3-5第3章33波尔原子模型-练习试题

♦♦同步溺推♦♦根据玻尔模型，原子中电子绕核运转的半径（）可以取任意值可以在某一范围内取任意值可以取一系列不连续的任意值是一系列不连续的特定值解析：选D.由玻尔理论轨道量子化可知电子绕核运转的轨道半径是一系列不连续的特定值，D正确，A、B、C错误.关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有（）它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说它发展了卢瑟福的核式结构学说它完全抛弃了经典的电磁理论它引入了普朗克的量子理论解析：选BD.玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁，故A错，B正确，它的成功就在于引入了量子化理论缺点是被过多的引入经典力学所困，故C错，D正确.3.（2012-高考江苏卷）如图所示是某原子的能级图a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是（）解析：选C.能量越大，频率越高，波长越短，根据能级图可以看出，三种光的能量按。、c、b的顺序依次降低，所以波长也是按这个顺序依次增大.氢原子的能量级是氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能•氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时（）氢原子的能量减小，电子的动能增加氢原子的能量增加，电子的动能增加氢原子的能量减小，电子的动能减小氢原子的能量增加，电子的动能减小解析：选A.氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子放出光子，氢原子的能量减小，核外电子所受力做正功，其动能增加，故A正确.试计算处于基态的氢原子吸收波长为多少的光子，电子可以跃迁到n=2轨道上.解析：氢原子基态对应的能量E1=—13.6eV，电子在n=2的轨道上时，氢原子的能量为EE2=|t=—3.4eV，氢原子核外电子从n=1轨道跃迁到n=2轨道需要的能量：△E=E2—E1=10.2eV=1.632X10—18J.由玻尔理论有：hv=△E，又v=c/X，所以乎=△E.Am=1.22X10—7m.】ch 3X108X6.63X10—m=1.22X10—7m.』 . -一一△E1.632X10—18答案：1.22X10-7m♦♦部时作业♦♦一、选择题原子的能量量子化现象是指（）原子的能量是不可以改变的原子的能量与电子的轨道无关原子的能量状态是不连续的原子具有分立的能级解析：选CD.正确理解玻尔理论中量子化概念是解题关键.根据玻尔理论，原子处于一系列不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对应不同的圆形轨道，故C、D选项正确.（2012-高考北京卷）一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）放出光子，能量增加 B.放出光子，能量减少C.吸收光子，能量增加 D.吸收光子，能量减少解析：选B.由玻尔理论可知，氢原子由高能级向低能级跃迁时，辐射出光子，原子能量减少.玻尔理论与经典电磁学理论的主要矛盾是（）电子绕核运转的向心力，是否等于它所受的库仑力电子绕核运转是否会辐射电磁波电子绕核运转的频率是否不断变化原子是否是不稳定的答案：BCD氢原子的量子数越小，则（）电子的轨道半径越小原子的能量越小

