学鲁科版选修35 2.3波尔的原子模型 作业（3）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-5 2.3波尔的原子模型 作业（3）1如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是a. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子b. 欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09ev的光子照射c. 一个氢原子从n=4的状态跃迁到基态时，最多可以辐射出6种不同频率的光子d. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射金属铂(逸出功为6.34ev)时不能发生光电效应2关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有（ ）a. 汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内b. 粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据c. 卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性d. 玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的3根据玻尔原子理论，氢原子的能级公式为en=e1n2（e1为氢原子在基态时的能量），一群氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，辐射出的光子中能量最大值为a. 15e116 b. 15e116 c. 7e1144 d. 7e11444下述说法中正确的是（）a. 卢瑟福通过对阴极射线的研究发现了电子b. 粒子散射实验中使粒子发生较大角度偏转的是与电子碰撞的结果c. 大量原子从n=4的激发态向低能态跃迁时，可以产生的光谱线数是6条d. 氢原子从基态跃迁到激发态时，动能变大，势能变小，总能量变小5如图为氢原子能级示意图的一部分，氢原子基态的能量为e1=-13.6ev。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为12.75ev，辐射光的频率有a. 4种 b. 5种c. 6种 d. 10种6如图为氢原子的能级图，已知可见光光子的能量范围为1.62ev3.11ev，金属钠的逸出功是2.25ev，现有大量处于n=4能级的氢原子。下列说法正确的是failed to download image : 0:8086/qbm/2018/5/6/1939558088114176/1940455604764672/stem/b41e483ebfd843e68b8e9bfb295c7eef.pnga. 氢原子跃迁时最多可发出6种可见光b. 氢原子跃迁时发出的可见光均能使金属钠发生光电效应c. 氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为0.77evd. 氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为10.98ev7氢原子辐射出一个光子后，下列说法正确的是a. 电子绕核旋转半径减小b. 电子的动能减小c. 氢原子的电势能减小d. 氢原子的能级值减小8下列几幅图的有关说法中正确的是( )图甲 图乙 图丙 图丁a. 图甲中的人用大锤连续敲打，小车能在光滑的水平面上持续向右运动b. 乙图中射线丙由 粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，射线乙不带电，是高速运动的中子流c. 丙图中强黄光和弱黄光曲线交于 u 轴同一点，说明发生光电效应时最大初动能与光的强度无关d. 图丁为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，能使逸出功为2.21ev的金属钾发生光电效应的光谱线有4条9子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用如图所示为氢原子的能级示意图，假定光子能量为e的一束光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为v1、v2、v3、v4、v5和v6的光，且频率依次增大，则e等于（）a. h（v2+v1） b. h（v5+v6） c. hv3 d. hv410下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是()a. 图(甲)：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一b. 图(乙)：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的c. 图(丙)：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了中子d. 图(丁)：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性11如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多少种频率不同的光子若用其中频率最大的光照射到逸出功为2.75ev的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为多少？12如图所示为氢原子最低的四个能级,当氢原子在这些能级间跃迁时,求:(1)有可能放出几种能量的光子?(2)在哪两个能级间跃迁时,所发出光子波长最长?波长是多少?13已知氢原子处于基态时，原子的能量e1=-13.6 ev，电子轨道半径r1=0.5310-10 m;氢原子处于n=2能级时，原子的能量e2=-3.4 ev，此时电子轨道半径r2=4r1，元电荷e=1.610-19 c，静电力常量k=9.0109 nm2c-2。(1)氢原子处于基态时，电子的动能是多少?原子系统的电势能是多少?(2)氢原子处于n=2能级时，电子的动能是多少?原子系统的电势能又是多少?(3)你能否根据计算结果猜想处于n能级的氢原子系统的电势能表达式?14原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向低能级跃迁。如图所示为氢原子的能级图。现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)的氢原子上,被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光,则照射氢原子的单色光的光子能量为多少?用这种光照射逸出功为 4.54ev的金属表面时,逸出的光电子的最大初动能是多少?15将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子(1)若要使n2的激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长200 nm的紫外线照射处在n2能级的氢原子，则电子飞到离核无穷远处的速度为多大？(电子的电荷量e1.61019c，电子的质量me0.911030kg)试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1b【解析】要使n=3能级的氢原子发生跃迁，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，或大于1.51ev能量的任意频率的光子。