2018版高中物理学业分层测评6第2章原子结构第3节玻尔的原子模型鲁科版选修3-5

1、第 3 节玻尔的原子模型（建议用时：45 分钟）学业达标1.（多选）关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有（）A. 它彻底否定了经典的电磁理论B. 它发展了卢瑟福的核式结构学说C. 它引入了普朗克的量子理论D. 它保留了一些经典力学和经典的电磁理论【解析】 原子核式结构模型与经典电磁理论的种种矛盾说明，经典电磁理论已不适用于原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量子化的概念，提出了量子化的原子模型；但在玻尔的原子模型中仍然认为原子中有一很小的原子核，电子在核外绕核做匀速圆周运动，电子受到的库仑力提供向心力，并没有完全抛弃经典的电磁理论.【答案】 BCD2根据玻尔的原子结构理论，电

2、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. 电子的电势能与动能之和D. 电子的动能、电势能和原子核能之和【解析】 根据玻尔理论可知，电子在各条可能轨道上运动的能量是指电子的动能和电势能之和，故 C 正确，AB、D 错误.【答案】 C3. 用频率为V0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V1、V2、V3的三条谱线，且V3V2V1,贝9(）【导学号：64772096】A.V0V1B.V3= V2+ V111 1C.V0= V1+V2+ V3D.V1=+ V2V3【解析】 当用频率为V0的光照射处于基态的氢原子时，由所发射的光谱中仅能观测到

3、三种频率的谱线可知，这三种频率的光子应是氢原子从第3 能级向低能级跃迁过程中辐射的，由能量特点可知，V3=V1+V2,选项 B 正确.【答案】 B4.（多选） 下面关于玻尔理论的解释中，正确的说法是（）A 原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量2B.原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量3C. 原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子D. 原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的【解析】 根据玻尔原子理论可以判定选项A、B、D 均正确；原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能辐射一定频率的光子，也可

4、能吸收一定频率的光子，故选项C 不正确.【答案】 ABD5.（多选）设氢原子由n= 3 的状态向n= 2 的状态跃迁时放出能量为E频率为v的光 子.则氢原子（）如11-.图 2-3-3A.跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B.由n= 2 的状态向n= 1 的状态跃迁时放出光子的能量大于C.由n= 2 的状态向n= 3 的状态跃迁时吸收光子的能量等于D.由n= 4 的状态向n= 3 的状态跃迁时放出光子的频率大于【解析】 原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子，=1 的状态跃迁时，能量比由n=3 的状态向n=2 的状态跃时要大，所以放出光子的能量大 于E,B 项正确；由n= 2 的状态向

5、n= 3 的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n= 3 的状态向n= 2 的状态跃迁时放出的能量 E, C 项正确；由n= 4 的状态向n= 3 的状态跃迁时放出光子的能量较小，所以频率小于v, D 项错.【答案】 BC6.（多选）已知氢原子的能级图如图2-3-4 所示，现用光子能量介于 1012.9 eV 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是（）M-. 05- 0.544-0.853-1.5J2-3.4- 13.6图 2-3-4EEvA 错；由n= 2 的状态向n4A.在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B.在照射光中可能被吸收的光子能量只有 3 种C.照射后可能观测到氢

6、原子发射不同波长的光有6 种5D.照射后观测到氢原子发射的光中波长最长的光是由n= 4 向n= 3 跃迁时发出的【解析】 根据跃迁规律hv=EmEn和能级图，可知 A 错，B 对；氢原子吸收光子后能跃迁到最高为n=4 的能级，能发射的光子的波长有C4=6 种，故 C 对；氢原子由n= 4 的能级跃迁到n=3 的能级发射出的光的频率最小，波长最长，故D 正确.【答案】 BCD7氢原子的能级图如图2-3-5 所示.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的最大初动能等

