波，其電磁波能量為，故不能使基態(tài)氫原子電離，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。 5. 答案：6　3 點(diǎn)撥：處在n＝4能級(jí)上的氫原子一共輻射出N＝種＝6種光子，能量大于4.54 eV的光子有4→1、3→1、2→1的三種光子。 6. 答案：B　點(diǎn)撥：由玻爾理論可知，氫原子輻射光子后，應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道，在此躍遷過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)電子做了正功，因而電勢(shì)能應(yīng)減小。另由經(jīng)典電磁理論，電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即為氫核對(duì)電子的庫(kù)侖力：，所以Ek＝。可見(jiàn)，電子運(yùn)動(dòng)半徑越大，其動(dòng)能越大，再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，氫原子放出光子，輻射出一定的能量，所以原子的總能量減少，只有B選項(xiàng)正確。 7. 答案：D　點(diǎn)撥：本題考查對(duì)玻爾理論、庫(kù)侖定律、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電場(chǎng)力做功的性質(zhì)和綜合運(yùn)用的能力。 根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核越遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能量越大，由能量公式En＝可知，電子從低軌道(量子數(shù)n小)向高軌道(n值較大)躍遷時(shí)，要吸收一定能量的光子，故選項(xiàng)B可排除； 氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由原子核對(duì)電子的庫(kù)侖引力提供，即，電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek＝，由此可知：電子離核越遠(yuǎn)，r越大時(shí)，電子的動(dòng)能就越小，故選項(xiàng)A、C均可排除；由于原子核帶正電荷，電子帶負(fù)電荷，事實(shí)上異性電荷遠(yuǎn)離過(guò)程中需克服庫(kù)侖引力做功，即庫(kù)侖力對(duì)電子做負(fù)功，則原子系統(tǒng)的電勢(shì)能將增加，系統(tǒng)的總能量增加，故選項(xiàng)D正確。 8. 答案：D　點(diǎn)撥：用光子照射使原子發(fā)生躍遷，就必須使光子的能量等于兩定態(tài)的能級(jí)差，即ΔE＝|Ek－En|(k＞n)，光子的能量大于或小于這個(gè)值，就不能使原子躍遷，題中光子的能量E＝12.6 eV，氫原子基態(tài)的能量為－13.6 eV，其他各激發(fā)態(tài)的能量為E2＝－3.4 eV，E3＝－1.5 eV，E4＝－0.85 eV，所以E＞E2－E1＝10.2 eV，E＞E3－E1＝12.09 eV，E＜E4－E1＝12.75 eV，故本題正解選項(xiàng)為D。 9. 答案：C　點(diǎn)撥：由玻爾理論可知，軌道是量子化的，能級(jí)是不連續(xù)的，只能發(fā)射不連續(xù)的單色光，于是要發(fā)出三種不同頻率的光，只有從基態(tài)躍遷到n＝3的激發(fā)態(tài)上，其能級(jí)差ΔE＝E3－E1＝7.7 eV，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 10. 答案：D　點(diǎn)撥：紫外線的頻率比可見(jiàn)光的高，因此紫外線光子的能量應(yīng)大于3.11 eV，而處于n＝3能級(jí)的氫原子其電離能僅為1.51 eV＜3.11 eV，所以處于n＝3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離；大量氫原子從高能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光子的能量1.51 eV＜1.62 eV，即所發(fā)出的光子為有顯著熱效應(yīng)的紅外光子；大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可以輻射出的光子的種類為N＝＝6種，其中有2種不同頻率的可見(jiàn)光。故選項(xiàng)D符合題意，應(yīng)選D。 11. 答案：B　點(diǎn)撥：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是照射光的頻率要大于該金屬的極限頻率。本題未知該金屬的極限頻率，但可以用比較的辦法來(lái)確定一定能發(fā)生光電效應(yīng)的頻率。 氫原子由第3能級(jí)向低能級(jí)躍遷的可能情形為3→1,3→2,2→1，共3種。其中3→1發(fā)出的光子頻率大于2→1發(fā)出光子的頻率，3→2發(fā)出的光子頻率小于2→1發(fā)出的光子頻率，已知2→1發(fā)出的光子能發(fā)生光電效應(yīng)，則3→1發(fā)出的光子一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而3→2發(fā)出的光子無(wú)法判定是否能發(fā)生光電效應(yīng)。因此輻射出的3種頻率的光能使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的至少有2種。 12. 答案：見(jiàn)點(diǎn)撥 點(diǎn)撥：根據(jù)公式hν＝Em－En，可確定Em的能量，由能級(jí)公式En＝判斷其量子數(shù)，然后確定處于基態(tài)的氫原子躍遷到該狀態(tài)需要吸收的能量；對(duì)于輻射躍遷圖，可根據(jù)凡是處于高能量狀態(tài)原子均可向各種低能量狀態(tài)躍遷而輻射出若干頻率的光子。 氫原子從n＞2的某一能級(jí)躍遷到n＝2的能級(jí)，滿足：hν＝En－E2＝2.55 eV， En＝hν＋E2＝－0.85 eV。 所以n＝4。 基態(tài)氫原子要躍遷到n＝4的能級(jí)，應(yīng)提供： ΔE＝E4－E1＝12.75 eV。 躍遷圖如上圖所示。