学鲁科版选修35 2.3波尔的原子模型 作业（5）.docx

2017-2018学年度鲁科版选修3-5 2.3波尔的原子模型 作业（5）1如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据波尔理论，下列说法中正确的是a. 从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长b. 从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量c. 从n=4能级跃迁到n=3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小d. 处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的2下列说法正确的是a. 一群处于n=5的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出10 种不同频率的光b. 卢瑟福在a粒子散射实验中发现了电子，并提出了原子的核式结构学说c. 在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能ek越大，则这种金属的逸出功w0越大d. 某放射性原子核经过2次衰变和一次衰变，核内中子减少了4个3下列叙述中符合物理学史的有( )a. 汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子b. 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的c. 查德威克通过对粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型d. 玻尔根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式4现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的 )()a. b. kc. d. 2k5氢原子的结构可以简化为一个电子绕一个质子做匀速圆周运动，电子在不同轨道上运动，氢原子具有不同能量.如图所示为氢原子能级示意图，一群氢原子(称为a群)处于n=3的激发态，它们向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，用这些光子分别照射逸出功为2.29ev的金属钠和处于基态的另一群(称为b群)氢原子，下列说法不正确的是a. b群中的部分氢原子被激发到n=2的激发态b. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.80evc. a群氢原子在辐射光子的过程中电子绕质子运动的动能增大，电势能减小d. a群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短6图示为氢原子能级示意图，己知大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子，下面说法中正确的是 a. n2能级氢原子受到照射后跃迁到n5能级b. n2能级氢原子吸收的能量为2.55evc. 频率最高的光子是氢原子从n3能级跃迁到nl能级放出的d. 波长最大的光子是氢原子从n4能级跃迁到n1能级放出的7如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是 ( )a. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光b. 由n2能级跃迁到n1能级产生的光频率最小c. 用n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 ev的金属铂能发生光电效应d. 由n4能级跃迁到n1能级产生的光最容易表现出衍射现象8如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49ev的金属钠，下列说法正确的是( )a. 这群氢原子能辐射出六种不同频率的光，其中从n4能级跃迁到n3能级所发出的光波长最长b. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大c. 能发生光电效应的光有四种d. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是10.26ev9若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征x射线内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)214po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量e0=1.416mev交给内层电子(如k、l、m 层电子，k、l、m标记原子中最靠近核的三个电子层)使其离实验测得从214po原子的k、l、m层电离出的电子的动能分别为ek=1.323mev、el=1.399mev、em=1.412mev则可能发射的特征x射线的能量为:a. 0.004mev b. 0.017mev c. 0.076mev d. 0.089mev10如图所示为氢原子能级示意图的一部分，一群原来处于n4能级的氢原子跃迁到n1能级的过程中()a. 放出三种频率不同的光子b. 放出六种频率不同的光子c. 氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大d. 从n4的能级跃迁到n3的能级时，辐射出的光子的波长最长11氢原子基态能量e1=-13.6ev，电子绕核运动半径r1=0.5310-10m 求氢原子处于n=4激发态时：(电子的质量m=0.910-30kg)（1）原子系统具有的能量；（2）电子在轨道上运动的动能；（3）电子具有的电势能；（4）向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少（保留两位有效数字）？12 在电子俘获中，原子核俘获了k层一个电子后，新核原子的k层将出现一个电子空位，当外层l层上电子跃迁到k层填补空位时会释放一定的能量；一种情况是辐射频率为0的x射线；另一种情况是将该能量交给其他层的某电子，使电子发生电离成为自由电子该能量交给m层电子，电离后的自由电子动能是e0，已知普朗克常量为h，试求新核原子的l层电子和k层电子的能级差及m层电子的能级(即能量值)13已知氢原子在基态时的轨道半径为r1=0.5310-10m，能级值e1= 13.6ev，求赖曼系（高能级跃迁至基态）中能量最大的光子和能量最小光子的波长各是多少？14人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示。下列说法中正确的是（ ）a粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关b科学家通过粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型c科学家通过粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型d科学家通过粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了波尔的原子模型15从氢气放电管可以获得氢原子光谱。1885年瑞士中学教师巴尔末对当时已发现的在可见光区的谱线做了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示。如果采用波长的倒数，这个公式可写作：为常数）自巴尔末系发现后，人们又在紫外区和红外区发现了一些新的谱线，这些谱线也可以用类似巴尔末的简单公式来表示，例如赖曼系公式：（rh为常数）1913年丹麦物理学家玻尔提出了著名的原子结构和氢光谱理论。