人教版高中物理选修3-5检测题：(十一)玻尔的原子模型含答案

1、课时跟踪检测（十一）玻尔的原子模型一、基础题帥熟1 根据玻尔的氢原子理论，电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：选C根据玻尔理论，电子绕核在不同轨道上做圆周运动，库仑力提供向心力,故电子的能量指电子的总能量，包括动能和电势能，所以C选项是正确的。2处于n = 3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有A. 1种B. 2种C. 3种D. 4种解析：选C大量氢原子从n=3能级向低能级跃迁时， 能级跃迁图如图所示，有3种跃迁情况，故辐射光的频率有 3种，选项C正确。10种不同频率的3已

2、知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出光，下列能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是1301-0.51-0,K5-L51( )00.別-1.51rAv 0-0.51-0.85-J.5L-3A-13.6-13.6rW15-0 一肺-1.51-13.6D解析：选A根据玻尔理论，波长最长的跃迁对应着频率最小的跃迁，根据氢原子能级图，频率最小的跃迁对应的是从5到4的跃迁，选项 A正确。4.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=-54.4 eV，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或电离的是（）A.

3、40.8 eVC. 51.0 eV-Snl v'-6.0 eV-116Z册rVB. 43.2 eVD. 54.4 eV解析：选B要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件,即吸收的光子的能量必须是任意两个能级的差值，40.8 eV是第一能级和第二能级的差值,51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子刚好电离需要吸收的能量，选项A C D均满足条件，而 B选项不满足条件，故正确答案为 Bo5.（多选）氢原子的能级如图2所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 3.11 eVoF列说法正确的是（）0“ .0.54-0.85-1.51-3.4L3.6图2A. 处于n = 3能

4、级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B. 大量氢原子从高能级向n= 3能级跃迁时，可能发出可见光C. 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D. 一个处于n= 3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出 3种不同频率的光解析：选AC由于E3=- 1.51 eV,紫外线光子的能量大于可见光光子的能量，即E紫E-Es= 1.51 eV，可以使氢原子电离，A正确；大量氢原子从高能级向n = 3能级跃迁时，最大能量为1.51 eV，即辐射出光子的能量最大为1.51 eV，小于可见光光子的能量，B错误；n= 4时跃迁发出光的频率数为6种，C正确；一个处于 n= 3

5、能级的氢原子向低能级跃迁时最多可能发出3 1= 2种不同频率的光， D错误。6. 氢原子的能级如图 3所示。有一群处于 n= 4能级的氢原子，若原子从n= 4向n= 2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：UE/fV0 .4-0.853-1.5123p4I13.6(1) 这群氢原子发出的光中共有 种频率的光能使该金属产生光电效应；(2) 从n = 4向n= 1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为 eV。解析：(1)从n= 4向n= 2跃迁刚好发生光电效应，设该金属的极限频率为v。则座=E4 E2= h v = ( 0.85)eV ( 3.4)eV = 2.55 eV

6、。若要使金属产生光电效应，则释放的光子的能量应满足AE>2.55 eV。故可有从 n= 4至n= 1, n = 3至n= 1, n = 2至n= 1, n= 4至n= 2跃迁产生 4种频率 的光可满足要求。(2) Ek= h v W=(曰一E) 2.55 eV = 10.2 eV。答案：(1)4(2)10.2二、能力题帥通7. (多选)氢原子能级图如图4所示，a、b、c分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设a、b、c在跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是W、Eb、E和 沐 店 见,若a光恰能使某金属产生光电效应，则()图4A.?a= ?t>+ ?c1 1 B. 一 =+C.

7、 Eb= Ea+ EcD. c光也能使该金属产生光电效应解析：选 BC曰=旦一E1, Eb=曰一E1, Ec= E3 E2,故 吕=压+ H, C项正确；又因为 Ec 111=h v= h，故：=：+：, A项错误，B项正确；a光恰能使某金属发生光电效应，而Ea>H,人A? 2 kD项错误。一 10n= 0.53 X 10 m，能量 E13.6 eV。求氢原子处故c光不能使该金属产生光电效应,&氢原子在基态时轨道半径为 于基态时：(1)电子的动能；原子的电势能；一 31 用波长是多少的光照射可使其电离？(已知电子质量9.1 X 10 kg)2 2e mv解析：(1)设处于基态的氢

8、原子核外电子的速度为V1,贝y k 2=，所以电子的动能 Ek1r1 r1212 ke=严亦919 29 X 10 X (1.6 X 10) 一2X 0.53 X 101UX 1.6 X 1019 eV=13.6 eV。因为Ei= E<i + Epi，所以曰=E Eki= 13.6 eV 13.6 eV=27.2 eV。(3) 设用波长为 入的光照射可使氢原子电离:he=0 E入所以入hc3486.63 X 10 X 3X 10 813.6 X 1.6 X 1019 m= 9.14 X 10 m。8答案：(1)13.6 eV (2) 27.2 eV (3)9.14 X 10 m9有一群氢

9、原子处于量子数n= 4的激发态中，能发出几条光谱线？其中最高频率、最低频率各为多少?n= 4的激发态若有一个氢原子处于量子数n=4的激发态时，最多能发出几种频率的光子?解析：一群氢原子向低能级跃迁时，各种跃迁方式都会发生，即可以从的激发态到n= 1的基态，到n= 3, n = 2, n= 1的各能级，再从n= 3的激发态到n= 2, n= 1的各能级，再从n= 2故有 N= 2- = 6种频率的光子产生，如图所示为跃迁情况示意图。最咼频率的光子满足153.1 X 10 Hz 。最低频率的光子满足14v 1.6 X 10 Hz。3.40L3.&Eg0.«5-L.&L 18hv = 0.85 eV ( 13.6 eV) = 12.75 eV = 2.04 X 10 J , 19hv = 0.85 eV ( 1.51