高三物理《波尔理论》测试题

波尔理论测试题一选择题。本题共14小题。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题由多个选项正确。1、下列叙述中符合物理学史事实的是：（ ）A汤姆孙首先发现电子，并测定了它的比荷； B玻尔提出了原子的核式结构模型；C卢瑟福的原子模型成功解释了氢光谱的规律； D玻尔的原子模型成功解释了氢光谱的规律。2、关于光谱，下列说法正确的是：（ ）A并不是每种原子都有自已的特征谱线；B由一些不连续的亮线组成的光谱叫线状谱；C可以用原子光谱来鉴别物质和确定物质的化学组成；D光谱分析的优点是非常灵敏而迅速3、在光谱分析中，可利用的光谱是：（ ）A连续谱； B线状谱； C吸收光谱； D以上都可以。4、玻尔在研究原子模型时提出的假设有：( )A原子处于一定的能量状态时，虽然电子做变速运动，但并不向外辐射能量；B电子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轨道时，只能辐射(或吸收)一定频率的光子；D电子辐射的光子频率等于电子绕核做圆周运动的频率。5、氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出蓝光，则氢原子从n=5的激发态直接跃迁到n=2激发态时发出：（ ）A红外线； B红光； C紫光； D绿光。 6、关于夫兰克-赫兹实验，下列说法正确的是：（ ）A电子与原子碰撞过程中，电子与原子的能量交换是连续的；B电子与原子碰撞过程中，电子与原子的能量交换是不连续的，而是量子化的；C该实验否定了波尔的原子模型； D该实验支持了波尔的原子模型。7、电子云示意图上有许多小黑点，对于这些点，下列说法正确的是：（ ）A每个小黑点表示一个电子； B每个小黑点表示各个电子出现的固定位置；C每个小黑点表示各个电子距离原子核的远近； D小黑点的疏密表示电子在该处出现机会的多少。8、如图所示，绘出了氢原子最低的四个能级，a、b、c、d分别表示氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子，则在a、b、c、d的四种光子中：( )A频率最大的光子是b； B频率最大的光子是c；C波长最长的光子是a； D波长最长的光子是d。9、已知氢原子基态的能量为-13.6eV，下列说法中正确的有：( )A用光子能量为10.2eV的光照射时，可使处于基态的氢原子电离；B用光子能量为14.0eV的光照射时，可能使处于基态的氢原子电离；C处于基态的氢原子可能辐射能量为14.0eV的光子；D处于基态的氢原子可能吸收能量为10.2eV的光子。10、已知汞原子可能的能级为：E1=-10.4eV，E2=-5.5eV，E3=-2.7eV，E4=-1.6eV，一个自由电子的总能量为9.0eV，与处于基态的汞原子发生碰撞，已知碰撞过程中不计汞原子动量的变化，则电子可能剩余的能量为：（ ）A0.2eV； B1.3 eV； C4.9 eV； D7.7eV。11、根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则：（ ）A电势能减少等于动能增大； B核外电子速度越小；C原子能级的能量越小； D原子的电势能越大。12、下列关于激光特点的叙述，正确的有：（ ）A激光的穿透能力很强； B激光的亮度高；C激光的平行性好； D激光是相干光。AKRAURUAURI(1)(2)13、德国物理学家夫兰克和赫兹进行过气体原子激发的实验研究。如图（1）他们在一只阴极射线管中充了要考察的汞蒸气。极射从阴极K发出的电子受阴极K和栅极R之间的电压UR加速，到达栅极R时，电场力做功eUR，此后电子通过栅极R和阳极A之间的减速电压UA。通过阳极的电流如图（2）所示，随着加速电压的增大，阳极电流在短时间内也增大。但是到达一个特定的电压值UR后观察到电流突然减小，在这个电压值上，电子的能量刚好能够激发和它们碰撞的原子，由于参加碰撞的电子交出其能量，速度减小，因此到达不了阳极，阳极电流减小。eUR即为气态汞原子的激发能。现已知汞原子的各条能级比基态高出以下能量值：4.88eV、6.68eV、8.78eV、10.32eV(此为汞原子的电离能)。若一个能量为7.97eV电子进入汞蒸气后测量它的能量大约是：（ ）A4.88eV或7.97eV； B4.88eV或 6.68eV；C2.35eV或7.97eV； D1.29eV或3.09eV或7.97eV。14、若原子的某内层电子被电离形成空位，其他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)使其电离。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=1.323 MeV、EL=1.399 MeV、EM=1.412 MeV。则可能发射的特征X射线的能量为：（ ）A0.013 MeV； B0.017 MeV； C0.076 MeV； D0.093MeV。二、填空题15、某原子的核外电子从第三轨道跃迁至第二轨道时，发出波长为1的光，从第三轨道跃迁至第一轨道时，发出波长为2的光，则电子从第二轨道跃迁至第一轨道时发光的波长为 。16、如图所示，画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。现有处在n=4的能级的一群氢原子，它们向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22eV。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有 种。17、氢原子核外电子质量为m，电量为e，静电力常量为K，电子沿逆时针方向运动，轨道半径为r，如图所示，则电子绕核做圆周运动的动能为 ，电子运动时等效的电流强度为 = 。 