高中物理第十八章原子结构4玻尔的原子模型课时训练新人教版.docx

玻尔的原子模型题组一玻尔的原子理论1.(多选)根据玻尔理论,氢原子中量子数n越大()A.电子的轨道半径越大B.核外电子的速率越大C.氢原子能级的能量越大D.核外电子的电势能越大解析:根据玻尔理论,氢原子中量子数n越大,电子的轨道半径就越大,选项A正确;核外电子绕核做匀速圆周运动,库仑力提供向心力,k=m,则半径越大,速率越小,选项B错误;量子数n越大,氢原子所处的能级能量就越大,选项C正确;电子远离原子核的过程中,库仑力做负功,电势能增大,选项D正确。答案:ACD2.(多选)关于玻尔的原子模型,下列说法中正确的是()A.它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说B.它发展了卢瑟福的核式结构学说C.它完全抛弃了经典的电磁理论D.它引入了普朗克的量子理论解析:玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁,故A错误,B正确;它的成功就在于引入了量子化理论,缺点是被过多地引入经典力学所困,故C错误,D正确。答案:BD3.氢原子放出一个光子后,根据玻尔理论,氢原子的()A.核外电子的电势能增大B.核外电子的动能增大C.核外电子的转动周期变大D.氢原子的能量增大解析:根据玻尔理论,氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态才辐射出光子,反之会吸收光子,所以选项D错误。氢原子放出一个光子后,核外电子进入低能级轨道运行,半径减小,由 k=m知,随r变小,电子线速度变大,电子动能增大,所以选项B正确。由T=知,r变小,线速度v变大,所以周期T变短,选项C错误。当电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道时,静电力做正功,所以电子电势能变小,选项A错误。答案:B4.(多选)原子的能量量子化现象是指()A.原子的能量是不可以改变的B.原子的能量与电子的轨道无关C.原子的能量状态是不连续的D.原子具有分立的能级解析:正确理解玻尔理论中的量子化概念是解题关键。根据玻尔理论,原子处于一系列不连续的能量状态中,这些能量值称为能级,原子不同的能量状态对应不同的轨道,故C、D选项正确。答案:CD题组二玻尔理论对氢光谱的解释5.(多选)对氢原子能级公式En=的理解,下列说法中正确的是()A.原子定态能量En是指核外电子动能与核之间的静电势能的总和B.En是负值C.En是指核外电子的动能,只能取正值D.从式中可以看出,随着电子运动半径的增大,原子总能量减少解析:这里是取电子自由态作为能量零点,所以电子处在各个定态中能量均是负值,En表示核外电子动能和电子与核之间的静电势能的总和,所以选项A、B对,C错;因为能量是负值,所以n越大,En越大。答案:AB6.如图所示为氢原子的能级图,若用能量为10.5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子,则氢原子()A.能跃迁到n=2的激发态上去B.能跃迁到n=3的激发态上去C.能跃迁到n=4的激发态上去D.以上三种说法均不对解析:用能量为10.5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子,从能级差可知,若氢原子跃迁到某一能级上,则该能级的能量为(10.5-13.6) eV=-3.1 eV,根据氢原子的能级图可知,不存在定态能量为-3.1 eV的能级,因此氢原子无法发生跃迁。答案:D7.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子,例如在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫作俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫作俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为En=,式中 n=1,2,3, 表示不同能级,A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是()A.A B.A C.A D.A解析:由题意知,E1=-A,E2=-,E4=-,电子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的能量E=E2-E1=A。该能量使处于n=4能级的电子电离后的动能Ek=E-|E4|=A,即选项C正确。答案:C8.有大量的氢原子,吸收某种频率的光子后从基态跃迁到n=3的激发态,已知氢原子处于基态时的能量为E1,则吸收光子的频率=,当这些处于激发态的氢原子向低能态跃迁发光时,可发出条谱线,辐射光子的能量分别为。解析:根据玻尔的假设,当原子从基态跃迁到n=3的激发态时,吸收光子的能量h=E3-E1,而E3=E1,所以吸收光子的频率=。当原子从n=3的激发态向低能态跃迁时,由于是大量的原子,可能的跃迁有多种,如从 n=3到n=1,从n=3到n=2,再从n=2到n=1,因此可能发出三条谱线,三种光子的能量分别为E31=-E1,E32=-E1,E21=-E1。答案:3(建议用时:30分钟)1.仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条不连续的亮线,其原因是()A.氢原子只有几个能级B.氢原子只能发出平行光C.氢原子有时发光,有时不发光D.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的解析:不连续的亮线对应着不同频率的光,选项B、C错误;氢原子在不同的能级之间跃迁时,辐射出不同能量的光子,并且满足E=h。能量不同,相应光子频率不同,体现在光谱上是一些不连续的亮线,选项A错误,选项D正确。答案:D2.用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为1、2、3的三条谱线,且321,则以下关系正确的是()A.023,则照射光的波长为()A.3B.1+2+3C.D.解析:由玻尔理论知,该氢原子吸收光子后被激发到n=3的激发态,其辐射的能量最大(波长最短)的单色光的波长应为3,则h=h+h,所以3=,即选项D正确。答案:AD5.如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是()解析:由En=、h=E及能级跃迁图可得a光的波长最短,b光的波长最长,选项C正确。答案:C6.氢原子部分能级的示意图如图所示。不同色光的光子能量如下表所示。色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为()A.红、蓝靛B.黄、绿C.红、紫D.蓝靛、紫解析:由能级图可知,只有原子从n=4能级向n=3能级以及从n=3能级向n=2能级跃迁时发射光子的能量符合题目要求,两种光子对应的能量分别为2.55 eV和1.89 eV,分别为蓝-靛光和红光,选项A正确。答案:A7.(多选)用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子,使这些氢原子被激发到量子数为n(n2)的激发态。此时出现的氢光谱中有N条谱线,其中波长的最大值为。现逐渐提高入射电子的动能,当动能达到某一值时,氢光谱中谱线数增加到N条,其中波长的最大值变为。下列各式中可能正确的是()A.N=N+nB.N=N+n-1C.D.n,则E,故C项正确。答案:AC8.根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+)的能级图如图所示。电子处在n=3轨道上比处在 n=5轨道上离氦核的距离(选填“近”或“远”)。当大量He+处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有条。解析:能级越小的电子,离原子核越近;从n=4的激发态跃迁时,发射的谱线条数为=6条。答案:近69.有一群氢原子处于n=4的能级上,已知氢原子的基态能量E1=-13.6 eV,普朗克常量h=6.6310-34Js,求:(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线?(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少?解析