2020-2021学年高中物理人教版选修3-5配套作业：第18章 第4节 玻尔的原子模型 Word版含解析

1、第十八章第四节请同学们认真完成 练案10 基础夯实 一、选择题(14题为单选题，56题为多选题)1根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则(d)a电子轨道半径越小b核外电子运动速度越大c原子能级的能量越小d电子的电势能越大解析：在氢原子中，量子数n越大，电子的轨道半径越大，根据km知，r越大，v越小，则电子的动能减小，因为量子数增大，原子能级的能量增大，动能减小，则电势能增大，故d正确，a、b、c错误。2一个氢原子从n3能级跃迁到n2能级，该氢原子(b)a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：一个氢原子从n3能级跃迁到n2能级，即从高能级向低能级

2、跃迁，释放光子，能量减少，故选项b正确。3如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是(d)a当氢原子从n3状态跃迁到n4状态时，辐射出0.66 ev的光子b玻尔理论认为原子的能量是不连续的，电子的轨道半径是连续的c玻尔理论也能很好地解释复杂原子的光谱d大量处在n1能级的氢原子可以被13 ev的电子碰撞而发生跃迁解析：从低能级跃迁到高能级需吸收光子，故a错误；玻尔理论认为电子的轨道半径是不连续的，故b错误；玻尔理论不能很好地解释复杂原子的光谱，c错误；处于基态的氢原子可以被13 ev的电子碰撞跃迁到nca，因此按波长依次增大由左向右为a、c、b，即选项c正确。5若原子的某内层电子被电离形成空位，其

3、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e01.416 mev交给内层电子(如k、l、m层电子，以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ek1.323 mev，el1.399 mev，em1.412 mev。则可能发射的特征x射线的能量为

4、(ac)a0.013 mevb0.017 mevc0.076 mevd0.093 mev解析：当发生能级跃迁时，释放的x射线的能量可能值为elek0.076 mev，emel0.013 mev，emek0.089 mev，选项a、c正确。6如图所示是氢原子的能级图，大量处于n4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n2能级跃迁时释放的光子，则(bc)a6种光子中波长最长的是n4激发态跃迁到基态时产生的b6种光子中有2种属于巴耳末系c使n4能级的氢原子电离至少要0.85 ev的能量d若从n2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应

5、，则从n3能级跃迁到n2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应解析：由e4e1h，得6种光子中由n4能级跃迁到n1能级的能量差最大，波长最短，所以a错误；在6种光子中只有n4跃迁到n2和n3跃迁到n2释放的光子属于巴耳末系，b项正确；由ee40(0.85 ev)0.85 ev，所以要使n4能级的氢原子电离至少需0.85 ev的能量，c项正确；因为e2e110.2 evh1，e3e21.89 evh2，所以12，故d项错误。二、非选择题7(2020辽宁省大连市高二下学期期中)氢原子处于基态时，原子的能量为e113.6 ev，当处于n3的激发态，能量为e31.51 ev，则(1)当氢原子从n3的

6、激发态跃迁到n1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？(2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？答案：(1)1.03107 m(2)3.31015 hz(3)3种解析：(1)由跃迁公式得he3e1由代入数据得1.03107 m(2)若要将基态原子电离h0e1，代入数据得3.31015 hz(3)光子种数nc3种。 能力提升 一、选择题(单选题)1处于基态的一群氢原子被一束单色光照射后，只发出三种频率分别为1、2、3的光子，且123，则入射光子的能量应为(a)ah1bh2ch3dh(12

7、3)解析：由氢原子跃迁规律知，eh1h(23)故只有选项a正确。2氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示。色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(ev)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10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(a)a红、蓝靛b黄、绿c红、紫d蓝靛、紫解析：由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 ev3.10 ev，处于某激发态的氢原子能级跃迁时：e3e2(3.401.51) ev1.89 ev，此范围为红光。e4e2(3.400.85) ev2.55 ev，

8、此范围为蓝靛光，故本题正确选项为a。3氢光谱在可见光的区域内有4条谱线，按照在真空中波长由长到短的顺序，这4条谱线分别是h，h，h和h，它们都是氢原子的电子从量子数大于2的可能轨道上跃迁到量子数为2的轨道时所发出的光，下列判断错误的是(a)a电子处于激发态时，h所对应的轨道量子数大b h的光子能量大于h的光子能量c对于同一种玻璃，4种光的折射率以h为最小d对同一种金属，h能使它发生光电效应，h，h，h都可以使它发生光电效应解析：由eh，知波长长，光子能量小，故h光子能量最小，h光子能量最大，再由hene2，得h对应的轨道量子数最小，a错误。4(2020江苏省启东市高二下学期调研)如图为氢原子的

9、能级图，已知可见光的光子的能量范围为1.623.11ev，对氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征的认识，下列说法正确的是(c)a用能量为10.3ev的光子照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态b一群处于n3能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出4种不同频率的光子c处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离d处于n2能级的氢原子向n4能级跃迁时，核外电子的动能增大解析：用能量为10.3ev的光子照射氢原子，不能使基态的氢原子吸收10.2ev的能量，所以不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态，故a错误；一群处于n3能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出3种不同频率的光子，故b错

10、误；紫外线光子的最小能量为3.11ev，处于n3能级的氢原子的电离能为1.51ev，故处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离，故c正确；处于n2能级的氢原子向n4能级跃迁时，轨道半径增大，原子能量增大，吸收光子，根据知轨道半径越大，动能越小，则核外电子的动能减小，故d错误。5根据玻尔理论，下列论述不正确的是(d)a电子在一系列定态轨道上运动，不会发生电磁辐射b处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理c巴尔末公式代表的应该是电子从量子数分别为n3,4,5等高能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线d一个氢原子中的电子从一个半径

11、为r1的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r2的轨道，已知r1r2，则此过程原子要吸收某一频率的光子，该光子能量由前后两个能级的能量差决定解析：按照玻尔理论电子在某一个轨道上运动的时候并不向外辐射能量，即其状态是稳定的，故a正确；处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理，故b正确；巴尔末公式：r()，代表的是电子从量子数分别为n3,4,5等高能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线，故c正确；已知r1r2，电子从较高能级的轨道自发地跃迁到较低能级的轨道时，会辐射一定频率的光子，故d错误。本题选择错误的，故选d。二、非选择题6氢原子能级图如下图所示，由能

12、级图求：(1)如果有很多氢原子处于n3的能级，在原子回到基态时，可能产生哪几种跃迁？出现几种不同光谱线？(2)如果用动能为11 ev的外来电子去激发处于基态的氢原子，可使氢原子激发到哪一个能级上？(3)如果用能量为11 ev的外来光去激发处于基态的氢原子，结果又如何？答案：(1)出现三种光谱线(2)n2的能级(3)不能使氢原子激发解析：(1)对于处于n3的很多氢原子而言，在它们回到n1的基态时，可能观测到三条不同频率的光谱线，其频率分别为2.921015 hz、4.511014 hz、2.471015 hz(2)从氢原子能级图可以推算出：氢原子从n1的能级激发到n2的能级时所需吸收的能量e21e2e1(3.4) ev(13.6) ev10.2 ev如果氢原子从n1的能级激发到n3的能级，那么所需吸收的能量为e31e3e11.51 ev(13.6) ev12.09 ev因为外来电子的能