18、现有N(很大)个氢原子被激发到量子数为4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1/（n-1）：三、计算题19、红宝石激光器发射的激光是一道一道的闪光，物理上将每道闪光称为一个光脉冲。现有一红宝石激光器，发射功率为3.0105W，所发射的每个光脉冲持续的时间t=1.0106s，已知光脉冲的波长为663nm，普朗克常量h=6.6310-34 Js，光速c=.010 8 m/s。试求：（1）每列光脉冲的长度是多少？（2）每列光脉冲中含有的光子数目n是多少？（3）在每列光脉冲中，相邻两个光子的距离多大？20、氢原子处于基态时，原子能量E1=-13.6eV，根据波尔理论，原子的能级公式可表示为，核外电子的轨道半径公式可表示为，式中n=1，2，3式中n=1，2，3。已知电子电量e=1.610-19C，电子质量m=0.9110-30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.5310-10m.，普朗克常量h=6.6310-34 Js，光速c=.010 8 m/s。（1）若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？（2）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的定态时，核外电子运动的等效电流多大？（3）若已知钠的极限频率为6.001014Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，是通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？21、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，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应。以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为，式中n=1，2，3表示不同的能级，A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是多少？22、1951年，物理学家发现了“电子偶数”，所谓“电子偶数”就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统。已知正、负电子的质量均为me，普朗克常数为h，静电力常量为k，假设“电子偶数”中正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径r、运动速度v及电子的质量满足量子化理论：2mevnrn=nh/2，n=1、2、3，“电子偶数”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和，已知两正负电子相距为L时的电势能为Ep=-k，试求n=1时“电子偶数”的能量。参考答案一、选择题1、D；2、BCD；3、BC；4、ABC；5、C；提示：氢原子从n=5跃迁到n=2时辐射能量更大6、BD；7、D；8、AD；9、BD；10、AB；提示：电子与原子作用，电子可以把它的一部分能量给原子（而不一定是全部），当它把8.8 eV的能量给原子，使汞原子从n=1跃迁到n=4，电子剩余的能量为0.2eV；当它把7.7eV的能量给原子，使汞原子从n=1跃迁到n=3，电子剩余的能量为1.3 eV。11、BD；提示：当原子吸收光子，从较低能级跃迁到较高能级时，原子的总能量E增加，电子的电势能增加，而动能减少，且。当原子放出光子，从较高能级跃迁到较低能级时，原子的总能量减少，电子的电势能减少，而动能增加，且。本题中核电场力做正功，电子的电势能减少，动能增加，且减少的电势能一部分转化为动能，一部分转化为光子的能量，即。所以答案B、D。12、BCD；13D、提示：由于汞原子的各条能级比基态高出4.88eV、6.68eV、8.78eV、10.32eV的能量值，所以能量为7.97eV电子进入汞蒸气与汞原子碰撞后只可能失去以上能量，因此剩余能量只可能为1.29eV或3.09eV，如果没有碰撞则能量不变仍为7.97eV。14、AC。提示：214Po原子核将能量E0=1.416MeV交给K、L、M内层电子时使其电离。电离出的电子的动能分别为EK=1.323 MeV、EL=1.399 MeV、EM=1.412 MeV。因此K、L、M层的能级分别为0.093MeV（1.416MeV-1.323 MeV）、0.017MeV、0.004MeV。所以在这些能级之间跃迁时，可能发射的特征X射线的能量为：（0.093MeV-0.017MeV）和（0.017MeV-0.004MeV）。所以答案A、C。15、；提示：、，解得。16、5；17、；提示：，所以；另，所以。18、11N/6；提示：由题意知，数目为N的原子在n=4的能级上，分别有、数目的原子向n=3、n=2、n=1跃迁，而数目为的原子在n=3的能级上，分别有、数目的原子向n=2、n=1跃迁，同理在n=2的能级上原子还要向n=1跃迁。跃迁情况如图所示，所以共有11N/6光子。19、（1）=300m；（2），所以n=1018。（3）310-16m。20、（1）要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：。得Hz；（2）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有：，其中。根据电流强度的定义，得。将数据代入得A。（3）由于钠的极限频率为6.001014Hz，则使钠发生光电效