教科版选修35 波尔的原子模型 能级 第1课时 作业.doc

玻尔的原子模型 能级（练习题）1（多选）玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有（ ）a原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量b原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的c电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子d电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率【答案】 abc【解析】 a、b、c三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关2（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ben是负值cen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【答案】 ab【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3（多选）氢原子能级如图所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是（ ）a氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级c一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级【答案】 cd【解析】 由氢原子能级图可知氢原子从n2跃迁到n1的能级的能级差大于从n3跃迁到n2的能级的能级差，根据|enem|h和可知，|enem|h，选项a错误；同理从n1跃迁到n2的能级需要的光子能量大约为从n3跃迁到n2的能级差的五倍左右，对应光子波长应为从n3跃迁到n2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b错误；氢原子从n3跃迁到n1的能级的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项c正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|enem|h，选项d正确。4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（ ）a01 b321 c0123 d.【答案】 b【解析】 大量氢原子跃迁时，只有三种频率的光谱，这说明是从n3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，h3h2h1，解得：321，选项b正确5.根据玻尔理论，氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道（ ）a.原子的能量减少，电子的动能增加b.原子的能量增加，电子的动能减少c.原子要放出一系列频率不同的光子d.原子要吸收某一频率的光子【答案】 a 【解析】根据玻尔理论，氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道时，是氢原子由高能级状态向低能级状态跃迁，同时要向外辐射一定频率的光子，所以原子的能量减少，由于引力做正功，所以电子的动能增大，所以a选项正确b选项错误；由可知原子要放出一种频率的光子，所以c、d选项错误。6.根据玻尔理论，氢原子的电子由n = 1轨道跃迁到n = 2轨道，下列说法正确的是（ ）a原子要吸收某一频率的光子b原子要放出一系列频率不同的光子c原子的能量增加，电子的动能增加d原子的能量减少，电子的动能减少【答案】a【解析】氢原子的电子由n = 1轨道跃迁到n = 2轨道时，电子的能量要增大，电子的运动半径增大，故电子的运动速度变小，电子的动能减小，原子要吸收一定频率的光子才能实现，故a的说法是正确的，b、c、d是不正确的。7.氢原子能级如图所示，一群原处于4能级的氢原子回到1的状态过程中（ ） a. 放出三种频率不同的光子b. 放出五种频率不同的光子c. 放出的光子的最大能量为12.75ev，最小能量是0.66evd. 放出的光能够使逸出功为13.0ev的金属发生光电效应 【答案】c【解析】氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级，由于有6中不同的跃迁方式，所以有6中不同频率的光子；在n=4和n=1能级之间跃迁释放的能力最大，为12.75ev；在n=4和n=3能级之间跃迁，释放的能量最小，为0.66ev；所以a、b选项错误，而c选项正确；由于12.75ev小于某金属的逸出功13.0ev，所以放出的光不能使该金属发生光电效应，d选项错误。8.氢原子的能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62ev3.11ev之间，由此可推出，氢原子（ ） a从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光为可见光b从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光c从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光d从高能级向n=3能级跃迁时发出的光均为可见光【答案】b【解析】从n=2能级向n=1能级跃迁时发出的光的能量为10.2ev，不在可见光范围内，a选项错误；从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量为1.89ev，在可见光范围内，b选项正确；从n=4能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量为2.55ev，不在可见光范围内，更高能级向n=2能级跃迁发出光的能量都比2.55ev大，不可能是可见光，所以c选项错误；更高能级向n=3能级跃迁时发出光的能量均小于1.51ev，也都不在可见光范围内，所以d选项错误。9.图中所示为氢原子能级示意图的一部分，则关于氢原子发生能级跃迁的过程中，下列说法中正确的是a从高能级向低能级跃迁，氢原子放出光子b从高能级向低能级跃迁，氢原子核外电子轨道半径变大c从高能级向低能级跃迁，氢原子核向外放出能量d从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出电磁波的波长短【答案】a【解析】a中氢原子的电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子会放出光子，a是正确的；b中从高能级向低能级跃迁，氢原子核外电子轨道半径变小，b不对；c中从高能级向低能级跃迁，并不是氢原子核向外放出能量，因为电子在原子核外，故c也不对；d中从能级跃迁到能级时释放的能量比从能级跃迁到能级时释放的能量小，故辐射光的频率也小，光的波长较长，d是正确的。10.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为e1=-54.4ev，氦离子能级的示意图如图1所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（ ） a40.8ev b43.2ev c51. 0ev d54.4ev【答案】b【解析】光子要能够让基态氦离子吸收而发生跃迁必须满足光子能量等于某个激发态和基态的能量差从而使氦离子从基态跃迁到该激发态，比如光子能量等于40.8ev跃迁到，光子能量等于51.0ev跃迁到，或者大于等于基态能量的绝对值，使得氦离子发生电离，如果有多余的能量转化为电离后的动能，比如54.4ev使氦离子发生电离。所以选项acd都可以使氦离子发生跃迁，不能跃迁的是选项b。11.图为氢原子的能级示意图。现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁时（ ） a能发出3种不同频率的光b能发出4种不同频率的光c能发出5种不同频率的光d能发出6种不同频率的光【答案】d【解析】氢原子从高能级跃迁到低能级，多余的能量以光子的形式释放出来，不同能级之间跃迁，能极差不同，辐射的光子能量不同即不同的能极差跃迁不同频率的光子，n=4的激发态向低能级跃迁，只要跃迁不到基态，氢原子就会继续跃迁，跃迁的路径有，六种路径，辐射6中光子，统计规律表面，辐射的光子种类为。对照选项d对。12.氢原子能级如图所示。大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a光是从n=3能级向n=1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是（ ） a从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的 b从n=4能级向n=2能级跃迁时发出的c从n=4能级向n=1能级跃迁时发出的 d从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的【答案】c【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射的光子能量等于能极差，a光的能量等于，b光的频率大于a光的频率，即b光的能量大于，对照选项中的能极差，能够大于只有选项c的。即选项c对。考点：氢原子能级结构13.根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为e，质量为m，电子在第1轨道运动的半径为r1，静电力常量为k。（1）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期及形成的等效电流的大小； （2）氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量en为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：ep=-k（以无穷远为电势能零点）。请根据以上条件完成下面的问题。试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量en和电子在第1轨道运动时氢原子的能量e1满足关系式假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。【答案】（1）（2）证明过程见解析【解析】（1）设电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期为，形成的等效电流大小为，根据牛顿第二定律有 （2分）则有 （1分）又因为 （2分）有 （1分）（2）设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有 （