7、于 _ eV.【导学号：64772030】R7eV-04-a笳工-1.512- 34-13.6图 2-3-5【解析】 设氢原子由n= 4 能级跃迁到n= 2 能级所发出的光子波长为入,由n= 2cc能级跃迁到n= 1 能级所发出的光子波长为入，贝UE4E2=h，并且逸出功L ,E入0cEI=h，根据爱因斯坦光电方程Ek=hvW得，光子的最大初动能为 入hc -1-丨 =hcE2-E1E4j-E2= 2E2E1E4= 7.65 eV. 入 入ohc hc【答案】 7.65&已知氢原子基态的电子轨道半径为r1= 0.528X1010m,量子数为13.6 eV.n(1)求电子在基态轨道上运动

8、时的动能;(2)有一群氢原子处于量子数n= 3 的激发态.画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线;(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长.(其中静电力常量k= 9.0X1。9N-m/C2，电子电量e= 1.6X1019C,普朗克常量h=一 3486.63X10 J s,真空中光速 c = 3.0X10 m【解析】(1)设电子的质量为m电子在基态轨道上的速率为ccE=2.18X1018J=13.6 eV.(2)当氢原子从量子数n= 3 的能级跃迁到较低能级时，可以得到 3 条光谱线，如图所示.2X0.528X107与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3-El.=1.03

9、x10一7m.【答案】（1）13.6 eV（2）见解析7（3）1.03x10 m能力提升9.（多选）如图 2-3-6 为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（）5-.544-0,853-1.511- -3.4I- 13.6图 2-3-6A.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n= 5 能级跃迁到n= 1 能级比从n= 5 能级跃迁到n= 4 能级辐射出电磁波的速度大C. 处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的D.处于n= 5 能级的一群原子跃迁时，最多可以发出6 种不同频率的光子cc hc【解析】 根据E=hv,v=，

10、可知入=匚二，从n= 4 能级跃迁到n= 3 能级 比从n= 3能级跃迁到n= 2 能级放出能量小，所以从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，选项A 正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频率无关，选项B 错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不相同，C 正确；处于n= 5 能级的一群原子跃迁时，最多可以发出 10 种不同频率的光子，D 项错误.【答案】 AC10.根据氢原子的玻尔模型，试比较核外电he曰一E一 3486.63X10 x3X101.5 n=l8子在第1、3 轨道上运动时，其轨道半径之比为_ ，电子绕核运动速率之

11、比为 _ ，运行周期之比为_.【解析】 根据玻尔氢原子模型的轨道量子化结论有，轨道半径rn=n2r1,所以r1:3=12：3=1：99E/cV0 -0.85 -1.51- Jr6图 2-3-7色光红橙黄绿蓝一靛紫光子能量1.61 2.00 2.07 2.14 2.53 2.76 范围(eV)2. 002. 072. 142. 532. 763. 10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2 条，其颜色分别为【解析】 由七种色光的光子的不同能量可知，可见光光子的能量范围在1.613.10eV,故可能是由第 4 能级向第 2 能级跃迁过程中所辐射的光子， 日=0.85 ( 3.40

12、) eV =2.55 eV,即蓝一靛光；也可能是氢原子由第 3 能级向第 2 能级跃迁过程中所辐射的光子，E2= 1.51 ( 3.40) eV = 1.89 eV，即红光.【答案】 红蓝一靛12.将氢原子电离，就是从外部给电子能量，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n= 2 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) 若用波长为 200 nm 的紫外线照射处于n= 2 激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷 远处时的速度多大？(电子电荷量e= 1.6x1019C,电子质量m= 0.91x1030kg，氢原子一 34基态能量E1= 13.6 eV，普朗克常量h= 6.63x10 J s)【导学号：64772031】13.6电子运行时的向心力由库仑力提供，所以有ke mvyn r nr1所以T1:T3=:V1=1 :V327.【答案】1：93： 11 : 2711 氢原子部分能级的示意图如图2-3-7所示，1.310【解析】 (1)n= 2 时，E=22eV = 3.4 eVn=8时，E=0 要使