原子的能量越大原子的电势能越小解析：选ABD.该题的物理图景是库仑引力提供电子绕核运动的向心力，可类比地球和人造卫星的运动来理解学习.根据玻尔理论，不同的轨道对应不同的能级、不同的量子数，量子数越小，则氢原子核外电子运动的轨道半径越小，对应能量越小.由于静电引力做正功，电子动能增大，由E=Ek+Ep知，电子动能越大，电子的电势能就越小.一群氢原子处于n=3的激发态时，它从高能级跃迁到低能级时辐射的光子能量是（）只能是1.89eV只能是12.09eV可能是1.89eV或12.09eV可能是1.89eV、10.2eV或12.09eVTOC\o"1-5"\h\z解析：选D.由E=与，E=—13.6eV可知，E=马=—1.51eV，E=—3.4eV，所以E—nn2 1 3 9 2 3E2=1.89eV，E3—E1=12.09eV，E2—E1=10.2eV，故可能发出三种能量值的光子.00 ----0\o"CurrentDocument"4 -0.853 1,51 -3.40 -13.60（2012-梅州高二检测）氢原子的能级图如图所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，氢原子需要吸收的能量至少是（）A.13.60eV B.10.20eVC.0.54eV D.27.20eV解析：选A.需要吸收的能量至少为n=8的能级与基态的能级差，即：EN0—（—13.6eV）=13.6eV.（2012-高考四川卷改编）如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（）n E/eV5-0.54TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"4 -0.85 -1.511 -13.6从n=41 -13.6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若要从低能级跃迁到高能级，必须吸收光子从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量hcA.B.C.D.解析：选A.氢原子跃迁时辐射出电磁波，hv=—=E—E=△E.可见久与乙E成反比，由4mn能级图可得从n=4能级跃迁到n=3能级时，△E=0.66eV，从n=3能级跃迁到n=2能级时，△E=1.89eV，所以A正确；电磁波的速度都等于光速，B错误；若有电子去碰撞氢原子，入射电子的动能可全部或部分被氢原子吸收，所以只要入射电子的动能大于氢原子两个能级之间的能量差，也可使氢原子由低能级向高能级跃迁，C错误；从高能级向低能级跃迁时，是氢原子向外放出能量，而非氢原子核，D错误.（2011-高考大纲全国卷）已知氢原子的基态能量为E］，激发态能量En=E1加2,其中n=2,3・・・.用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速.能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A.4hc—3E1B.2hc—E1C.4hc—E1D.9hc—E1解析：选C.从第一激发态到电离状态吸收的能量乙E=0—&=—与，根据△E=hv=床,所以U一普，因此正确答案为C.Ei用能量为12.30eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后下列关于氢原子跃迁说法正确的是()电子能跃迁到n=2的能级上去电子能跃迁到n=3的能级上去电子能跃迁到n=4的能级上去电子不能跃迁到其他能级上去解析：选D.根据玻尔理论，原子的能量是不连续的，即能量是量子化的.因此只有那些能量刚好等于两能级间的能量差的光子才能被氢原子所吸收，使氢原子发生跃迁.当氢原子由基态向n=2、3、4轨道跃迁时吸收的光子能量分别为：E,=E1—E1=—3.4eV—(—13.6)eV=10.20eV，21 22 12E”=E1—E1=—1.51eV—(—13.6)eV=12.09eV，31 32 12E”=E1—E1=—0.85eV—(—13.6)eV=12.75eV.414212而外来光子的能量12.30eV不等于某两能级间的能量差.故不能被氢原子所吸收而产生能级跃迁.二、非选择题n E/eNTOC\o"1-5"\h\z8 0085 -1.512 3.41氢原子的能级-13*6(2012-烟台高三模拟)已知氢原子基态的电子轨道半径为0=0.53X10—0m，基态的能级值为E1=—13.6eV.有一群氢原子处于量子数n=3的激发态.画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.计算这几条光谱线中最长的波长.解析：(1)由于这群氢原子的自发跃迁辐射，会得到三条光谱线，如图所示.

(2)三条光谱线中波长最长的光子能量最小，发生跃迁的两个能级的能量差最小，根据氢原子能级的分布规律可知，氢原子一定是从n=3的能级跃迁到n=2的能级.设波长为兀c由方厂=E—EA3 2/曰hc 6.63X10-34X3X108得A=E—E=-13.6」3.6、 m3 2 （ —+丁）X1.6X10—19=6.58X10—7m.答案：见解析E/eV0^--0.38<0^54-0.85-1.51-3.40-13.6原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞).一个动能具有13.6eV、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰，问是否可以使基态氢原子发生能级跃迁.(氢原子能级如图所示)解析：设运动氢原子的速度为％，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能AE被基态氢原子吸收，若△E=10.2eV，则基态氢原子可由n=1跃迁到n=2.由动量守恒和能量守恒有：mv0=2mv，1—1…12mv2=2mv2+2mv2+AE，\mv2=E=13.6eV.2 0k解得，△E=2.2mv2=6.8eV.因为△E=6.8eV<10.2eV.所以不能使基态氢原子发生跃迁.答案：不能氢原子的核外电子从基态跃迁到n=2的激发态时，吸收光子的能量值是E.则氢原子的核外电子从量子数n=3的能级跃迁到n=2的能级时，求：释放的光子的能量.氢原子的核外电子由基态发生电离需要吸收光子的能量至少是多少？解析：(1)根据玻尔理论，电子在两个能级间跃迁时释放或吸收光子的能量hv=LE氢原子中各个不同能级的能量与基态能量的关系是E=EEn2由题意知，电子从基态跃迁