上述两个公式中的在波尔理论中被称为量子数。玻尔氢原子理论的能级图如图所示。阅读了上面的资料后，你认为巴尔末系是氢原子能级图中的（ ）a线系i b线系ii c线系iii d线系iv16在光滑水平面上有一个静止的质量为m的木块，一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出，子弹射入木块的最大深度为d。设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s，子弹所受阻力恒定。试证明：s d17(1)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n1)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ev？用这种光照射逸出功为4.54 ev的金属表面时，逸出的光电子的最大初动能是多少ev?(2)静止的li核俘获一个速度v17.7104 m/s的中子而发生核反应，生成两个新核已知生成物中he的速度v22.0104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同写出上述反应方程求另一生成物的速度试卷第5页，总5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1a【解析】从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长长。故a正确。由高能级向低能级跃迁，氢原子向外辐射能量，不是氢原子核向外放出能量，选项b错误；从n=4能级跃迁到n=3能级，氢原子的能量减小，电子的半径减小，动能变大，选项c错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不同，故d错误。故选a。点睛：此题要知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，则波长越小2a【解析】根据 ，可知一群处于n=5能级激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出10种不同频率的光，故a正确；卢瑟福在a粒子散射实验只是提出了原子的核式结构学说，故b错误；在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能ek越大，则这种金属的逸出功w0越小，故c错误；每发生一次衰变，质子数减少2个，每发生一次衰变，质子数增加一个，所以经过2次衰变和一次衰变，核内质子数减少3个，故d错误。所以a正确，bcd错误。3a【解析】汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，a正确；卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，bc错误；巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，d错误4c【解析】由题意知量子数为3的能级上的氢原子分别向量子数为2、1的能级上跃迁的氢原子数占总氢原子数的二分之一，产生总共产生k个光子。此时处于量子数为2的能级上氢原子总共有个，向基态跃迁时辐射的光子个数为个。则总个数为k+=故c正确，abd错误。故选c。5d【解析】a：一群氢原子(称为a群)处于n=3的激发态，它们向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，这些光子照射处于基态的另一群(称为b群)氢原子，可使基态氢原子被激发到n=2或n=3的激发态。故a项正确。b：一群氢原子(称为a群)处于n=3的激发态，它们向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子最大能量，照射逸出功为2.29ev的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的最大初动能。故b项正确。c：a群氢原子在辐射光子的过程中，电子绕质子运动的半径减小，据可得电子绕质子运动的动能增大；电子绕质子运动的半径减小，电势能减小。故c项正确。d：a群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光的光子能量最小，光子的频率最小，波长最长。故d项错误。综上，说法不正确的是d6b【解析】大量处于n2能级的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光子可知n2能级氢原子受到照射后跃迁到n4能级，吸收的能量为（-0.85）-（-3.4）=2.55ev，选项b正确；频率最高的光子对应的能级差最大，则是氢原子从n4能级跃迁到nl能级放出的，选项c错误；波长最大的光子对应的能级差最小，则是氢原子从n4能级跃迁到n3能级放出的，选项d错误；故选b.7c【解析】根据，所以这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光。故a错误；由图可知当核外电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，故b错误；n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量e=13.6-3.40ev=10.2ev，大于逸出功，能发生光电效应，故c正确。由n=4能级跃迁到n=1能级过程中释放的光的能量最大，波长最小，最不容易表现出衍射现象，选项d错误；故选c.点睛：由高能级向低能级跃迁，辐射的光子能量等于两能级间的能极差，光子频率越高，波长越短，波长长的光容易发生衍射当光子的能量大于逸出功，即可发生光电效应8acd【解析】根据知，这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子，从n=4向n=3跃迁的光子频率最小，波长最长，a正确；氢原子辐射光子的过程中，能量减小，轨道半径减小，根据知，电子动能增大，则电势能减小，b错误；只有从n=4跃迁到n=2，从n=4跃迁到n=1，从n=3跃迁到n=1，以及从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于逸出功，所以能发生光电效应的光有4种，c正确；从n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为，根据光电效应方程得，d正确9cd【解析】电离过程是：该能级上的电子获得能量后转化为其动能，当获得的动能足能使其脱离原子核的吸引后，则能电离，因此电离时获得的动能等于无穷远处能级和该能级之间能量差。所以内层三个能级的能量分别为：e1=-1.412mev，e2=-1.399mev，e3=-1.323mev，因此放出的特征x射线的能量分别为：e1=e3-e1=0.089mev，e2=e2-e1=0.013mev，e3=e3-e2=0.076mev，故ab错误，cd正确。故选cd.点睛：本题为信息给予题，解决这类问题要根据题目所给信息结合所学物理知识求解，关键是把握题目中的有用信息，如在本题中前半部分的叙述只是扩宽知识，真正对解题有用是后半部分所述10bcd【解析】a、根据 知,一群原来处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级的过程中,放出6种不同频率的光子,故a错误,b正确.c、氢原子放出光子后,从高能级跃迁到低能级,电子的轨道半径减小,则库仑力做正功，所以动能增加，电势能减小，故c正确；d、n=4和n=3间的能级差最小,辐射的光子频率最小,波长最大,故d正确.故选bcd点睛：根据数学组合公式得出放出不同频率光子的种数;根据电子轨道半径的变化,结合库仑引力提供向心力得出电子运动动能的变化.根据能级差分析光子频率的大小,从而得出波长的大小.11（1） （2）0.85ev（3）-1.7ev（4）0.66ev【