故a错误；根据玻尔理论，用12.09ev电子照射时，吸收光子后电子的能量：12.09+（-13.6）=-1.51ev，所以能从基态发生跃迁，跃迁到第3能级，故b正确；一个氢原子从n=4的状态跃迁到基态时，最多可以辐射出3种不同频率的光子，选项c错误；从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量e=e2-e1=-3.4ev-（-13.6）ev=10.2ev6.34ev，而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于电子的逸出功，故可以发生光电效应。故d错误。故选b。2b【解析】a、汤姆孙发现电子后，猜想出原子内的正电荷均匀分布在原子内，提出了枣糕式原子模型，故a错误；b、卢瑟福根据粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转，提出了原子核式结构模型。故b正确；c、卢瑟福提出的原子核式结构模型，无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，故c错误；d、玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，由于原子是稳定的，故玻尔提出的原子定态概念是正确的，故d错误。点睛：本题考查原子物理中常识性问题，要在了解人类发现原子结构历史进程的基础上进行记忆，不能混淆。3b【解析】从n=4能级跃迁到n=1能级光子能量最大，最大为e=e4e1=e116e1=15e116，b正确4c【解析】汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，故a错误；粒子散射实验中使粒子发生较大角度偏转是由于粒子靠近原子核，受到库仑斥力发生大角度偏转，故b错误；根据c42=6，知，大量原子从n=4的激发态向低能态跃迁时，可以产生的光谱线数是6条，故c正确；氢原子从基态跃迁到激发态时，总能量增大，电子轨道半径增大，根据ke2r2=mv2r知，电子动能减小，则电势能增大，故d错误。所以c正确，abd错误。5c【解析】频率最大的光子能量为12.75ev，解得en=12.75ev+(13.6ev)=0.85ev，即n=4，从n=4能级开始，共有c42=6种不同的频率的光子，故c正确，abd错误；故选c。6c【解析】a. 根据c42=6知，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光子，因为可见光的光子能量范围约为1.62ev3.11ev，满足此范围的有：n=4到n=2，n=3到n=2，所以氢原子跃迁时最多可发出2种可见光，故a错误；b、大量氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时，辐射的光子能量为3.400.38ev=3.02ev，从n=3能级向n=2能级跃迁时，辐射的光子能量为3.401.51ev=1.89ev2.25ev，故b错误；cd、根据ek=hvw0，氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为ek=3.022.25ev=0.77ev，故c正确，d错误；故选c。7acd【解析】氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据，得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，电子绕核运动的周期减小。故a、c、d正确，b错误。故选acd。【点睛】解决本题的关键知道从高能级向低能级跃迁，辐射光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，以及知道原子的能量等于电子动能和电势能的总和，通过动能的变化可以得出电势能的变化8cd【解析】a项：当把锤头打下去时，大锤向左运动，小车就向右运动，抬起锤头时大锤向右运动，小车向左运动，所以在水平面上左、右往返运动车不会持续地向右驶去，故a错误；b项：根据带电粒子在磁场中偏转，结合左手定则可知，射线丙由a粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，而射线乙不偏转，说明其不带电，是高速运动的光子流，故b错误；c项：根据euc=12mvm2=hw0当强黄光和弱黄光曲线交于u轴同一点，说明发生光电效应时最大初动能与光的强度无关，故c正确；d项：从n=4能级向低能级跃迁时能量只要大于2.21ev就能使金属钾发生光电效应，故d正确。9ac【解析】子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高m能级，然后从m能级向较低能级跃迁，若从m能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3m任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类cm2=mm12=6，解得m=4，即子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁。辐射光子的按能量从小到大的顺序排列为4能级到3能级，能级3到能级2，能级4到能级2，能级2到能级1，能级3到能级1，能级4到能级1，所以能量e与h3相等，也等于h（v1+v2），故ac正确，bd错误。10ab【解析】a、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故a正确；b、玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故b正确；c、卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，此实验没有发现质子和中子，故c错误；d、根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，故d错误；故选ab。【点睛】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性。116种；10v【解析】根据知，大量处于n=4的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种能量不同的光子能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足：h=emen所以频率最大的光子能量为：e=e4e1=0.85+13.60ev=12.75ev根据爱因斯坦光电效应方程，有：ekm=hve0根据动能定理有：eu=ekm解得：u=10v点睛：本题为3-5模块的综合题，对于该部分知识一是注意平时的积累与记忆，二是注意有关能级跃迁、最大初动能与遏止电压等知识的应用12(1)6(2)由第4能级向第3能级跃迁=1.8810-6m【解析】【试题分析】要放出光子,原子只能从高能级向低能级跃迁,当它们跃迁时,有的氢原子由n=4的激发态跃迁到n=3,然后再跃迁到n=2直到n=1的基态,或由n=3直接到n=1;也有的氢原子由n=4直接跃迁到n=2或n=1等,对大量的氢原子而言,发生上述各种跃迁都是可能的。根据数学知识,可求出放出光子的种类,波长最长的光子,能量最小,因而波长最长的光子应由能级差最小的跃迁发出。(1)由n=cn2可得n=6(种)。(2)氢原子由第4能级向第3能级跃迁时,能级差最小,辐射的光子波长最长,根据h=e4-e3=-0.85 ev-(-1.51ev)=0.66ev=hce4e3=6.63103431080.661.61019m1.88106m【点睛】解决本题的关键知道能级跃迁时，辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越小，光子频率越小，波长越长13(1)13.6 ev-27.2 ev(2)3.40 ev-6.8 ev(3)epn=-k【解析】（1）设氢原子处于基态时核外电子的速