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.doc
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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(1～4題為單選題，5題為多選題) 1．(邢臺一中xx～xx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k＝m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A B．波長最長的是C C．頻率最大的是A D．波長最長的是B 答案：B 解析：由ΔE＝hν＝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xx～xx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n＝4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：E4－E3＝0.66eV；E3－E2＝1.89eV；E2－E1＝10.2eV；E4－E1＝12.75eV；E3－E1＝12.09eV；E4－E2＝2.55eV，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xx～xx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λa、λb、λc，則 h＝E3－E1 h＝E3－E2 h＝E2－E1 所以λb>λc>λa，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E0＝1.416 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Ek＝1.323MeV，EL＝1.399 MeV，EM＝1.412 MeV。則可能發(fā)射的特征X射線的能量為( ) A．0.013 MeV B．0.017 MeV C．0.076 MeV D．0.093 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EL－EK＝0.076 MeV，EM－EL＝0.013 MeV，EM－EK＝0.089 MeV，選項A、C正確。 二、非選擇題 6．(遼寧撫順六校聯(lián)合體xx～xx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h＝6.6310－34Js) 答案：10 9.510－8 解析：用13.06的光照射可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n＝5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：h＝E5－E1，λ＝，代入數據得λ＝9.510－8m。 7．如圖所示，氫原子從n>2的某一能級躍遷到n＝2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n＝2的能級，滿足： hν＝En－E2＝2.55eV En＝hν＋E2＝－0.85eV，所以n＝4 基態(tài)氫原子要躍遷到n＝4的能級，應提供ΔE＝E4－E1＝12.75eV的能量。躍遷圖如圖所示。 能力提升 一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題) 1．(泰安市五校xx～xx學年高二下學期聯(lián)考)如圖所示，當氫原子從n＝4躍遷到n＝2的能級和從n＝3躍遷到n＝1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：hνa＝E4－E2＝2.55eV，hνb＝E3－E1＝12.09eV，∴λa>λb，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ν1、ν2、ν3的三種光，且ν1<ν2<ν3，則該單色光的光子能量為( ) A．hν1 B．hν2 C．hν3 D．h(ν1＋ν2＋ν3) 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E＝hν，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ν，且必有一種頻率等于ν，由題意知，該氫原子受激后只能發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3的三種光，且ν1<ν2<ν3，即最高頻率是ν3，那么照射光頻率必是ν3，光子能量是hν3。 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Hα，Hβ，Hγ和Hδ，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，Hα所對應的軌道量子數大 B．Hγ的光子能量大于Hβ的光子能量 C．對于同一種玻璃，4種光的折射率以Hα為最小 D．對同一種金屬，Hα能使它發(fā)生光電效應，Hβ，Hγ，Hδ都可以使它發(fā)生光電效應 答案：A 解析：由E＝h，知波長長，光子能量小，故Hα光子能量最小，Hδ光子能量最大，再由h＝En－E2，得Hα對應的軌道量子數最小，A錯誤。 4．(青州市實驗中學xx～xx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n＝1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n＝2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光 C．從高能級向n＝3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高 D．從n＝3能級向n＝2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n＝1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n＝2能級躍遷時發(fā)出的光的能量≤3.40eV，B錯。從高能級向n＝3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n＝3到n＝2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λ1的光子，從能級A躍遷到能級C時，輻射出波長為λ2的光子。若λ1>λ2，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 λ＝ 解析：h＝EA－EB，h＝EA－EC，則原子從能級B躍遷到能級C時，EB－EC＝h－h(huán)。因為λ1>λ2，故EB－EC>0，則輻射光子，由h＝h－h(huán)，得λ＝。 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n＝3的能級，在原子回到基態(tài)時，可能產生哪幾種躍遷？出現(xiàn)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(xiàn)三種光譜線 (2)n＝2的能級 (3)不能使氫原子激發(fā) 解析：(1)對于處于n＝3的很多氫原子而言，在它們回到n＝1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n＝1的能級激發(fā)到n＝2的能級時所需吸收的能量 ΔE21＝E2－E1＝－3.4－(－13.6)eV＝10.2eV 如果氫原子從n＝1的能級激發(fā)到n＝3的能級，那么所需吸收的能量為 ΔE31＝E3－E1＝1.51－(－13.6)eV＝12.09eV 因為外來電子的能量E電＝11eV，和上述計算結果相比較可知： ΔE21
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