高中物理 第十八章 原子结构 4 玻尔的原子模型成长训练 新人教版选修3-5.doc

4 玻尔的原子模型主动成长夯基达标1.根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指()a.电子的动能b.电子的电势能c.电子的动能与电势能之和d.电子的动能、电势能和原子核能量之和思路解析：根据玻尔理论，电子绕核在不同轨道上做圆周运动，库仑引力为向心力，故电子的能量指电子的总能量，包括动能与电势能，所以选项c正确.答案：c 2.氢原子的基态能量为e1，如图18-4-3所示，四个能级图正确代表氢原子能级的是()图18-4-3思路解析：根据氢原子能级图的特点：上密下疏，再联系各激发态与基态能级间关系，可判断c对.答案：c 3.氢原子辐射出一个光子后，则()a.电子绕核旋转半径增大b.电子的动能增加c.氢原子电势能增加d.原子的能级值增大思路解析：由玻尔理论可知，氢原子辐射出光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能应减少，另由经典电磁理论，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核子对电子的库仑力：，所以.可见电子运动半径减小，动能越大，再结合能量转化和守恒定律，氢原子放出光子，辐射出能量，所以原子的总能量减少，综上所述只有选项b正确.答案：b4.原子的能量量子化现象是指()a.原子的能量是不可改变的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思路解析：正确理解玻尔理论中量子化概念是解题的关键.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于不同的圆形轨道,故选项c、d正确.答案：cd 5.氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，以下说法正确的是（）a.电子的动能减小，电势能增大b.电子的动能增大，电势能减小c.电子绕核旋转的半径减小，周期变小d.电子绕核旋转的半径增大，周期变大思路解析：根据玻尔理论，氢原子核外电子绕核做圆周运动，静电力提供向心力，即，电子运动的动能，由此可知，离核越远，动能越小.氢原子辐射光子后，总能量减少.由于其动能,跃迁到低能级时，r变小，动能变小，因总能量e等于其动能和电势能之和，可知电子的电势能越小.氢原子的核外电子跃迁到低能级时在离核较近的轨道上运动，半径变小，速度变大，由周期公式知，电子绕核运动的周期变小.综上所述，选项b、c正确.答案：bc6.欲使处于基态的氢原子被激发，下列措施可行的是 （）a.用10.2ev的光子照射b.用11 ev的光子照射c.用14ev的光子照射d.用10 ev的光子照射思路解析：用氢原子能级图算出10.2 ev为第2能级与基态之间的能级差，能使氢原子被激发，而大于13.6 ev的光子能使氢原子电离.答案：ac 7.氢原子的量子数越小，则()a.电子轨道半径越小b.原子的能量越小c.原子的能量越大d.原子的电势能越小思路解析：该题的物理图景是库仑引力提供电子绕核运动的向心力，可类比地球和人造卫星的运动来理解学习.根据玻尔理论，不同的轨道对应不同的能级，对应不同的量子数，量子数越小，则氢原子核外电子轨道半径减小，对应能量减小.由于静电引力做正功，电子动能越大，电子的电势能越小.答案：abd 8.光子的发射和吸收过程是()a.原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差b.原子不能从低能级向高能级跃迁c.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级d.原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值思路解析：解决此题要注意以下两个问题：一、原子的跃迁条件；二、关系式h=em-en(mn).由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发态不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式放出能量.光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即h=em-en(mn)，故选项c、d正确.答案：cd 9.氢原子从能量为e1的较高激发态跃迁到能量为e2的较低激发态，设真空中的光速为c，则()a.吸收光子的波长为b.辐射光子的波长为c.吸收光子的波长为d.辐射光子的波长为思路解析：由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低能级跃迁时辐射光子，由关系式h=e1-e2得，又，故辐射光子波长为,选项d正确.答案：d 10.氢原子中核外电子从第2能级跃迁到基态时，辐射的光照射在某金属上时能产生光电效应.那么，处于第3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的各种频率的光可能使此金属板发生光电效应的至少有()a.1种b.2种c.3种d.4种思路解析：原子在跃迁时发出的光子频率由始、末能级能量之差决定，即h=em-en，且能级越高，相邻能级的差值越小（在氢原子能级图上表现为上密下疏的特点）.发生光电效应的条件是照射光的频率要大于该金属的极限频率.本题未知该金属的极限频率，但可以用比较的办法来确定肯定能发生光电效应的频率.氢原子由高能级e3向低能级跃迁的可能情形为31,32,21三种.其中31发出的光子频率大于21发出光子的频率，32发出的光子频率小于21发出的光子频率，已知21发出的光子能发生光电效应，则31发出的光子一定能使该金属发生光电效应，而32发出的光子无法判定是否能发生光电效应.因此辐射出的三种频率的光能使此金属板发生光电效应的至少有2种.答案：b11.某金属的极限波长恰等于氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的波长.现在用氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？思路解析：设氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级发出的光子波长为0，由n=2能级跃迁到n=1能级发出的光子波长为，则根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为=2e2-e1-e4=2(-3.4) ev+13.6 ev+0.85 ev=7.65 ev.答案：7.65 ev12.已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.52810-10m，量子数为n的能级值为.（1）求电子在基态轨道上运动的动能.（2）有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线？（3）计算这几种光中波长最短的波长.（静电力常量k=9109nm2/c2,电子电荷量e=1.610-19c，普朗克常量h=6.6310-34js,真空中光速c=3.00108 m/s）思路解析：由，可计算出电子在任意轨道上运动的动能,且ekn=|en|,epn=2en，并由此计算出相应的电势能epn.（1）核外电子绕核做匀速圆周运动，静电引力提供向心力，则,又知故电子在基态轨道的动能为：=2.18101